氧化钛成形

美国能源部的科学家们

布鲁克海文国家实验室

开发了制造或修改氧化钛纳米棒和纳米管的新方法，氧化钛是一种用于各种工业和医疗应用的材料。

这些方法和新的氧化钛材料可能会改善氢气生产的催化剂，更高效的太阳能电池和更多的保护性防晒霜。

在一项研究中，科学家们增强了氧化钛吸收光的能力。

布鲁克海文大学的科学家韩伟强说，二氧化钛吸收光的能力是它在工业和医疗应用中如此有用的主要原因之一功能纳米材料研究中心(CFN)。在太阳能电池中，它被用作光催化剂，将太阳光转化为电能，还应用于氢气的生产、气体传感器、电池，以及利用太阳光降解一些环境污染物。它也是防晒霜的一种成分。

科学家们已经探索了通过在材料中“掺杂”金属来提高氧化钛吸光能力的方法。韩和他的同事们采用了一种新的方法。他们通过引入纳米空腔来增强材料的光吸收能力，纳米空腔是直径为100纳米的固体氧化钛棒内的封闭口袋。

由此产生的纳米空腔填充的氧化钛纳米棒在吸收特定波长的紫外线A (UVA)和紫外线B (UVB)太阳辐射方面的效率据说比没有纳米空腔的氧化钛高25%。

这种充满空腔的纳米棒还可以提高光伏太阳能电池的效率，用作分解水的催化剂，也可以用于从一氧化碳和水中产生纯氢气的水气转换反应。

韩教授说:“制作空心棒的方法很简单。“我们只是在空气中加热钛酸盐纳米棒。这个过程蒸发水分，将钛酸盐转化为氧化钛，在氧化钛内部留下非常密集的、规则的多面体纳米孔。”

在第二项研究中，Han和他的同事描述了一种新的合成方法来制造铁掺杂钛酸盐纳米管，这种中空管直径约为10纳米，长可达1微米。这些实验也旨在提高材料的光反应性。科学家们声称，他们已经证明，所得到的纳米管在水气转移反应中表现出明显的反应活性。

韩说:“虽然掺杂铁的纳米管的活性不如含有铂和钯等金属的氧化钛的活性好，但考虑到铁是一种便宜得多的金属，而且它在我们样品中的浓度不到1%，我们观察到的活性仍然是显著的。”

科学家们还在掺杂铁的纳米管中观察到了有趣的磁性，并将在未来进行旨在理解这一现象的研究。