1. IntroductionTiO2 is an important

1. Introduction
TiO2 is an important functional material and has demonstrated promising applications in a number of areas. TiO2 nanotubes can further improve their functions due to the high specific surface area and ordered nanotube arrangement. They have been widely used in dye-sensitized solar cells (DSSCs) [1], [2] and [3], photo-catalysis [4] and [5], gas sensing [6], [7] and [8], water splitting [9] and [10], etc. TiO2 nanotube arrays can be prepared by hydrothermal method [11], template method [12] and [13], and anodic oxidation method [14], [15], [16], [17] and [18]. Compared with other methods, anodic oxidation for preparing TiO2 nanotube arrays is attracting more attention because of its simplicity, low cost, self-ordering process, and the ease of controlling the nanotube morphology by changing anodization conditions. As pointed out, the advantages of TiO2 nanotubes over TiO2 thin films are larger surface-to-volume ratio and unidirectional electrical conducting path with fewer grain boundaries. However, after the anodization process, the as-prepared anodic TiO2 nanotube membranes are attached on a Ti substrate; the bottom ends are closed and the nanotubes are bonded to each other. For most applications, including sensors, photoelectrodes, photocatalysis, a semi-spherical barrier layer at the bottom of nanotubes can cause recombination of electrons and holes while preventing gas or solution transport through nanotubes. In addition, nanotubes are bonded to each other, percolation and diffusion of dyes or electrolytes through interstratification between nanotubes is difficult and interfacial reactions cannot occur on the outer surfaces of the nanotubes when used in DSSCs [19] and [20]. These deficiencies decrease the photoelectrochemical conversion efficiency and limit the applications of TiO2 nanotube arrays. This is a need to further open the bottom ends and broaden the intertube space of free-standing nanotubes. To date, the preparation of a free-standing TiO2 nanotube membrane by the selective dissolution of a metallic substrate has been reported [21]. Free-standing TiO2 nanotube arrays have been prepared by applying a reverse-bias voltage at the end of anodization and then exposure to HF vapor to obtain through-hole morphology [22]. Most recently, a simple one-step route was reported; increasing the anodization voltage for a short time at the end of the anodization process can break the adhesion of the TiO2 nanotube layer to the underlying Ti substrate and simultaneously