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生物化学专业毕业论文
摘要
绪论
1.无机纳米管阵列材料
1.1.无机纳米管
纳米管是一种孔径在1nm至几百纳米，长度从几百纳米到几微米的一种纳米材料。
1991年，日本电子显微镜专家饭岛在实验室中意外发现了纳米管之后的25年来，纳米管材料已经蓬勃发展了起来。
25年间，有大量关于纳米管的文章被发表出来。
纳米材料的尺度大多数在纳米级别，材料中原子数目很少且大量的原子位于材料表面，材料内部原子之间的作用力相比体相材料弱很多，以至于纳米材料的表面能非常大。
同时纳米材料通常都具有比较大的表面积。
因此纳米材料具有极强的吸附能力。
纳米管也属于纳米材料，因此也具备很强的吸附能力。
同时纳米管材料也有其他纳米材料所不具备的性能。
纳米管具有管状结构，孔径适宜时，可以容纳流体，特别是对于只有一个开口的单管，溶液可以保留在管内，即使外溶液环境变化也对管内溶液影响不大。
Bavykin的小组于2006年在TopicsinCatalysis上发表了一篇关于使用二氧化钛纳米管用作氢气贮存的文章，其中就利用了单口纳米管的保留能力1。
在负压条件下，流体会被储存在纳米管内部，在加热等条件下可以再次释放出来。
同时，保留能力也为关于酶和其它大分子的电化学检测提供了基本的可能性。
正是因为纳米管具有以上的性质，在传感器和催化领域2,3以及用于制备氢气储存材料1,4,5，纳米管都展示出了很强的研究价值和应用价值。
被用于制成纳米管的材料大多是无机材料，如碳纳米管、氮化硼纳米管、二氧化钛纳米管等。
也有少数的有机材料被制成纳米管，如UdoFeldkampandChristofM.Niemeyer于2006年AngewChem上发表的一篇文章6，该团队利用了DNA分子中碱基对儿之间的氢键作用设计了并成功地合成了DNA纳米材料，其中包含DNA纳米管。
该团队将这种DNA器件用于分子识别和DNA逻辑电路的设计。
1.2.无机纳米管的分类及制备方法
1.2.1.无机纳米管的分类
按材料种类可以分为有机纳米管和无机纳米。
由无机材料通过一定方式堆积形成的就是无机纳米管材料。
常见的有以下的种类：
1.2.1.1.碳纳米管
碳纳米管是由单层石墨烯蜷曲形成的单原子层的管状纳米材料。
石墨的电学性能非常良好，由单层碳原子组成的碳纳米管在计算机科学领域和能源领域都具有广泛的应用。
早在1998年，Tan团队就已经在Nature上发表文献报道该团队制备的基于碳纳米管的室温下可用的晶体管元器件7。
同年，RMatral在AppliedPhysics上发表了关于基于单壁和多壁碳纳米管制备的晶体管元件的论文8。
近年来，碳纳米管在计算机和材料领域内的研究成果也甚为丰硕。
Jones团队91997年在Nature上发表的文章为后续碳纳米管在氢气储存方向的应用奠定了基础。
1.2.1.2.半导体纳米管
在碳纳米管基础之上，使用IIIA元素B和IVA元素N进行掺杂改性，可以制备出具有半导体特性的BCN纳米管。
SWang于2011年在AngewandteChemie发表的文章10论述了BCN纳米管在氧气还原反应中的电催化性能，可以有效地提高燃料电池或金属空气电池等的反应效率。
