[发明专利]一种不锈钢表面二氧化钛纳米管薄膜的制备方法

摘要

一种不锈钢表面TiO2纳米管薄膜的制备方法，属于光催化材料制备技术领域，其特征在于是一种在不锈钢基体上制备高膜基结合强度锐钛矿型TiO2纳米管薄膜的方法，该方法首先利用双层辉光离子渗金属技术，在不锈钢基体表面形成由基体内Ti的扩散层和表面Ti薄膜构成的Ti渗镀层；再以Pt片为阴极，在一定浓度的HF电解液中，对不锈钢表面的Ti薄膜进行阳极氧化生成TiO2纳米管薄膜；最后再将上述不锈钢工件在空气中进行热处理，使不锈钢基体表面生成高膜基结合强度的锐钛矿型TiO2纳米管薄膜。本发明制备的经TiO2纳米管薄膜表面改性后的不锈钢具有良好的紫外光催化活性，可以显著拓展不锈钢在光催化领域的应用范围。

主权项

一种不锈钢表面TiO2纳米管薄膜的制备方法，其特征在于是一种在不锈钢基体上制备高膜基结合强度锐钛矿型TiO2纳米管薄膜的方法，该方法首先利用双层辉光离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗镀Ti，形成高膜基结合强度的Ti薄膜，再将Ti薄膜进行阳极氧化制备TiO2纳米管薄膜，最后对其加热进行晶化处理，使不锈钢基体表面生成高膜基结合强度的锐钛矿型TiO2纳米管薄膜的技术方案，包括下述步骤：（1）将不锈钢基体工件放入双层辉光离子渗金属炉中，用纯Ti板作溅射靶，以氩气为工作气体进行渗镀Ti，其渗镀Ti的工艺条件为：不锈钢工件与溅射靶间的距离15～20 mm；气压35～45 Pa；溅射靶电压1000～1200 V；不锈钢工件电压500～600 V；不锈钢工件温度800～1000 ℃；渗镀时间2～4 h；（2）用绝缘胶将经（1）处理的不锈钢工件未渗镀Ti的表面密封，仅使镀有Ti薄膜的部分暴露出来作为工作表面，然后将该工件置于0.5～1.5 wt% HF电解液中作为阳极, Pt片为阴极,开启磁力搅拌, 在直流电压为15～30 V，室温下阳极氧化 10～30 min，在不锈钢表面生成TiO2纳米管薄膜，然后将工件取出，用去离子水冲洗后烘干；（3）将上述经（2）处理的不锈钢工件放在加热炉中，在空气中对工件进行热处理，加热温度范围控制在350～500 ℃，保温时间1～2 h，然后冷却至室温，生成锐钛矿型TiO2纳米管薄膜。