open the tube bottoms [23], [24] and [25]. Most of the above approaches result in free-standing TiO2 nanotube layers with open bottoms, but the intertube space of the close-packed nanotubes is narrow and the outer surfaces of the nanotubes cannot be directly exposed to an external environment. In this paper, TiO2 nanotube membranes were first fabricated using high purity titanium sheets as raw materials by anodic oxidation at 100 V for 12 h in ethylene glycol+0.25 wt% NH4F+5 vol% H2O. The formed oxide layer was then removed by intense ultrasonication in deionized water. Two-step chemical etching was applied to obtain separated and open end TiO2 nanotubes. The first step was immersing the membrane in a 0.15 wt% HF water solution for different time to separate close-packed TiO2 nanotubes. The second step was suspending the separated nanotubes above a 40% HF water solution for different time so that the close ends were exposed to the atmosphere of hydrofluoric acid. The mechanisms of the tube opening and separation processes were discussed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำTiO2 เป็นวัสดุงานสำคัญ และได้สาธิตโปรแกรมสัญญาในจำนวนของพื้นที่ TiO2 nanotubes สามารถเพิ่มเติมปรับปรุงหน้าที่บริเวณผิวสูงและทิวบ์สั่งจัด พวกเขาได้รับกันอย่างแพร่หลายใช้ใน sensitized ย้อมเซลล์แสงอาทิตย์ (DSSCs) [1], [2] [3], เร่งปฏิกิริยาภาพ [4] และ [5], แก๊สตรวจ [6], [7] [8], น้ำแยก [9] และ [10], เป็นต้น อาร์เรย์ของท่อนาโน TiO2 สามารถนำมาปรุง โดยวิธี hydrothermal [11], แม่แบบวิธี [12] [13], และ anodic ออกซิเดชันวิธี [14], [15], [16], [17] [18] และได้ เปรียบเทียบกับวิธีอื่น ๆ ออกซิเดชัน anodic สำหรับอาร์เรย์ของท่อนาโน TiO2 เตรียมจะดึงดูดความสนใจเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากความเรียบง่าย กระบวนการสั่งซื้อด้วยตนเอง ประหยัด และความสะดวกในการควบคุมสัณฐานวิทยาทิวบ์โดยเปลี่ยนเงื่อนไข anodization ที่ชี้ให้เห็น ข้อดีของ TiO2 nanotubes ผ่านฟิล์มบาง TiO2 มีอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรใหญ่และเส้นทางทำไฟฟ้าทิศทางขอบเขตของเมล็ดน้อยลง อย่างไรก็ตาม หลังจากกระบวนการ anodization การเตรียมเป็น anodic TiO2 ทิวบ์เยื่อหุ้มอยู่บนพื้นผิวตี้ ปิดปลายล่าง และ nanotubes ที่ผูกพันกัน สำหรับการใช้งานมากที่สุด รวมทั้งเซนเซอร์ photoelectrodes, photocatalysis ชั้นกั้นกึ่งทรงกลมที่ด้านล่างของ nanotubes สามารถเกิด recombination ของอิเล็กตรอนและหลุมขณะป้องกันก๊าซหรือโซลูชั่นการขนส่งผ่าน nanotubes นอกจากนี้ nanotubes ผูกพันกัน percolation และแพร่ของสีหรือไลต์ผ่าน interstratification ระหว่าง nanotubes เป็นเรื่องยาก และปฏิกิริยา interfacial ไม่สามารถเกิดขึ้นบนพื้นผิวภายนอกของ nanotubes เมื่อใช้ใน DSSCs [19] [20] เหล่านี้ยังลดประสิทธิภาพการแปลง photoelectrochemical และจำกัดการใช้งานของอาร์เรย์ของท่อนาโน TiO2 นี้จะต้องเปิดเพิ่มเติมจบด้านล่าง และขยายพื้นที่ intertube ของ nanotubes ยืนฟรี วันที่ การเตรียมเยื่อท่อนาโน TiO2 ยืนฟรีโดยการยุบเลือกโลหะพื้นผิวมีการรายงาน [21] ยืนฟรี TiO2 ทิวบ์อาร์เรย์ได้ถูกเตรียมไว้ โดยใช้อคติกลับแรงดันที่จุดสิ้นสุดของ anodization แล้วสัมผัสกับไอน้ำ HF รับผ่านหลุมสัณฐานวิทยา [22] ล่าสุด กระบวนการผลิตขั้นตอนเดียวง่าย ๆ รายงาน เพิ่มแรงดัน anodization สำหรับช่วงเวลาสั้น ๆ ในตอนท้ายของกระบวนการ anodization สามารถแบ่งยึดระหว่างชั้นพื้นผิวตี้ต้น และพร้อมท่อนาโน TiO2 เปิดท่อพื้น [23], [24] [25] และ ส่วนใหญ่แนวทางข้างต้นส่งผลให้ชั้นท่อนาโน TiO2 ยืนฟรีกับเปิดพื้น แต่พื้นที่ intertube ของ nanotubes ปิดบรรจุเป็นแคบ และพื้นผิวภายนอกของการ nanotubes ไม่ตรงถูกสภาพแวดล้อมภายนอก ในเอกสารนี้ เยื่อหุ้มท่อนาโน TiO2 มีก่อนหลังสร้างใช้แผ่นไทเทเนียมบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบ โดยออกซิเดชัน anodic 100 V สำหรับ h 12 ในเอทิลีน glycol + 0.25 wt % NH4F 5 vol % H2O ชั้นออกไซด์ที่ถูกต้องแล้วได้ถูกเอาออก โดย ultrasonication เข้มข้นในน้ำ deionized สองขั้นตอนทางเคมีกัดใช้ได้ปลายเปิด และแยก TiO2 nanotubes ขั้นตอนแรกถูกแช่เยื่อใน 0.15 wt % HF น้ำโซลูชันสำหรับเวลาที่แตกต่างเพื่อแยกบรรจุปิด nanotubes TiO2 ขั้นตอนสองถูกระงับ nanotubes แยกข้างต้นปัญหาน้ำ 40% HF ครั้งแตกต่างกันเพื่อให้ปลายปิดได้สัมผัสกับบรรยากาศของกรดไฮโดรฟลูออริก กลไกของท่อเปิดและกระบวนการแยกกล่าวถึง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
TiO2 เป็นวัสดุที่สำคัญการทำงานและการใช้งานได้แสดงให้เห็นแนวโน้มในหลายพื้นที่ ท่อนาโน TiO2 ยังสามารถปรับปรุงการทำงานของพวกเขาเนื่องจากพื้นที่ผิวสูงที่เฉพาะเจาะจงและมีคำสั่งให้จัดนาโน พวกเขาได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสีย้อมไวแสงเซลล์แสงอาทิตย์ (DSSCs) [1], [2] [3] ภาพปฏิกิริยา [4] และ [5], การตรวจวัดก๊าซ [6] [7] และ [8] แยกน้ำ [9] และ [10] ฯลฯ TiO2 อาร์เรย์นาโนสามารถเตรียมได้ด้วยวิธีไฮโดร [11] วิธีเทมเพลต [12] และ [13] และวิธีไลซิ [14] [15], [16 ], [17] และ [18] เมื่อเทียบกับวิธีการอื่น ๆ ไลซิสำหรับการเตรียมอาร์เรย์ TiO2 นาโนจะดึงดูดความสนใจมากขึ้นเพราะความเรียบง่ายของมันค่าใช้จ่ายต่ำขั้นตอนการสั่งซื้อด้วยตนเองและความสะดวกในการควบคุมการเปลี่ยนรูปร่างของท่อนาโนจากการเปลี่ยนแปลงสภาพ anodization ในฐานะที่ชี้ให้เห็นข้อดีของท่อนาโน TiO2 มากกว่า TiO2 ฟิล์มบางมีอัตราส่วนพื้นสู่ปริมาณขนาดใหญ่และเส้นทางการดำเนินการไฟฟ้าทิศทางเดียวกับข้าวเขตแดนน้อย อย่างไรก็ตามหลังจากที่กระบวนการ anodization ที่เป็นเตรียมเยื่อนาโน TiO2 ขั้วบวกจะติดอยู่บนพื้นผิว Ti; ปลายด้านล่างถูกปิดและท่อนาโนจะถูกผูกมัดกับแต่ละอื่น ๆ สำหรับการใช้งานมากที่สุดรวมทั้งเซ็นเซอร์ photoelectrodes, photocatalysis