通过TiN阳极氧化制备的相互连接的3D TiO2纳米支架，表现出快速且可逆的水中阳离子插入反应

《Small Methods》：Interconnected 3D TiO2 Nanoscaffolds from TiN Anodization Exhibiting Fast and Reversible Aqueous Cation Insertion

采用无氟水溶液阳极氧化法成功制备具有三维互联多孔结构的TiO2纳米支架薄膜，其2-10 nm有序孔隙与垂直互联结构显著提升比表面积达540倍/微米，并展现出优异的离子嵌入/脱出特性，适用于多种电化学应用。

　　

摘要

通过在没有氟化物的水溶液中阳极氧化氮化钛（TiN）层，制备出了由相互连接的3D TiO₂纳米结构组成的二氧化钛（TiO₂）纳米支架薄膜，这些纳米结构具有有序的孔隙网络。纳米支架薄膜的横截面呈现出一种分层状的TiO₂结构，该结构由宽度为2纳米的垂直连接件支撑。N^3?的氧化过程中释放出的N₂气体有助于形成宽度为2–10纳米的有序孔隙网络，而Ti³⁺的氧化则在其周围形成了网状结构的TiO₂。TiO₂的垂直连接件具有良好的导电性，且连通的孔隙使电解质能够接触到非晶态TiO₂中的活性位点，从而使薄膜的比表面积每增加1微米厚度就能提高540倍。这些薄膜在非水溶液以及水溶液中对多种离子都表现出较高的电荷储存能力，这一点在Li⁺、Na⁺、K⁺和Mg²⁺的电子耦合离子插入反应中得到了验证。阳极氧化过程中对氧化层的可控生长进一步促进了在掩膜覆盖的TiN基底上形成图案化结构，使得该材料在众多电化学应用中具有吸引力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。