BCN纳米管以及其类似的半导体纳米管在能源领域和电学领域有很广阔的应用前景。
二氧化钛也是一种比较典型的半导体。
二氧化钛对酸对碱不敏感，常见酸碱除氢氟酸以外均不能腐蚀二氧化钛。
二氧化钛在近紫外光区有吸收峰，可以发射短波电磁波，在光下可以看到二氧化钛呈现微紫色。
因此二氧化钛是一种比较强力的广谱抗菌物质。
同时在DSSC领域有重要的应用11,12。
二氧化钛纳米管比较坚固，且可以比较简便地制备成为纳米管阵列，因此二氧化钛纳米管阵列是一种比较常用的金属纳米管合成的模板13。
二氧化钛纳米管阵列具备比较特殊的电化学性质。
余洪涛在2011年发表在ElectrochimicaActa的一篇文章14详细阐述了二氧化钛纳米管阵列的电化学性质。
在水溶液环境中，二氧化钛作为电极时，纳米管中抽入电活性物质，进行循环伏安法分析，电活性物质的还原峰仅随pH值变化，与电活性物质无关。
Figure1电活性物质抽入管内，在pH=2.0，PBS和KCl为外溶液的情况下进行循环伏安测试的结果
以K4Fe（CN）6/K3Fe（CN）6混合溶液作为测试物质，抽入纳米管中，在不同的pH值下进行扫描，可以得到以下的统计图。
Figure2混合溶液循环伏安曲线还原峰随pH值的变化
实验结果表明，二氧化钛纳米管阵列内的溶液发生反应是由扩散控制的，且还原峰电位是受到pH影响的。
随pH增加，还原峰电位按46.8mV/pH降低。
这表明在该氧化还原过程中，二氧化钛对氢离子浓度具有很明显的依赖性，氢离子可能直接参与了反应中的电子传递。
从而进一步提出了假设，如下图：
Figure3余洪涛文章中对二氧化钛纳米管阵列在氧化还原反应过程反应机理的假设
文章中的实验事实和该假设为本论文所论述的内容有非常大的指引作用！
1.2.1.3.金属纳米管
金属纳米管是由金属通过一定手段制备形成的纳米材料。
金属材料具备优秀的电学性能，导电率高，电阻率低。
同时与半导体材料不同，金属属于典型的第一类导体材料，可以给予电子或吸收电子。
在氧化还原反应过程中，反应电位和反应电流受pH影响比较小。
因此稳定的金属电极在电化学测试中是必备的。
常见对电极有大面积铂电极、铂片电极、铂黑电极、金电极等。
同时，金属也常常作为工作电极用于表征溶液的电化学性质。
1.2.2.纳米管的制备方法
纳米管根据材料本身的性质可以采取不同的方法制备。
1.2.2.1.自卷曲方法
硫化钼15或硫化钨16等比较柔软的材料可以使用自卷曲方法制备对应的纳米管。
使用比较薄的化合物薄膜，在加热的情况下使薄膜发生卷曲，就能制备由薄膜蜷缩而成的纳米管材料。
Figure4自卷曲方法制备纳米管示意图
1.2.2.2.水热法
将前体制备成水溶胶，在有机溶剂中，边加热边调节pH值，然后将得到的沉淀进行淬火，即可制得对应的纳米管材料。
如2003年无机化学学报刊载的一篇文章17就选用了水热法制备了二氧化钛纳米管。
水热法要求前提材料的对水溶液的分散性比较好，且比较容易与氢氧根结合才可以。
因此常用于制备氧化物纳米管。
使用水热法制备的纳米管材料是粉状的，并不是呈现聚集或阵列的状态。
如图2.
