NML综述｜“水助法”低温结晶二氧化钛纳米管

近年来，二氧化钛纳米管凭借其独特的结构性和出色的物理化学性质在各领域引起了越来越多的关注研究。在制备二氧化钛纳米管的各种方法中，阳极氧化法被认为是一种高效，便捷，低廉的方法。

一般而言，通过阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管并未结晶，为不定型态。因此，随后的高温烧结流程成为得到锐钛矿型二氧化钛纳米管的必要步骤，这无疑给环境和成本带来了巨大压力。

基于此，如何在低温的条件下得到排列整齐的锐钛矿型二氧化钛纳米管成为了一个研究热点。

电子科技大学廖宇龙教授在2011年首次提出了一种“水助法”低温结晶二氧化钛纳米管的新型途径。该方法不需要高温烧结，只需要在低温条件下将不定型态的阳极氧化后的纳米管浸泡入纯水中，即可得到锐钛矿型的二氧化钛纳米管产物。

由于此方法环保无毒，成本低廉，易于控制，一经提出便受到了科学界的广泛关注。在此，本文对近些年来的关于“水助法”低温结晶二氧化钛纳米管的研究做了一个总结，希望能进一步地推动二氧化钛纳米管以及低温结晶金属氧化物的研究发展。

▲图5 （a）锐钛矿型二氧化钛在光激发下降解污染物的原理图;（b，c）“水助法”与其他方法下得到的不同产物对甲基橙的降解效率比较图。

“水助法”得到的具有较大比表面积的二氧化钛纳米管能够应用在多个领域，比如光催化降解有机污染物及超级电容器。

4 “水助法”在其他金属氧化物上的应用

▲ 图7 (a)阳极氧化后的氧化锡的形貌及实物图;（b）室温下“水助法”进行2小时后的形貌及实物图;（c）60度下“水助法”进行2小时后的形貌及实物图;（d）结晶过程原理示意图;（e, f）“水助法”结晶后的产物的透射电镜及电子选区衍射图。

“水助法”不仅能够将阳极氧化后的不定型态的氧化钛纳米管结晶为锐钛矿型，同时可以结晶其他方法制备的不定型态的氧化钛纳米线，纳米球等。

此外，该方法也被应用到了除氧化钛之外的其他金属氧化物上，比如氧化锡等。

主要研究领域：

纳米科学，电化学及材料学等交叉学科研究

主页链接：

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—该论文第一作者—

主要研究方向：

纳米科学，电化学，催化等方向

1 高场阳极氧化法在硅衬底上快速生长高有序TiO2纳米管阵列 

2 高效光解水制氢催化剂：g-C3N4/TiO2纳米管阵列异质结

3 分级结构之高性能光催化降解材料：ZnFe2O4/Fe2TiO5/TiO2纳米管阵列

Nano-Micro Letters 是上海交通大学主办的英文学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯，在 Springer 开放获取（open-access）出版。可免费获取全文，欢迎关注和投稿。

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