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为了在玻璃基底上制备TiO2纳米管阵列,更好地应用于气体传感器、染料敏化太阳能电池和其他的光学器件,本文首先采用射频磁控溅射方法在玻璃基底上沉积纯钛薄膜,然后通过恒压阳极氧化将钛膜转化成高度有序的TiO2纳米管阵列。研究了不同的溅射参数对钛膜结构以及阳极氧化参数对TiO2纳米管结构的影响,并通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见光谱（UV-Vis）以及光电化学的方法对TiO2纳米管阵列进行了表征。射频磁控溅射参数对钛膜微结构的影响研究表明:溅射压强升高,钛膜沉积速率增加但致密度显著下降,溅射压强以0.5Pa为宜,且薄膜厚度随溅射时间延长线性增加;适当提高衬底温度和溅射功率均有利于提高膜的致密度和结晶性能;在低温沉积、溅射功率为150W时,薄膜具有较高密度,且钛膜与基底的结合力较好。其次,研究了室温条件下不同的电解液体系（HF/H2O、H3PO4/HF、NH4F/甘油）对TiO2纳米管阵列形貌的影响,结果表明:TiO2纳米管阵列结构的形成需要在特定的氧化条件下,其形貌受阳极氧化参数（电解液、电压、时间等）的影响,且钛膜的初始结构会影响TiO2纳米管阵列的生长进程以及纳米管结构的有序度和平整度;钛膜的致密度、均匀度以及对阳极氧化参数的控制是成功制备TiO2纳米管阵列结构的关键因素;而在H2SO4/H2O溶液中,通过直接加压法在氧化电压超过90V条件下在导电玻璃上可直接获得锐钛型的TiO2多孔膜。此外,对结晶前后的TiO2纳米管复合电极分别在暗态和紫外光下进行光电化学测试,结果表明:经过450℃晶化处理的电极表现出更好的光电化学性能;施加阳极电压和紫外光照射都能够促进TiO2光生载流子有效分离,使电子迅速传至导电玻璃表面通过外电路形成光电流,因此,这种结晶的复合电极适用于一些特殊的功能器件,如气体传感器、染料敏化太阳能电池和光致变色器件等。