TiO2纳米管阵列的多重改性及其在超级电容器中应用的最新进展

doi:10.3866/PKU.WHXB201705177

物理化学学报 >> 2017, Vol. 33 >> Issue (10): 1944-1959.doi: 10.3866/PKU.WHXB201705177

TiO₂纳米管阵列的多重改性及其在超级电容器中应用的最新进展

余翠平¹,王岩^1,*(),崔接武¹,刘家琴^2,³,吴玉程^1,^2,*()

¹ 合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009
² 先进功能材料与器件安徽省重点实验室,合肥230009
³ 合肥工业大学工业与装备技术研究院,合肥230009

收稿日期:2017-04-03 发布日期:2017-07-17
通讯作者: 王岩,吴玉程 E-mail:stone@hfut.edu.cn;ycwu@hfut.edu.cn
作者简介:余翠平，1991年生，本科毕业于合肥工业大学，现为合肥工业大学材料学院硕博连读研究生，主要研究方向：有序纳米阵列的可控制备、改性及其超级电容性能|王岩，1985年生，2012年获合肥工业大学材料学工学博士学位，2015–2016年获国家公派赴美国Rice University访学，现为合肥工业大学材料学院副教授，主要研究方向：纳米功能材料与器件|崔接武，1985年生，2011–2013年赴澳大利亚Monash University进行国家公派联合培养，2013年获合肥工业大学材料学工学博士学位，现为合肥工业大学材料学院副教授，主要研究方向：低维纳米材料|刘家琴，1981年生，合肥工业大学理学博士，现为合肥工业大学工业与装备技术研究院副研究员，主要研究方向：无机纳米半导体材料与器件|吴玉程，1962年生，中国科学院理学博士，现为合肥工业大学材料学院教授/博导，先进功能材料与器件安徽省重点实验室主任，主要研究方向：纳米功能材料及其能源应用
基金资助:
国家自然科学基金(51302060);国家自然科学基金(51402081);国家自然科学基金(51402078);高等学校博士学科点专项科研基金(20130111120019);安徽省自然科学基金(1708085ME100);中央高校基本科研业务费专项资金资助(JZ2017HGTB0203);中央高校基本科研业务费专项资金资助(JZ2016HGTB0719)

Recent Advances in the Multi-Modification of TiO₂ Nanotube Arrays and Their Application in Supercapacitors

Cui-Ping YU¹,Yan WANG^1,*(),Jie-Wu CUI¹,Jia-Qin LIU^2,³,Yu-Cheng WU^1,^2,*()

¹ School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, P. R. China
² Key Laboratory of Advanced Functional Materials and Devices of Anhui Province, Hefei 230009, P. R. China
³ Institute of Industry & Equipment Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009, P. R. China

Received:2017-04-03 Published:2017-07-17
Contact: Yan WANG,Yu-Cheng WU E-mail:stone@hfut.edu.cn;ycwu@hfut.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(51302060);the National Natural Science Foundation of China(51402081);the National Natural Science Foundation of China(51402078);Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education, China(20130111120019);Natural Science Foundation of Anhui Province, China(1708085ME100);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(JZ2017HGTB0203);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(JZ2016HGTB0719)

摘要/Abstract

摘要：

阳极氧化法制备的TiO₂纳米管阵列因其简单的制备方法、可控的形貌以及环境友好等优点而成为超级电容器领域重点研究的电极材料之一。本文介绍了TiO₂纳米管的多重改性方法，包括引入氧空位、金属或非金属修饰或掺杂、金属化合物（氧化物、氢氧化物、硫化物、氮化物）以及导电聚合物修饰等，以进一步提高TiO₂纳米管的电化学性能。介绍了近年来阳极氧化法制备的TiO₂纳米管阵列在超级电容器中应用的研究进展，为进一步拓展TiO₂纳米管阵列的实际应用提供参考。

关键词: 阳极氧化, TiO₂纳米管阵列, 多重改性, 超级电容器, 电化学性能

Abstract:

Anodized TiO₂ nanotube arrays are one of the key electrode materials for supercapacitors, because of their easy synthesis, controllable morphology, and environmentally friendly characteristics. In this paper, the multi-modification of TiO₂ nanotube arrays is presented. These modifications include the introduction of oxygen vacancies, and the modification of the arrays by metals, nonmetals, metal oxides and conductive polymers; these modifications provide scope to increase the electrochemical performance of the TiO₂ nanotube arrays. Recent advances of anodized TiO₂ nanotube arrays in supercapacitors are systematically summarized, providing guidance for the practical application of these arrays.

Key words: Anodization, TiO₂ nanotube arrays, Multi-modification, Supercapacitor, Electrochemical performance

MSC2000:

O646

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