【摘 要】
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阳极氧化TiO2纳米管在太阳能电池、光催化和超级电容器等领域有着广泛的应用。然而，目前对TiO2纳米管的生长机理尚缺乏深入细致的认识，因而难以获得所需形貌的纳米管。本文深入
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阳极氧化TiO2纳米管在太阳能电池、光催化和超级电容器等领域有着广泛的应用。然而，目前对TiO2纳米管的生长机理尚缺乏深入细致的认识，因而难以获得所需形貌的纳米管。本文深入研究了TiO2纳米管的生长机理，在此基础上实现了不同形貌TiO2纳米管的可控制备。论文的主要结果如下: 1、研究发现，在低温高电压条件下制备的TiO2纳米管的形貌不同于常规条件下制备的TiO2纳米管，基于这种形貌差异，并结合低温下的阳极氧化特性，深入分析了TiO2纳米管的形成过程。 2、在高电压下阳极氧化Ti片，成功地制备了大面积双通TiO2纳米管阵列薄膜。提出了应力累积模型来解释其自脱落现象，系统研究了阳极氧化参数对应力累积和自脱落薄膜厚度的影响。 3、通过在周期脉冲电压下阳极氧化Ti片，制备出了内管径周期变化、竹节状结构和周期层状结构三种不同形貌的TiO2纳米管阵列。提出了它们的形成机理，并通过合理地调控阳极氧化参数，实现了三种形貌间的相互转化。 4、制备出的周期结构的TiO2纳米管阵列薄膜在可见光波长范围内展现出光子晶体特性，具有光子带隙，且带隙位置可以通过制备条件来调节。与在空气中的带隙位置相比，在无水乙醇中薄膜的光子带隙位置有较大的移动，这种特性表明其有望用做传感器。
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