TiO2纳米丝的制备

通过阳极氧化制备了多孔性氧化铝膜，并以其为模板，采用溶胶凝胶法制得了TiO2纳米丝。
关键词：阳极氧化；多孔性氧化铝膜；溶胶凝胶；TiO2

近年来，新发展的纳米TiO2晶体化学太阳能电池受到国内外科学家的重视[1~3]。瑞士Gratzel教授研制成功纳米TiO2化学太阳能电池[4]以来，国内一些单位也正在进行这方面的研究。纳米晶化学太阳能电池[4] (简称ＮＰＣ电池)是由一种窄禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的。纳米晶TiO2工作原理[5]：染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电子最终进入导电膜，然后通过外回路产生光电流。被TiO2表面吸附的染料分子越多，则光吸收效率就越高。致密平整的TiO2膜化学吸附的染料分子很少，光电转化效率还不足1%，为了提高光电转化效率必须增大膜的表面积增加光敏染料分子的化学吸附量，我们采用在纳米模板上用溶胶凝胶法来制备TiO2纳米丝。
2 实 验
模板的制备采用纯度为99.5%,厚度为200μｍ的铝片，将纯铝样剪裁成一定尺寸后退火并随炉冷却。然后照以下步骤进行：（1）清洗（2）电抛光（3）首次氧化（4）除膜（5）二次氧化（6）扩孔（7）氧化膜的剥离。在酸性溶液中进行阳极氧化，纯铝片为阳极，石墨为阴极。电解液用硫酸进行实验。
以冰醋酸为催化剂，实验时，为了防止钛酸丁脂强烈水解，将无水乙醇按总体积分成两部分，占总体积1/2的乙醇与钛酸丁脂充分混合，制成原液，另1/2的无水乙醇与水及冰醋酸充分混分合后配成滴加溶液。室温下，将滴加溶液缓慢滴入原液中，并不停地搅拌，再超声分散，形成溶胶。将多孔性氧化铝模板浸在溶胶中，一段时间后取出进行热处理。
3 结果和讨论
SEM 多孔性氧化铝膜板的孔径大约为30～50nm。
荧光光谱分析 将多孔氧化铝膜浸入二氧化钛的溶胶前后的荧光光谱进行对比，发现发生了变化，说明引进了新的物质。