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自支撑二氧化钛纳米管薄膜的制备及其作为光响应离子通道的性能研究

李雨暄  张倩倩  翟锦  
【摘要】:无机n型半导体材料二氧化钛(TiO2)以其稳定的物理化学性质、良好的生物相容性以及优异的光电性能被广泛应用于光催化等研究领域[1]。在不同形貌的TiO2纳米材料的中,TiO2纳米管阵列具有较大的比表面积和良好的吸附能力[2],引起了人们的研究兴趣。本文详细介绍了阳极氧化法制备TiO2自支撑膜的过程,并首次将其应用于仿生人工光响应离子通道这一新的领域中。我们采用三步阳极氧化法制备TiO2自支撑膜:第一步阳极氧化得到具有低表面粗糙度的钛基底;第二步阳极氧化制备TiO2纳米管阵列;第三步阳极氧化促进脱膜得到两侧孔径非对称的TiO2自支撑膜。与传统TiO2纳米管在光电方面的应用不同,我们将其作为仿生人工离子通道研究光响应离子流通性能,发现紫外光照射使通过其中的离子电流发生了快速变化,光响应电流生成归结于TiO2纳米管的非对称结构与其光生电荷的协同作用。良好的稳定性、快速的光响应性使其在光控开关、光学传感器等领域具有潜在的应用前景。

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