[发明专利]一种加氢二氧化钛纳米管阵列膜的制备方法及应用

摘要

本发明提供了一种加氢二氧化钛纳米管阵列膜场发射体的制备方法及应用，将工业用钛片清洗干净后，化学抛光；然后室温下用恒压直流阳极氧化法进行氧化；在再真空环境中在有氢气的气氛中进行热处理后，停止通入氢气，在氩气气氛下自然冷却至室温，制得加氢二氧化钛纳米管阵列膜。将该加氢二氧化钛纳米管阵列膜直接作为场致电子发射冷阴极。本制备方法能够制得开启电场低、发射电流密度大、场发射稳定性好和可重复性高等特点的直接作为场发射冷阴极的二氧化钛纳米管阵列膜；可用于工业化生产，能够制得价格低廉的冷阴极场发射体，在场致电子发射显示阴极材料方面有较好的应用前景。

主权项

一种加氢二氧化钛纳米管阵列膜的制备方法，能制得一种性能更加优良的、可用于场发射体的二氧化钛纳米管阵列膜，其特征在于，该制备方法具体按以下步骤进行：步骤1：将工业用钛片依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中进行清洗； 步骤2：用体积比为1︰4～8的浓氢氟酸和浓盐酸组成的混合溶液化学抛光清洗后的钛片；步骤3：采用恒压直流阳极氧化法，室温下在化学抛光后的钛片表面生长二氧化钛纳米管阵列膜：石墨为阴极，钛片为阳极，两极间的距离保持在1～5 cm；电解液为含0.20～0.50 wt.%氟化铵和0.01～0.05 wt.%氢氟酸的乙二醇溶液，氧化电压为 30～60 V，氧化时间为5～600 min，并用磁力搅拌器搅拌电解液，氧化完成后，去离子水冲洗钛片，氮气吹干；步骤4：将步骤3氧化后的钛片放入耐高温反应器中，并置于管式炉内，对管式炉反应容器抽真空至1～200 Pa，向管式炉反应容器通入流速为15～18标况毫升每分的由氩气和氢气组成的混合气体，将反应容器升温至400～550 ℃，保温3～6 h，停止通入氢气，使反应容器在氩气气氛下自然冷却至室温，即得加氢二氧化钛纳米管阵列膜。