二氧化钛纳米管(Titanium Dioxide Nanotubes,TiO2-NTs)是一种半导体纳米材料,其孔径2~20 nm,大小基本一致,并且分布高度有序。近年来,二氧化钛纳米管阵列,纳米纤维,纳米棒,纳米片等引起了大家的广泛研究热情。而二氧化钛纳米管更是在光电池、锂电池、光催化剂、传感器等热点领域发挥着至关重要的作用。采用两步阳极氧化法(two-step anodization),以乙二醇,氟化铵,水为电解液制备出了高度有序的二氧化钛纳米管(TiO2 Nanotubes,TiO2-NTs)及内包覆碳的二氧化钛纳米管(Carbon inner-coated TiO2 Nanotubes,C-TiO2-NTs)。二氧化钛纳米管制备工艺:(退火→除油→刻蚀→洗涤)、阳极氧化(稳流氧化→除膜→稳压氧化)和后续处理(退火→膜剥离→制备成锂离子电池);内包覆碳的二氧化钛纳米管制备工艺:(除油→刻蚀→洗涤)、阳极氧化(恒压氧化→除膜→恒压氧化)和后续处理(葡萄糖处理→退火→膜剥离→制备成锂离子电池)。用扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察分析了纳米管的微观结构形貌。通过调整电解时间,温度及浸泡于葡萄糖中的时间调控管径、管长及碳包覆情况。利用X射线衍射仪(XRD)证实了管内含有碳,热重分析(TGA)确定了含碳量。制备成锂离子电池后,对其进行了充放电、电化学阻抗、CV、循环次数等性能的测试。设计并合成了两个以二芴胺为给体及以两个三苯胺为给体的敏化剂。通过NMR、MALDI-TOF、UV、荧光、CV等测试对其结构及光学性能、电化学性能进行了表针。做成器件后,测定DSCs光电转换效率。结果表明:作为锂离子电池阳极材料,内包覆碳的二氧化钛纳米管在比电容、可逆性、循环性能等方面,明显优于普通二氧化碳纳米管;引入二芴胺后,染料D2、D4光谱吸收范围变大,光电转换效率提高;相较于喹喔啉,引入苯并噻二唑,染料D3、D4光谱吸收范围也变大,光电转换效率提高。
