鈦氧化物—TiO₂,無毒、具有高的光催化活性,可以降解有機(jī)污染物、抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖,通常用來制備抗菌包裝材料。鈦在空氣中自發(fā)生成的氧化膜較薄,耐腐蝕性和耐磨性差。目前通常使用陽進(jìn)極氧化工藝對(duì)鈦金屬表面行改性。陽極氧化常用的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿電解液易揮發(fā)、毒性大、危險(xiǎn)性高。因而開發(fā)一種綠色環(huán)保的電解液尤為重要。本文開發(fā)了一種新型環(huán)保的還原氧化石墨稀（RGO）/檸檬酸（C6H8O7）體系電解液,研究了陽極氧化電位、氧化時(shí)間等對(duì)鈦氧化膜的生長(zhǎng)、結(jié)晶及耐腐蝕性能的影響,并探索了氧化膜的生長(zhǎng)結(jié)晶機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):開發(fā)的還原氧化石墨烯/檸檬酸體系電解液的電導(dǎo)率為482.5us/cm,電解液的電導(dǎo)率隨著氧化石墨烯濃度、還原時(shí)間和電解液溫度的增加而逐漸增大。對(duì)陽極氧化膜進(jìn)行拉曼光譜測(cè)試發(fā)現(xiàn),陽極氧化膜巾鈦氧化物以銳鈦礦型TiO₂存在,在10V低電壓下,氧化20 min可以觀察到TiO₂的結(jié)晶吸收峰。隨著氧化電壓的升高,氧化膜中的TiO₂晶體含量逐漸增加,然而氧化電位對(duì)氧化膜的結(jié)晶類型無影響。其中氧化電壓為50 V時(shí),銳鈦礦... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：51 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2晶體結(jié)構(gòu)圖：（a）銳鈦礦，（b）金紅石，（c）銳鈦礦八面體，（d）金紅石八面體[22]

新領(lǐng)域。但是該方法對(duì)設(shè)備的要求高，難以控制膜的微觀形貌和晶粒尺寸[43]。（3）陽極氧化法陽極氧化法[44]（AO）是在外加電流作用下，以Ti片或合金基板作陽極，Pt片作陰極，在電解液中通過調(diào)節(jié)氧化參數(shù)（氧化電壓、時(shí)間、電解液濃度等）的方法制備不同結(jié)構(gòu)和性能的鈦陽極氧化薄膜的過程，具有操作簡(jiǎn)單，膜層均勻細(xì)膩的優(yōu)點(diǎn)。陽極氧化膜的形貌與氧化過程參數(shù)有著密切的關(guān)系。柳堤[45]等在含氟電解液中，采用SEM和FAM研究陽極氧化電位對(duì)納米管形貌的影響，結(jié)果表明：隨著氧化電位的升高，納米管的管徑與管間距在逐漸增大（如圖1-2）。圖1-2不同氧化電位下制備的TiO2納米管SEM圖（a）10V，（b）15V，（c）20V，（d）25V[45]Fig.1-2SEMimagesofTiO2nanotubespreparedatdifferentoxidationpotentials(a)10V,(b)15V,(c)20V,(d)25V[45]

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文6基材表面的結(jié)構(gòu)對(duì)于陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)與性能也有著重要的影響。牛小丫[46]等人在氫氧化鈉體系電解質(zhì)中，采用陽極氧化法研究了常規(guī)純鈦與超精細(xì)純鈦的耐腐蝕性能。結(jié)果表明：鈦表面超精細(xì)化提高了晶體缺陷從而得到高耐腐蝕性的氧化膜。趙駿[47]等將高溫?zé)Y(jié)法與非溶劑致相分離法相結(jié)合制備出三維多鈦平板膜，再通過陽極氧化法制備出具有良好電化學(xué)性能的多孔鈦/TiO2納米復(fù)合薄膜（如圖1-3），為下一代研究電容器提供了新思路。圖1-3多鈦孔/TiO2納米管復(fù)合薄膜電極表面、截面SEM圖（a）表面，（b）表面（放大），（c）截面，（d）截面（放大）[47]Fig.1-3Sufaceandcross-sectionalSEMmicrographsofTi/TiO2NTscompositemembraneelectrode(a)surface,(b)surface(enlarge),(c)section,(d)section(enlarge)[47]1.6鈦陽極氧化膜的生長(zhǎng)結(jié)晶機(jī)理1.6.1鈦陽極氧化膜生長(zhǎng)機(jī)理深入研究氧化物薄膜的生長(zhǎng)與結(jié)晶機(jī)理，探索各種氧化參數(shù)對(duì)氧化膜生長(zhǎng)與結(jié)晶的影響，對(duì)于控制鈦氧化膜的形貌與性能，制備出理想的氧化物薄膜材料有著重要的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)意義。陽極氧化過程如圖1-4所示[48]，金屬鈦在兩個(gè)界面同時(shí)形成氧化膜，分別是鈦基底/氧化物界面與氧化物/溶液界面。其中鈦基底/氧化物界面的氧化膜是金屬氧化釋放出Ti4+穿過氧化物薄膜向氧化物/溶液界面遷移與O2－、OH－結(jié)合所決定的，占氧化膜總量的35%。圖1-4鈦表面陽極氧化膜生長(zhǎng)受離子遷移的影響[48]Fig.1-4IllustrationofinfluenceofionictransportonlocationofnewfilmgrowthonTitanium[48]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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