【摘 要】
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TiO2是一种多功能的无机材料。本文研究了TiO2纳米管的水热法制备工艺,用XRD分析了TiO2纳米管的晶型特点,用SEM和TEM表征了TiO2纳米管的微观结构,用直流电化学法和交流阻抗法
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TiO2是一种多功能的无机材料。本文研究了TiO2纳米管的水热法制备工艺,用XRD分析了TiO2纳米管的晶型特点,用SEM和TEM表征了TiO2纳米管的微观结构,用直流电化学法和交流阻抗法测试了TiO2纳米管及其酸化产物的电化学性能,探讨质子导电的影响因素和导电机理。XRD分析测试表明,水热法制得的TiO2纳米管的晶型组成与原料TiO2相同,均是以锐钛矿为主并混有少量金红石的晶型结构。800℃高温热处理可以使其转变为金红石晶型。SEM和TEM观察表明,所制备的TiO2纳米管的管长约为0.5-5μm,管内径约为5-50nm,许多纳米管成排状平行粘联在一起。红外光谱分析显示TiO2纳米管表面存在钛羟基键。直流法电化学测试显示,由TiO2纳米管和Nafion溶液混合后干燥得到的复合材料的电导率要比纯Nafion膜的电导率高。60℃时该复合材料的电导率达0.08S·cm-1。所以,可以通过在Nafion膜中掺混TiO2纳米管来改善其质子传导性,还可以降低质子传导膜的成本。交流阻抗测试结果表明,试样的电导性受到工作温度和气体湿度的影响。在干燥条件下,电导性随温度的升高变化不大。气体湿度增加后,电导率随温度的改变有明显提高。实验结果还显示,经磷酸和硫酸浸泡处理后得到的TiO2纳米管酸化产物的电导率比未处理的TiO2纳米管的电导率要高得多。
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