科创中国

新材料技术,高分子材料

二氧化钛作为一种性能优异的 n 型半导体材料，由于具有良好的化学稳定 性、无毒害、无污染、低成本等特性，使其在光电催化剂、染料敏化太阳能电池、 自清洁、光解水、储能等领域获得广泛研究与应用。特别是近年来，随着纳米科 技的发展，各种不同形貌结构的 TiO2相继问世，使 TiO2材料成为目前应用最广 泛的纳米光催化材料，也使其成为最具有开发前途的绿色环保型催化剂材料和光 电材料之一。 目前，国内外研究工作主要集中在 TiO2纳米线、纳米管、纳米棒、纳米带等 一维纳米材料的开发上，期望由于“纳米效应”使其在声、光、电、磁、力和热等 方面表现更优的性能，其中纳米管更成为纳米材料科技中的热点。自发现碱热法 合成 TiO2 纳米管粉末以来，TiO2纳米管因其具有超大的比表面积及其一维取向性，大大增多了反应活性点并加快了光电子的传输，引起了人们对 Ti02 纳米管 制备和性能研究的广泛关注。但是，目前此方法合成的纳米管存在可控性差和提 纯困难的问题，尤其是不能达到 TiO2管定向排布，这样就限制了其性能与应用 范围。

经过近 10 年的不断努力和探索，我们逐渐克服了上述 TiO2纳米管材料制备 过程中存在的问题，发展了高纯 TiO2纳米管粉体材料的制备工艺，并达到了批 量化生产的要求；同时我们发展了一套完整的阳极氧化 TiO2 纳米管阵列的制备 技术，其中包括纳米管材料的管径管长的控制、表面多孔型和非多孔型纳米管阵 列的控制、脱膜和通孔技术等，多项技术达到国际领先水平，并申请到了两项国 家专利，为 TiO2 纳米管阵列材料的工业化生产提供了基本完备的制备工艺。此 项技术克服了传统 TiO2 纳米管阵列制备过程中存在的纳米管倒伏、管口封堵、 过度刻蚀等技术缺陷，并可以批量大规模地生产多种 TiO2 纳米管阵列材料，为 其产业化奠定了基础。

中国科学院兰州化学物理研究所(Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences)，简称"兰州化物所"，始建于1958年，由原中国科学院石油研究所催化化学、分析化学、润滑材料三个研究室迁至兰州而成立，1962年6月启用现名。 兰州化物所主要开展资源与能源、新材料、生态与健康等领域的基础研究、应用研究和战略高技术研究工作。战略定位是"西部资源与能源化学和新材料高技术创新研究基地"。 截至2016年12月，该研究所有在职职工600人，在职职工中研究员及正高级工程技术人员100人、副研究员及高级工程技术人员189人。有2个国家重点实验室、1个国家工程中心、1个中科院与甘肃省共建的重点实验室、1个甘肃省重点实验室，2个所级研究单元。

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