روش تهيه، مكانيسم رشد و كاربرد نانولوله هاي تيتانيا/تيتاناتي

Synthesis, Growth Mechanism, and Applications of Titania/Titanate Nanotubes

نانولوله روش‌هاي تهيه نانولوله‌ تيتانيا/ تيتاناتي به دو گروه با استفاده از الگو و بدون استفاده از الگو دسته بندي مي شوند. در تهيه نانولوله‌هاي تيتانيا/ تيتاناتي مي توان از الگوي نوع مثبت يا منفي (شامل ژل كننده‌هاي آلي، غشاهاي  نانومتخلخل آلومينايي،  نانولوله‌هاي كربني، فعال كننده سطحي) به‌منظور دستيابي به شكل نانولوله به عنوان شابلون، قطرهاي بزرگ (nm50<) را تهيه كرد. روش‌هاي بدون استفاده از الگو شامل رشد نانولوله‌ها بر ذره هاي كلوئيدي، فرايند هيدروترمال قليايي و آندكاري تيتانيم در حمام‌هاي داراي فلوريد است. كليد توسعه و بهره‌برداري مواد جديد نانوساختار در افزايش درك چگونگي اثر شرايط تهيه بر روي ويژگي هاي مواد نانوساختار به منظور تهيه مواد مناسب براي كاربردهاي ويژه است. در اين راستا شناخت مكانيسم تشكيل نانوساختار از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در اين مقاله روش‌هاي تهيه، بررسي ريزساختاري اين نانولوله‌ها و مكانيسم تشكيل و رشد آن ها و برتري ها و عيبهاي هر يك از روش‌ها كه توسط پژوهشگران گزارش شده، بيان مي‌شود. افزايش چشمگير سطح ويژه و حجم حفره بهدست آمده بهد ليل مورفولوژي نانولوله است كه منجر به افزايش پتانسيل كاربردي اين مواد در زمينه‌هاي گوناگون تبديل و ذخيره سازي انرژي، كاتاليست‌ها، الكتروكاتاليست‌ها، كاتاليست‌هاي نوري، مواد مغناطيسي، رهاسازي دارو ، كاربردهاي زيستي، كامپوزيت‌ها، تكميل سطح، پوشش‌هاي تريبولوژيكي و ... مي‌شود.

The synthesis methods for titania/ titanate nanotubes can be split into two categories: template and nontemplated procedures. The templates can be classified into positive and negative (include: oregano gelator, macroporous alumina membranes, carbon nanotubes, surfactant) that synthesized nanotubes with diameters > 50 nm. The nontemplating methods include alkaline hydrothermal, anodization of titanium in fluoride bathing, seeded growth. The key to developing and exploiting new nanostructured materials lies in an improved knowledge of how synthesis conditions affect properties of nanostructured materials in order to tailor materials to specific needs, In particular, a knowledge of the mechanism of nanostructure formation is very important. In this paper, synthesis methods, microstructure, mechanism of formation and growth and their advantages and disadvantages for these nanotube reported by researchers are reviewed. The nanotube morphology, the highly surface area, and pore volume, render titania/titanate nanotubes promoting materials for many applications in different fields which include energy conversion and storage, catalysis, electro catalysis, photo catalysis, magnetic materials, drug delivery, bioapplications, composites, surface finishing, tribological coatings.