二氧化钛纳米管阵列的制备及应用研究

发布时间：2016-10-11 17:29

  本文关键词：医用钛合金表面氧化处理及功能组装研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2010年

二氧化钛纳米管阵列的制备及应用研究

陈姗姗  

【摘要】： 二氧化钛纳米管阵列由于具有高比表面积和高深宽比的特性,从而在太阳能电池、光催化、传感器、微电子、生物医学等方面得到了广泛的应用,具有极大发展前景。 阳极氧化法制备工艺简单、操作成本低廉,且制备出的纳米管排列均匀整齐。本论文采用阳极氧化的方法制备规则结构的二氧化钛纳米管阵列,研究了不同电解液体系和不同反应时间对二氧化钛纳米管生长的影响。之后着重研究了二氧化钛纳米管阵列在生物医学和染料敏化太阳能电池方面的应用。 在生物医学领域,本论文研究了经过表面纳米级修饰后的纯钛片对猪骨髓基质细胞(BMSCs)黏附、分化、生长等生物学特性的影响。实验结果表明,对钛片进行表面纳米化处理后有助于提高其生物相容性。 在染料敏化太阳能电池的研究领域,本论文分别在纯钛片基底和FTO导电玻璃基底上制备二氧化钛纳米管阵列,并分别采用前端照射和后端照射的方法组装成染料敏化太阳能电池,测试两者的光电转换效率。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB383.1
【目录】：

摘要6-7

ABSTRACT7-8

目录8-10

图录10-12

表录12-13

第一章 绪论13-28

1.1 二氧化钛纳米管概述13-15

1.2 二氧化钛纳米管的制备15-19

1.2.1 模板合成法15-16

1.2.2 水热合成法16-17

1.2.3 阳极氧化法17-18

1.2.4 研究现状18-19

1.3 二氧化钛纳米管形成的影响因素19-20

1.3.1 阳极氧化电压19

1.3.2 电解液pH 值19

1.3.3 阳极氧化时间19-20

1.3.4 电解液组成20

1.4 二氧化钛纳米管的应用20-26

1.4.1 纳米管阵列在生物方面的应用20-22

1.4.2 纳米管阵列在染料敏化太阳能电池方面的应用22-26

1.5 研究目的与内容26-28

第二章 二氧化钛纳米管阵列的制备及机理研究28-43

2.1 实验方法和仪器28-30

2.1.1 实验原料及设备28

2.1.2 阳极氧化法28-30

2.2 纳米管阵列理化性质的表征30-32

2.2.1 扫描电子显微镜30

2.2.2 X 射线粉末衍射30-31

2.2.3 激光扫描共聚焦显微镜31

2.2.4 原子力显微镜31-32

2.3 实验结果与讨论32-40

2.3.1 金属钛片上制备纳米管阵列情况32-37

2.3.2 FTO 导电玻璃上制备纳米管阵列情况37-40

2.4 实验机理研究40-41

2.5 本章小结41-43

第三章 纳米管阵列在生物方面的应用43-53

3.1 前言43-44

3.2 实验原料及设备44-45

3.3 材料的制备与表征45-47

3.3.1 二氧化钛纳米管的制备45-46

3.3.2 二氧化钛纳米孔的制备46-47

3.4 生物实验研究47-51

3.4.1 钛片表面细胞的粘附情况47-49

3.4.2 钛片表面细胞的增殖情况49

3.4.3 钛片表面细胞的生长形态49-50

3.4.4 BMSCs 骨架蛋白的观测50-51

3.5 本章小结51-53

第四章 纳米管阵列在染料敏化太阳能电池方面的应用53-66

4.1 前言53

4.2 实验原料及设备53-54

4.3 染料敏化太阳能电池的制备54-59

4.3.1 纳米管薄膜电极的制备54-56

4.3.2 染料的配制56-58

4.3.3 电解质的配制58

4.3.4 电池的封装58-59

4.4 染料敏化太阳能电池的组装形式59-61

4.4.1 后端照射59-60

4.4.2 前端照射60-61

4.4 电池性能与讨论61-64

4.5 本章小结64-66

第五章 总结与展望66-68

5.1 全文总结66-67

5.2 发展与展望67-68

参考文献68-76

致谢76-77

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文77-79

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本文编号：137597