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TiO2纳米管阵列是一种一维材料,可以很好的提高入射光的吸收效率,减少散射,并且又是一种自下而上的纳米结构,有利于光生电子和空穴的转移,而且纳米管又具有较大的比表面积,因此在众多领域其具有广泛的应用前景。但是目前制备的TiO2纳米管大多为多晶结构,其光生电子和空穴容易在晶界处发生复合。因此需要用一种简单的方法来制备得到准单晶结构的TiO2纳米管阵列,然而目前的制备方法都比较复杂,且还没有明确的机理来阐述其形成过程。为了解决以上问题,本文在实验室原有制备TiO2纳米管阵列的基础上,以非晶TiO2纳米管为原材料,利用底部F-离子与TiO2的相互作用,改变热处理的升温速率,成功的制备得到了单晶结构的TiO2纳米管阵列。具体成果简述如下:(1)利用F-离子对无定形TiO2结晶温度的影响,通过调控热处理温度和升温速率,成功的制备了单晶结构的TiO2纳米管阵列。当缓慢升温时,TiO2纳米管上端的非晶TiO2还来不及自发结晶就会被底端优先结晶的锐钛矿TiO2诱导其结晶,因而形成了准单晶结构的TiO2纳米管阵列。并通过调控电解液中NH4F浓度的变化,利用锐钛矿(001)晶面和(101)晶面的选择竞争暴露,实现择优取向的调控。(2)将制备得到的准单晶结构Ti02纳米管进行了紫外光催化甲基橙的测试,发现样品ATONA0.5(S)具有最好的光催化性能,其反应常数K是多晶样品的1.93倍。并且也对准单晶样品ATONA0.5(S)和多晶样品ATONA0.5(R)进行了光电性能测试,发现样品ATONA0.5(S)具有更快的响应速度,其上响应和下响应时间分别为2.5 s和2.4s,远远低于样品ATONA0.5(R),并且样品ATONA0.5(S)具有更大的光暗电流比。(3)通过光催化氧化还原的方法成功的将FeOx和 Ag负载在TiO2纳米管表面,进一步提高了样品ATONA0.5(S)的光催化性能,再通过调控溶液的浓度和光照时间,得到了光催化性能最佳的样品Fe-50 mL/3 h和Ag-20 mL/1 h,其光催化性能分别提高了 30.73%和44.55%。