ชั้นอุปสรรคกึ่งทรงกลมที่ด้านล่างของท่อนาโนสามารถก่อให้เกิดการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและหลุมขณะที่การป้องกันขนส่งก๊าซหรือสารละลายผ่านท่อนาโน นอกจากนี้ท่อนาโนจะถูกผูกมัดกันซึมและการกระจายของสีย้อมหรืออิเล็กโทรผ่าน interstratification ระหว่างท่อนาโนเป็นปฏิกิริยาที่ยากและ interfacial ไม่สามารถเกิดขึ้นบนพื้นผิวด้านนอกของท่อนาโนเมื่อใช้ใน DSSCs [19] และ [20] ข้อบกพร่องเหล่านี้ลดประสิทธิภาพการแปลง photoelectrochemical และ จำกัด การใช้งานของอาร์เรย์ TiO2 ท่อนาโน นี่คือความจำเป็นที่จะต้องเปิดปลายด้านล่างและขยายพื้นที่ intertube ของท่อนาโนยืนฟรี ในวันที่การเตรียมความพร้อมของ TiO2 ยืนฟรีเมมเบรนนาโนจากการสลายตัวเลือกของพื้นผิวโลหะได้รับรายงาน [21] ยืนฟรีอาร์เรย์ TiO2 นาโนได้จัดทำขึ้นโดยการใช้แรงดันย้อนกลับอคติในตอนท้ายของ anodization แล้วสัมผัสกับไอ HF ที่จะได้รับสัณฐานผ่านหลุม [22] เมื่อเร็ว ๆ นี้ที่เรียบง่ายเส้นทางขั้นตอนเดียวมีรายงาน; เพิ่มแรงดันไฟฟ้า anodization เป็นเวลาสั้น ๆ ในตอนท้ายของกระบวนการ anodization สามารถทำลายการยึดเกาะของชั้น TiO2 นาโนไปยังพื้นผิว Ti พื้นฐานและพร้อมเปิดก้นหลอด [23] [24] และ [25] ส่วนใหญ่ของวิธีการดังกล่าวข้างต้นส่งผลให้ยืนฟรี TiO2 ชั้นนาโนกับพื้นเปิด แต่พื้นที่ intertube ของท่อนาโนใกล้บรรจุแคบและพื้นผิวด้านนอกของท่อนาโนที่ไม่สามารถสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอก ในบทความนี้ TiO2 เยื่อนาโนถูกประดิษฐ์ครั้งแรกที่ใช้แผ่นไทเทเนียมบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบโดยไลซิที่ 100 V 12 ชั่วโมงได้ในเอทิลีนไกลคอล + 0.25% โดยน้ำหนัก NH4F + 5% โดยปริมาตร H2O ชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะถูกลบออกแล้วโดย ultrasonication รุนแรงในน้ำปราศจากไอออน แกะสลักเคมีสองขั้นตอนถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ปลายแยกออกจากกันและเปิดท่อนาโน TiO2 ขั้นตอนแรกที่ได้รับการแช่เยื่อในน้ำหนัก 0.15% วิธีการแก้ปัญหาน้ำ HF เวลาที่แตกต่างกันจะแยกใกล้บรรจุท่อนาโน TiO2 ขั้นตอนที่สองถูกระงับท่อนาโนแยกดังกล่าวข้างต้น 40% วิธีการแก้ปัญหาน้ำ HF เวลาที่แตกต่างกันเพื่อให้ปลายใกล้ได้สัมผัสกับบรรยากาศของกรดไฮโดรฟลูออริก กลไกของการเปิดหลอดและกระบวนการแยกได้กล่าวถึง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
TiO2 เป็นวัสดุการทำงานที่สำคัญและได้แสดงให้เห็นสัญญาการใช้งานในหลายพื้นที่ นาโน TiO2 สามารถปรับปรุงการทำงานของพวกเขาเนื่องจากการสูง พื้นที่ผิวจำเพาะ และสั่งให้จัดนาโนทิวบ์ พวกเขามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์ ( dsscs ) [ 1 ] , [ 2 ] และ   [ 3 ] ถ่าย catalysis [ 4 ]   และ [ 5 ] , ตรวจวัดก๊าซ [ 6 ] [ 7 ]   และ [ 8 ]น้ำแตก [ 9 ]    [ 10 ] และ ฯลฯ ) นาโนอาร์เรย์สามารถเตรียมโดยวิธีไฮโดรเทอร์มอล [ 11 ] , [ 12 ] และแม่แบบวิธี   [ 13 ] และออกซิเดชัน anodic ) [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] , [ 