在给定的体系（氧化电压，电解液，温度和压强等）中，延长氧化时间对纳米管的长度 和规整度起到决定性作用。在水溶液作为电解液的体系中，由于反应过于激烈，通常纳米管 的长度不超过几微米。事实上，水溶液的体系中，阻挡层氧化物通常能在阳极氧化过程开始 后的几分钟内达到临界厚度，但是整个阳极氧化过程的时间通常为30分钟至2小时，这是为了 使纳米管之间有一段较长时间的自组织过程从而增加纳米管阵列的规整度。

相反，在有机电解液中纳米管的生长过程是非常缓慢的，化学溶解现象也不像在水溶液 中一样显著。虽然相关研究通过改变各种工艺参数以期找到最快生长条件。其结果是，通过 延长阳极氧化过程的氧化时间从几小时到一天，可以制备出超过100μm长的纳米管阵列。但 通过在有机电解液中延长氧化时间来增加纳米管长度的弊端是，在纳米管阵列的局部部位会 出现过度溶解[25]。

1。3。4  阳极氧化温度

阳极氧化过程中体系的温度会影响纳米管的溶解速率，通常纳米管是在室温条件

（20-25℃）下制备。以水溶液作为电解液，在2℃的低温下进行实验，结果表明在较低的温 度下，纳米管的生长受到抑制[27]。而在有机电解液中，通过研究证明，最适宜纳米管生长的 温度范围是0至40℃[28]。同时，相关研究表明，在含水介质中制备的纳米管，其直径与阳极氧 化过程的温度无关；而在有机电解液中，提高阳极氧化过程中体系的温度可以使纳米管的直 径增大，因为低温会导致电解液有较高的粘度，降低了离子迁移速度，这里主要是TiO2溶解 产生的Ti4+离子和F-离子[29]。

1。4 当前阳极二氧化钛纳米管形成机理的弊端

前文我们已经对阳极二氧化钛纳米管（ATNTs）的形成过程作了一个简单的介绍，大量 的文献也对其有序纳米结构的成因进行了深入的研究[30-41]，但是由于无法被实验直接证实[41]， ATNTs 形成动力学的研究一直停滞不前[39,40]，纳米管内部的圆柱形孔道、半球形底部和纳米 管之间的缝隙和纳米管周围出现的周期性“肋骨”至今还没有令人信服的解释[25,26]。普遍认为， “场致助溶(Field Assisted Dissolution，FAD)”反应(TiO2 + 6F− + 4H+ → [TiF6]2− + 2H2O)是形成孔 道的主要原因[26,40,42,43]。但“场致助溶”和“溶解电流”的物理意义并不明确[28,44-46]，Diggle 和 Thompson 等[38,45]在其经典文献中也提到“场致助溶”过程只发生在电解液界面，是一个化学 溶解过程，不会对穿越阻挡层氧化物的阳极氧化电流产生贡献，“溶解电流”的物理意义不明 确；而且能反映“场致助溶”的氧化物的实际溶解速率始终未见文献报道[45]。直到 2006 年，曼 彻斯特大学的 Garcia-Vergara 等[47]基于示踪原子提出了与“场致助溶”机理完全相反的“塑性流 动模型”，他们认为是阻挡层氧化物向上的塑性流动导致了纳米管管壁的形成[47-49]。但纳米 管的形成机理和生长动力学仍有待深入研究[38-41,45-50]。

1。5 本课题研究的主要内容

普遍认为，阳极氧化物的电子电导能力很弱，几乎没有电子电流，但其离子电导能力很 强[38,46,50]。因此，在高电场(E)的作用下离子电流占主要部分，并可通过以下公式定性的表 示[26,38,51-53]：

jion  = A exp (BE) = A exp (BU/l), (1) 式中，jion 为离子电流，A 和 B 是与温度有关的参数，E 为电场强度，U 表示通过阻挡层 膜两侧的电势差[38,51-53]。然而，早在 1987 年，Albella 等[54]提出通过阻挡层氧化物的电流