Figure5水热法制备的二氧化钛纳米管
1.2.2.3.模板法
模板法是一种简单高效制备金属纳米管的方法。
通常是先制备好纳米管材料可以附着生长的模板，然后使用化学沉积法18,19、气相沉积法、电化学沉积19等方法使金属在模板表面还原，然后再使用刻蚀剂刻蚀掉模板，暴漏沉积好的金属材料，就制得了金属纳米管。
有一些小组使用活泼金属纳米线或纳米棒作为模板合成纳米管，这样可以得到同轴的多种金属的纳米管，或者单一金属的纳米管。
SunjieYe18的小组在2015年发表的一篇文章提供了一种利用银纳米棒作为模板合成金纳米管的方法，银纳米棒不能附着于基板上，因此金纳米管也不是附着于基板上的，因此在以后的分析工作中重复利用比较难，且纳米管性能稳定性比较差。
Figure6SunjieYe小组合成的金纳米管模式图（左）和SEM照片（右）
LuChen的小组于2013年发表在Chemistry-aEuropeanJournal发表的一篇文章20，论述了一种使用银纳米棒作为模板，先合成金纳米管，随后以金管为模板在外表面包覆一层铂管，合成双金属纳米管的方法。
Figure7LuChen小组合成金-铂同轴双壁纳米管流程模式图
使用金属纳米线或纳米棒作为模板，利用金属的电学特性，可以为金属沉积提供比较好的电学条件，这是这种方法比较有利的地方。
但是大多数金属线或金属棒排列的有序度并不是很好。
因此高有序性的纳米管阵列合成方法是十分有必要的。
在模板法中通常选用的模板材料是阳极氧化铝（AAO）、氧化锌和二氧化钛纳米管。
AAO是一种商品化的纳米管模板，在市场上可以购买到各种孔径的AAO模板。
使用AAO模板制备纳米管的大致流程如下。
Figure8AAO模板法制备金属纳米管的示意图
如图所示，使用AAO模板法可以制备出规格比较均一的单壁金属纳米管。
且AAO可以与强酸强碱反应，比较易于刻蚀，比较有利于制备出比较洁净的纳米管。
AAO模板使用时需要先通过点蚀形成孔洞，在孔洞里制备金属或其他化合物纳米管。
氧化锌作为模板与AAO有相似之处，两者都是两性化合物，可以用酸或碱刻蚀。
而氧化锌又与AAO有所不同，它作为模板的时候需要先制备为纳米棒，以氧化锌纳米棒为模板在外表面生长其它化合物或金属21。
如图所示。
Figure9氧化锌纳米棒做模板制备纳米管的过程及产品表征
1.2.2.4.阳极氧化法
阳极氧化法是一种将活泼金属作为阳极，在一定配方的电解液中进行长时间电解制备金属氧化物膜的方法。
模板法中所使用的AAO和二氧化钛纳米管阵列就是使用阳极氧化法制备得到的。
Zwilling22和Grimes23先后在1999年和2001年报道了使用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的方法。
Figure10阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的装置示意图
将切割好洗净的钛金属片置于电解槽内。
电解液为含氢氟酸和氟化铵的乙二醇溶液，为保证导电性加入少量水。
以大面积铂片为对电极，在一定电流密度条件下进行电解。
控制条件即可获得目标品质的二氧化钛纳米管阵列。
阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管为制备形貌可控的二氧化钛纳米管提供了非常好的方法。
通过控制电解电流密度，即可控制纳米管管径；通过控制pH值，即可控制纳米管的外观形貌；通过控制电解时间即可得到不同长径比的二氧化钛纳米管阵列。
Figure11阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列SEM照片
模板形貌的可控代表了基于此模板制备的金属纳米管的形貌也是可控的。
因此借助高质量的二氧化钛纳米管阵列制备高质量的金属纳米管是可行的。
1.3.纳米管阵列
纳米管阵列是同类型的纳米管按照一定方式排列聚集形成的纳米材料。
纳米管阵列材料可以提供零散的纳米管所不具备的性能。
纳米管阵列通常都是直接生长在基板上或在制备好后附着于基板之上的，零散的纳米管因其制备方法的限制，通常只能以粉状存在，这对于材料的回收重复利用是不利的。
