有关TiO2纳米管阵列的重要应用是太阳能电池方面，据报道，Grimes及其合作者合成了透明的TiO2纳米管太阳能电池，这种太阳能电池不但成本低，而且光电转化效率很高。电子渗透通过TiO2纳米管的效率是非常高的，并且纳米管还可以提高光致电子的做功效率。研究结果表明，如果这种纳米管阵列的长度可以达到几个微米时，纳米管制成的太阳能电池的单电子光电转化效率可以高达31%。如果在紫外光的照射下，纳米管对光能的转化效率可以达到13%，从效果上说，就是入射的每个光子都能产生较多氢气。若通过适当的方法将TiO2纳米管的能隙宽度扩展到可见光的波段，就可以进一步提高TiO2纳米管的实际应用价值，比如可以利用太阳能制备氢气。Bard及其合作者利用碳掺杂调控TiO2纳米管的形貌，提高了太阳能的利用效率。Ghicov及其合作者通过离子植入结合煅烧法，制得了氮掺杂的TiO2纳米管，实验结果表明，在可见光区和紫外区这种锐钛矿型TiO2纳米管对光电流响应都有很大程度的增强，这是由氮掺杂引发TiO2纳米管对可见光的响应所导致。

由于TiO2纳米管独特的光催化活性和较大的比表面积，越来越多的研究者开始关注利用TiO2纳米管光裂解水来制取氢气。A. Fujishi和M. Honda于1972年报道了在二氧化钛半导体表面光解水；随后二氧化钛作为光电材料被广泛研究。光阳极材料对光电化学电池的性能起到决定性的作用。在基材表面垂直生长二氧化钛纳米管阵列的出现，为水的光解提供了可能。在二氧化钛纳米管阵列表面电解质的渗透比较容易并且电荷转移效率也很高。因此想要材料能完全响应全部的光谱，就需要改变能带间隙，同时还要保证有优良的电荷转移能力以及化学稳定性。

1.2  阳极氧化法制备二氧化钛纳米管的研究现状

1.3 本课题研究存在的主要问题

由上述可知，阳极氧化法制备的二氧化钛阳极氧化膜对很多领域都具有十分重要的意义。但是阳极氧化得到的氧化膜在SEM表征过程中不容易从钛基体上完整的剥离下来，因此，本文利用高分子溶液涂覆在氧化的钛片上，形成高分子-氧化钛复合膜，使薄膜更好从钛基体上剥离下来，方便我们实验的表征、研究。

而聚合物有序微孔薄膜的制备简单方法有很多，目前主要采用固体基板展开法[22]、水面展开法乳液法、浸涂法四种。高分子-二氧化钛复合膜的制备采用固体基板展开法。

固体基板展开法制备高分子-氧化钛复合膜的主要步骤是在钛金属固体支撑物表面铺展开高分子溶液，然后在高湿度氛围下，溶剂蒸发而在支撑物表面上得到蜂窝状孔结构的膜材料。采用固体基板展开法，关键是溶剂的选择，必须选用如聚乙烯醇、聚乙二醇等既具有挥发性又无毒的溶剂。文献综述

1.4  本文的研究目标和研究内容

1.4.1  研究目标

综上所述，电化学阳极氧化法是一种常用的自组织多孔薄膜材料[16]制备方法，该方法制备的二氧化钛纳米管结构规整、排列均匀，但是由于影响阳极氧化过程的因素众多。本文将通过对钛条进行不同预处理，以及改变不同阳极氧化参数（时间、电流密度、电解液浓度等）来参数对制备二氧化钛纳米管形貌的影响，讨论阳极氧化的过程，讨论何种高分子溶液涂覆到氧化的钛片上形成的高分子-氧化钛复合膜更好的从钛基体上剥离下来。

1.3.2  研究内容

（1）通过对比经不同预处理方式处理钛片的扫描电镜照片，研究预处理工艺条件对钛片表面形貌的影响。对经过不同预处理工艺的钛进行阳极氧化，并将得到的样品用SEM表征，然后进行分析对比，研究不同预处理对多孔阳极氧化钛纳米管的结构和自组织的影响。