[发明专利]一种具有二氧化钛纳米管阵列的结构件及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有二氧化钛纳米管阵列的结构件，其特征在于，所述结构件包括超细晶纯钛基体，以及设置在所述超细晶纯钛基体表面的二氧化钛纳米管阵列层，其中，所述二氧化钛纳米管阵列层由无定型二氧化钛组成，并呈六边形排列；所述超细晶纯钛基体的晶粒尺寸为50-200nm。

2.如权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述超细晶纯钛基体的晶粒尺寸为110-150nm。

3.一种具有二氧化钛纳米管阵列的结构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用大塑性变形法将纯钛片制备成超细晶纯钛基体；其中，所述超细晶纯钛基体的晶粒尺寸为50-200nm；

(2)在所述超细晶纯钛基体上，采用阳极氧化法制备非晶二氧化钛纳米管阵列层。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述大塑性变形法选自高压扭转、等径通道转角挤压、多向锻造、累积叠轧、连续剪切、循环挤压压缩和连续反复弯曲中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述高压扭转的条件控制为：加工压力为1-6GPa，加工转数为1-20转。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钛片的厚度为0.81-0.85mm。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化法采用的电解液包括以下重量百分比的组分：0.25-0.75％的氟化铵、1-10％的去离子水和89.5-98.75％的醇类溶剂。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化法中，阳极氧化装置使用双电极电池，纯钛作为阴极，所述超细晶纯钛基体为阳极，电极距离为0.8-2cm；其中，所述超细晶纯钛基体的表面暴露在电解液中的面积为直径为5-8mm的圆形区域。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化法分为两步，先在25-35V下进行第一步阳极氧化14-18h，然后在25-35V下进行第二步阳极氧化5-8h。

10.如权利要求3-9任一项所述的制备方法制得的具有二氧化钛纳米管阵列的结构件在光催化器件、染料敏化太阳能电池、光敏器件、传感器器件、电池储能材料和人体植入材料中的应用。