[发明专利]一种硒掺杂钛基金属及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硒掺杂钛基金属，其特征在于：所述硒掺杂钛基金属由纯Ti基体、设置于纯Ti基体表面的硒化的TiO₂纳米管阵列，以及覆盖在TiO₂纳米管阵列表面的纳米羟基磷灰石组成。

2.根据权利要求1所述的一种硒掺杂钛基金属，其特征在于：

所述硒在硒掺杂钛基金属表面的质量百分比为0.5wt％～2wt％，

所述纳米羟基磷灰石覆盖在TiO₂纳米管阵列表面的厚度，低于硒在TiO₂纳米管阵列表面的厚度；

所述TiO₂纳米管阵列的壁厚为10～20nm，管径为50～150nm，管长为1～4μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种硒掺杂钛基金属，其特征在于：所述纯Ti基体为3D打印纯钛。

4.根据权利要求1-3所述的一种硒掺杂钛基金属的制备方法，其特征在于：将纯钛基体进行阳极氧化处理于纯钛基体表面形成TiO₂纳米管阵列，获得TiO₂-钛材料，然后于TiO₂-钛材料中含TiO₂纳米管阵列的表面进行电化学沉积Se，获得Se掺杂TiO₂-钛材料，最后再将Se掺杂TiO₂-钛材料置于含纳米羟基磷灰石的胶体中，进行电泳沉积纳米羟基磷灰石，即得硒掺杂钛基金属。

5.根据权利要求4所述的一种硒掺杂钛基金属的制备方法，其特征在于：所述纯钛基体为纯钛片，所述纯钛片的纯度≥99.5％；

所述纯钛基体先进行预处理，所述预处理过程为：先依次采用400目、800目、2000目的砂纸将纯钛基体进行打磨，然后将打磨光滑的纯钛基体依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗5～20min，再将清洗后的纯钛基体于酸溶液中进行活化处理10～60s，最后用去离子水冲洗，烘干即得，所述酸溶液为由HF、HNO₃和水组成的混合液，所述酸溶液中，按体积比计，HF：HNO₃：水＝5～15:20～60:25～75。

6.根据权利要求4或5所述的一种硒掺杂钛基金属的制备方法，其特征在于：所述阳极氧化处理时，以Pt片作为阴极，纯钛基体作为阳极，电解液为含NH₄F的醇水混合溶液，其中NH₄F在电解液中的浓度为0.1～0.5mol/L，阳极氧化处理的电压为10～30V，反应时间为1～4h，温度为0～50℃；

所述阳极氧化处理时，电极间距为2～3cm；

所述电解液以NH₄F为电解质，去离子水和乙二醇共同作为溶剂，其中去离子水在溶剂中的体积分数为2.5～10vol％。

7.根据权利要求4或5所述的一种硒掺杂钛基金属的制备方法，其特征在于：将纯钛基体进行阳极氧化处理于纯钛基体表面形成TiO₂纳米管阵列，再进行热处理，获得TiO₂-钛材料，所述热处理的时间为450～650℃，所述热处理的时间为1～3h。

8.根据权利要求4所述的一种硒掺杂钛基金属的制备方法，其特征在于：所述电化学沉积Se时：以Pt片作为阴极，TiO₂-钛材料作为阳极，电解液为浓度为1～3×10^-3M的Na₂SeO₃水溶液，电解液的pH值≤3，电化学沉积的电压为1～5V，时间为1～4min。