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1、金屬摻雜的二氧化鈦納米線的研究進(jìn)展杜軍石佳光，黃晶晶，張文龍，劉飛南昌大學(xué)環(huán)化學(xué)院化工系，南昌，江西省，330031摘要：納米級二氧化鈦由于其微粒尺寸小、比表面積大等特點，使其表現(xiàn)出不同與常規(guī)材料的特殊性能。尤其是二氧化鈦納米線比二氧化鈦納米薄膜有著更人的比表面積，在光催化等方而表現(xiàn)出更優(yōu)越的性能。本文主要就金屬摻雜氧化鈦納米線的制備方法及對性能的影響了以介紹。關(guān)鍵詞：氧化鈦、納米線、摻雜中圖分類號：TB34RecentProcessinMetal-dopedtitaniumoxidenanowiresDuJun,ShiJiaguang
2、,HuangJingjing,ZhangWenlong,LiuFeiChemicalEngineeringDepartment,Environmental&ChemicalEngineeringCollege,NanchangUniversity,China,330031Abstract:Duetoofitssmallsizeandlargespecificsurfacearea,thetitaniumdioxidenanowiresexhibittheexcellentproperties.Thisreviewgivesanoverv
3、iewofthescientificandtechnologicalaspectsoftitaniumdioxidenanowiresincludingthepreparation,propertiesandapplicationsoftitaniumoxidenanowires.Wcfocusonmetal-dopedtitaniumoxidenanowiresusedinphotocatalysis.Keywords:titaniumoxide,nanowires,doped二氧化鈦（TiO2）作為一種性能優(yōu)良的半導(dǎo)體功能材料，具有
4、穩(wěn)定性好、抗腐蝕、、抗菌、紫外吸收能力好、催化效率高、無毒、制備成本低等［T優(yōu)點，成為人們研究的熱點。通常認(rèn)為二氧化鈦有三種結(jié)構(gòu)：金紅石、銳鈦礦、板鈦礦，其中銳鈦礦的催化活性最高07】。納米二氧化鈦曲于尺寸較小，表面原子數(shù)、比表面積和表面張力隨粒徑的卜?降急劇增大，使其表現(xiàn)出許多不同于常規(guī)材料的特殊性能，冇利于光電轉(zhuǎn)換和儲能［陰，因而被廣泛運用于太陽能電池和光催化劑,尤其在光催化劑領(lǐng)域得到重視〔心人特別是二氧化鈦納米線比薄膜具有更大的比表面積和表面能，因而表現(xiàn)出比其它二氧化鈦形態(tài)更好的性能。此外，在納米電子器件方而，納米二氧化鈦也表現(xiàn)出
5、優(yōu)良的性能，被認(rèn)為是一種很冇發(fā)展前景的材料［213］。但TiO2具冇較寬的禁帶寬度(3.2eV),只能吸收387.5nm以下的紫外光，量子效率低等缺點限制了其應(yīng)用Z⑸。近年來，研究人員為了提高納米二氧化鈦的性能，在利用金屬離子摻雜及改進(jìn)制備方法提高納米二氧化鈦性能方面做了大量的工作，并取得了豐碩的成果，使之在微電子、光電池、光解水、電致變色器件等a?岡領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。1摻雜二氧化鈦納米線的制備方法二氧化鈦納米線的制備方法很多，木文主要介紹兩類：模板法和蝕刻技術(shù)。1.1模板法1.1.1多孔氧化鋁模板(PAA)法這是一種較為成熟的方法，
6、氧化鋁模板采用二次陽極氧化工藝［⑼。主耍是使氧化鈦沉積在多孔的模板的孔洞中，使氧化鈦形成與孔洞形狀一致的長線性結(jié)構(gòu)〔2°】?，F(xiàn)在常用的模板通常是通過二次陽極氧化工藝制備的高度有序的多孔氧化鋁模板，這種方法制備的一維納米線，具有良好的電子傳輸能力。在多孔氧化鋁模板制備好以后，要制備相應(yīng)的溶膠，可以向溶膠屮加人金屈離了來實現(xiàn)金屈的摻雜。然后運用電化學(xué)的方法使溶膠在多孔氧化鋁模板充分沉積，經(jīng)NaOH溶液進(jìn)行腐蝕得到二氧化鈦納米線0,2%章少華等利用多孔氧化鋁模板法制備了Nd3+/F7TiO2納米線陣列，納米線直徑均勻，排列整齊，且有不規(guī)則的凹
7、凸，這樣的結(jié)構(gòu)比表面積大，光催化性能高㈡〕。1.1.2納米線模板法納米線模板法就是以現(xiàn)成的納米線為模板，在金屬納米線上沉積氧化鈦或在氧化鈦納米線上沉積摻雜元索〔24,25］。利用冇機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法在ZnS納米線表面沉積TiO2,核心的ZnS納米線的直徑為12-13nm,表層沉積的TiO?厚度為3-4nm［26］0ChongmuLee等運用濺射法在ZnSe納米線表面沉積TiCh，五分鐘厚度可以達(dá)到5nm,此時納米線具有最大的發(fā)光強(qiáng)度㈡］。1.2蝕刻技術(shù)蝕刻技術(shù)制備納米線是通過光刻、等離子蝕刻等技術(shù)手段對薄膜材料進(jìn)行物理或化學(xué)處理，除去
8、不需要的部位，使其形狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米線狀的方法。用于氧化鈦納米線制備的冇AFM電化學(xué)陽極氧化制備法。AFM微細(xì)加工技術(shù)是在聚合物或薄膜上進(jìn)行刻蝕。焦止等采用AFM微細(xì)加工技術(shù)，利用屯化學(xué)陽極氧化對Ti/SO/S
