在PEG溶液中TiO2纳米管的形成机理研究(4)
1.2.5 多孔型阳极氧化膜有序生长机制的其它理论解释
也有其他不同的团队对阳极金属氧化物的自排序机制提出了许多其他解释。由于金属阳离子在氧化物的密度比金属中低得多，当金属基底进行阳极氧化以形成氧化物时，发生体积膨胀。针对阳极氧化铝，有人假设[12]其体积膨胀可能导致相邻孔之间的排斥力，并有助于吹冰角形孔阵列的自组织。同样钛的自组织有序性可能来自氧化物的体积膨胀。
Singh等[13]将初始阶段氧化铝中孔隙的自组织归因于氧化物层中的显著的弹性应力。不同于上述工作者将自有序归因于氧化物层的机械或弹性应力。Vorobyova等[14]相信，氧化物/电解质界面的亥姆霍兹层的自组织作用，导致高度有序孔隙的生长。而Lu等[15]提出电解质/氧化物界面附近可能的离子对流是阳极氧化薄膜最初有序的起因。上述三种模式描述了金属的早期阳极氧化产生孔隙有序的可能原因。然而，在确认某一模型之前，必须获得更多的实验证据。在另一方面，这些模型没有考虑在后来的阶段即当阳极薄膜已经成长为具有一定厚度时的自组织过程。在等电场强度模型中考虑这一过程也许更加重要。
1.3 TNTAs的制备
TNTAs已经通过多种方法制备出来，包括模板生长，水热过程和引晶生长。模板的方法是相对复杂的，因为它需要引入和除去模板，而且制备好的纳米管在模板除去以后相互连接松动。水热过程中可产生含质子通过单层H2Ti3O7的旋转的Ti-O键形成透明分离的纳米管。在引晶生长过程中，在基片上均匀一致地分布一层晶粒颗粒是具有挑战性的，并且所述纳米管的取向是随机的。阳极氧化法不同于上述三种制备方法，它操作简单，而且能够获得高度有序的的TNTAs。综上所述，本文选择了阳极氧化的方法来制备TNTAs。
电解液种类、pH值、氧化电压、氧化时间和氧化温度以及后处理方法等各个因素对TNTAs的结构都有着很大的影响[16]。比如在不同的电解液中就会得到结构大不相同的TNTAs。迄今为止，有着可调整的孔径和纳米管长度的高度有序的TNTAs结构在水性和非水电解质，无论在含不含氟条件下均已实现。但是就目前而言，大部分的PATNT均是在含氟电解液中制备，而且其相对于其它电解液中制备的PATNT具有更规则的形态和孔隙序列[17]。
1.4 研究内容
电解质种类，氧化次数和预处理方法和其它因素都会极大程度上对PATNT结构产生影响，本文重点探索不同因素对PATNT形成过程的影响。以实验事实为基础，将“氧气气泡模具”与基于离子电流和电子电流的模型相结合，成功解释了各种因素的影响以及纳米管上腰带的形成。
（1）研究预先是否进行抛光对TNTAs形成过程的影响；
（2）研究氟化铵浓度对TNTAs形成过程的影响；
（3）研究聚乙二醇含量对TNTAs形成过程的影响；
（4）对比一次氧化和二次氧化的TNTAs形成过程；
（5）分析扫描电子显微镜得到的纳米管的表面形貌。
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