本发明涉及一种大管径TiO2纳米管的制备方法。
背景技术：
TiO2因其优异的光催化性能、较好的化学稳定性、低廉的价格以及无毒无害等优点，在光解水制氢、太阳能电池以及环境净化等方面有着广泛的应用。相对于TiO2颗粒， TiO2纳米管因具有更大的比表面积和有序的孔道结构，而表现出独特的理化性质，在光电转换和光催化领域显示出诱人的应用前景。
通常TiO2纳米管的制备方法有阳极氧化法、模板法和水热法等。其中，阳极氧化法因制得的纳米管规则有序、长度、直径可控等优点，而被广泛采用。尽管阳极氧化法制备TiO2纳米管已经研究了十几年，但其形成机理至今仍不清楚。影响TiO2纳米管生长的因素很多，如电解液中氟离子浓度、水含量、施加电压或电流、阳极氧化时间和电解液的温度等。相比而言，水含量和电压对TiO2纳米管形貌的影响尚无系统性结论。在低水含量(２％(体积分数))的氟化铵溶液中，采用较低的电压(10~80 V)进行阳极氧化，制备的TiO2纳米管的管径在20~300nm 的范围内。而在高水含量的电解液中，在高电压下制备的大管径的TiO2纳米管鲜有文献报道。
技术实现要素：
本发明旨在针对上述问题，提出一种大管径TiO2纳米管的制备方法。
本发明的技术方案在于：
大管径TiO2纳米管的制备方法，包括如下步骤：
（1）在进行电化学抛光之前，将钛片分别用丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗10min；将清洗后的钛片在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中电化学抛光，抛光后用去离子水清洗、吹干待用；
（2）在含有NH４F 和水的乙二醇电解液中，在恒定电压下阳极氧化抛光的钛片，用冷却机控制电解液温度保持在10℃；而后在NH４F 和水的乙二醇电解液中，在恒定电压下阳极氧化抛光的钛片，进行一次氧化，氧化1h后超声10 min 去掉表面氧化膜，再用去离子水清洗吹干，进行二次氧化，氧化时间为15 min。
所述的高氯酸和冰醋酸的体积比为1：9。
所述的电化学抛光的电压为40V，温度11 ℃，时间为5min。
所述的阳极氧化抛光的电压为150 V，抛光时间为30min。
所述的NH４F的质量分数为0.3%。
所述的二次氧化电压与二次氧化电压相同。
本发明的技术效果在于：
本发明技术方案简单，有利于提高TiO2纳米管的光解水性能。
具体实施方式
大管径TiO2纳米管的制备方法，包括如下步骤：
（1）在进行电化学抛光之前，将钛片分别用丙酮、异丙醇和去离子水超声清洗10min；将清洗后的钛片在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中电化学抛光，抛光后用去离子水清洗、吹干待用；
（2）在含有NH４F 和水的乙二醇电解液中，在恒定电压下阳极氧化抛光的钛片，用冷却机控制电解液温度保持在10℃；而后在NH４F 和水的乙二醇电解液中，在恒定电压下阳极氧化抛光的钛片，进行一次氧化，氧化1h后超声10 min 去掉表面氧化膜，再用去离子水清洗吹干，进行二次氧化，氧化时间为15 min。
其中，所述的高氯酸和冰醋酸的体积比为1：9。所述的电化学抛光的电压为40V，温度11 ℃，时间为5min。所述的阳极氧化抛光的电压为150 V，抛光时间为30min。
所述的NH４F的质量分数为0.3%。所述的二次氧化电压与二次氧化电压相同。