17 ]   และ [ 18 ] เมื่อเทียบกับวิธีอื่น การออกซิเดชัน anodic สำหรับการเตรียมนาโน TiO2 อาร์เรย์คือการดึงดูดความสนใจมากขึ้นเพราะความเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ขั้นตอนการสั่งซื้อด้วยตนเอง ,และความสะดวกในการควบคุมของท่อนาโนโนไดเซชั่น โดยเปลี่ยนเงื่อนไข เป็นแหลมออก ประโยชน์ของนาโน TiO2 กว่าฟิล์ม TiO2 เป็นผิวขนาดใหญ่ต่อปริมาณและทิศทางการทำวิจัยทางไฟฟ้าที่มีขอบเขตของเม็ดน้อยลง อย่างไรก็ตาม หลังจากกระบวนการโนไดเซชั่น , เป็นเตรียมการนาโน TiO2 เยื่อแนบบน Ti พื้นผิว ;ปลายด้านล่างจะปิดและนาโนจะถูกผูกมัดกับแต่ละอื่น ๆ สำหรับการใช้งานมากที่สุด ได้แก่ เซ็นเซอร์ photoelectrodes photocatalysis , อุปสรรค , กึ่งทรงกลม ชั้น ที่ด้านล่างของนาโนสามารถก่อให้เกิดการรวมตัวของอิเล็กตรอนและหลุมในขณะที่การป้องกันหรือแก้ปัญหาการขนส่งก๊าซผ่านนาโน . นอกจากนี้ นาโนจะถูกผูกมัดกับแต่ละอื่น ๆการซึมและการกระจายของสีหรือเป็นผ่าน interstratification นาโนเป็นปฏิกิริยาระหว่างยากและผู้ป่วยไม่สามารถเกิดขึ้นบนพื้นผิวด้านนอกของนาโนเมื่อใช้ใน dsscs    [ 19 ] และ [ 20 ] ข้อบกพร่องเหล่านี้ลดประสิทธิภาพ photoelectrochemical และจำกัดการใช้งานของ TiO2 นาโนอาร์เรย์ .นี้คือต้องไปเปิดปลายด้านล่าง และขยายพื้นที่ของ intertube ที่สุดนาโน . วัน การเตรียมการของมีฟรีโดยการละลายเมมเบรนนาโน TiO2 เลือกพื้นผิวโลหะที่ได้รับรายงาน [ 21 ]ยืนฟรี ) นาโนอาร์เรย์ได้ถูกเตรียมไว้ โดยการใช้ Reverse ความต่างศักย์ที่ส่วนท้ายของโนไดเซชั่น และการสัมผัสกับ HF ไอขอรับออกแบบสัณฐาน [ 22 ] เมื่อเร็วๆ นี้ เป็นเส้นทางในขั้นตอนเดียวง่ายรายงานเพิ่มโนไดเซชั่นแรงดันเป็นเวลาสั้น ๆในตอนท้ายของกระบวนการโนไดเซชั่นสามารถแบ่งการยึดติดของนาโน TiO2 ชั้น ) Ti ( เปิดพร้อมกันหลอดเหนือ [ 23 ] , [ 24 ]   และ [ 25 ] ที่สุดของวิธีการข้างต้นส่งผลให้ชั้นนาโน TiO2 ที่สุดเปิดเหนือแต่ intertube พื้นที่ปิดบริการนาโนจะแคบและพื้นผิวด้านนอกของนาโนไม่สามารถโดยตรงสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก ในกระดาษนี้ , TiO2 นาโนเมมเบรนเป็นคนแรกที่ประดิษฐ์โดยใช้แผ่นไทเทเนียมบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบ โดยการออกซิเดชันที่ 100   V 12 ไหม H ในเอทิลีนไกลคอล 0.25 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักปริมาตร nh4f 5    % H2Oมีชั้นออกไซด์ถูกลบออกแล้ว โดย ultrasonication คล้ายเนื้อเยื่อประสานเข้มข้นในน้ำ สองขั้นตอนการกัดสารเคมีถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้แยกออกจากกันและปลายเปิด นาโน TiO2 . ขั้นตอนแรก คือ แช่เยื่อใน 0.15 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำเหรอโซลูชั่นสำหรับเวลาที่แตกต่างกัน แยก ปิดบริการ ) นาโน .ขั้นตอนที่สองคือระงับแยกนาโนขึ้นไป 40% HF น้ำโซลูชั่นสำหรับเวลาที่แตกต่างกันเพื่อให้ปลายปิดได้สัมผัสกับบรรยากาศของกรดไฮโดรฟลูออริก กลไกของกระบวนการและการแยกท่อเปิด มีการอภิปราย