纳米管阵列材料的制备方法决定，同一批次的材料，其形貌性能都相近。
因此可以提供很可靠的电化学分析基底材料。
这也是纳米管阵列具备，而单管并不具备的优势。
Guo24于2005年和Zhang3于2009年先后发布的文章，都是制备纳米管阵列材料并用于电化学分析和电化学催化的。
1.3.1.金属纳米管阵列
金属元素通常都具有比较特殊的性能，金属纳米材料近些年也是十分火热的研究对象。
纳米管阵列在纳米管的性能基础上，还能够提供比较大的内表面、更稳定的反应环境和更好的可回收性。
金属纳米管阵列材料也是众多科研小组的关注重点。
文献报道比较多的金属纳米管主要有金、铂、钴、镍等。
金是唯二的SERS（表面增强拉曼散射）载体，利用SERS技术可以显著提高拉曼光谱的信噪比，获得更多的有机物分子信息，有文献报道金纳米管被用于微量物质的SERS25-28。
金与含硫化合物具有极强的亲和性，因此金修饰纳米管29-32材料同时也在生物分析领域以及生物分析领域展示出了广阔的使用前景。
在修饰DNA后，也可以用于DNA检测33,34。
金具有良好的导电性的同时，金也是唯二的电负性高于铂的金属，在形成复合材料后，金可以作为铂的基底，使铂的作为主要参与反应的部分。
因此，金与铂复合时，可能可以提供更好的性能。
铂对氢元素和氧元素有比较强的亲和性，对氢元素有特征性吸附，对氧气在电极上的还原反应具有很强的催化能力。
铂纳米材料一直是氢气检测的优秀材料35-38。
在以氧气为阴极的燃料电池中，铂的催化对燃料电池效率起决定性作用39-41。
但是平面铂的表面积很小，而且作为燃料电池阳极的醇类物质对铂有特征吸附，覆盖其表面，造成铂催化剂的中毒，严重降低催化效率。
使用其他金属或者二氧化钛等材料与铂纳米管形成复合纳米管时，可以通过其他材料对铂表面吸附的分子的高效催化有效缓解铂催化剂的中毒现象，从而提高铂的催化效率。
Shaddad,M.的小组于2013年在Int.J.Electrochem.Sci.发表的一篇文章39，阐述了以二氧化钛纳米管阵列为基底化学沉积铂、镍制造的纳米管阵列材料用于甲醇氧化反应的催化，并使用循环伏安法表征。
在1M硫酸和0.5M甲醇的混合溶液中，该材料展现出了近600mA·cm-2的电流效率！
这是很令人振奋的结果。
高催化性能正是直接醇类燃料电池（DMFC）所追求的。
1.3.2.金属纳米管阵列的合成方法
纳米管阵列对材料排列的有序度要求比较高，使用柔性材料蜷曲形成纳米管的方法或水热法并不能实现高度有序的材料合成。
模板法就是十分必要的了。
文献报道比较多的，模板法合成纳米管阵列材料的模板主要是AAO。
阳极氧化铝是用铝箔在一定浓度的硫酸中，使用阳极氧化法合成的纳米材料薄膜。
使用一定浓度的碱液进行点孔，可以获得一定孔径的多孔薄膜。
这样的多孔薄膜就可以用来当做金属纳米管合成的模板。
模板法大致流程为，制备模板——合成金属纳米管——刻蚀模板。
模板的形貌和性能直接影响到金属纳米管本身的形貌，甚至会影响性能。
McPhillips,J.等2010年在ACSNANO上发表的文章42，创造性的使用AAO模板与金板复合，制备出了比较均一的金纳米管阵列材料。
Figure12McPhillips,J小组制备金纳米管的SEM照片（左）和模式图（右）
Shin的小组于2008年在ChemistryofMaterials上发表了一篇文章43，论述了一种使用AAO模板合成纯金纳米管阵列和金银混合纳米管阵列的方法。
Figure13Shin小组合成金纳米管和金银混合纳米管的流程图
该小组制备后使用循环伏安法分析了纳米管阵列的性能，该材料确实有效提升了材料表面面积，降低了CO反应的反应电阻。
Galbiati,S.的小组于2014年在ElectrochimicaActa上发表的一篇文章44，利用AAO模板法制备了铂纳米管阵列，并使用循环伏安法表征。
纳米管阵列材料相比Pt/C复合材料，表面利用率提升了，同时也提高了透气性。
Figure14Galbiati小组合成的铂纳米管阵列材料的SEM图像
Kim的小组于2013年在JournalofMaterialsChemistryA上发表的一篇文章45，同样使用AAO模板合成了铂-钯纳米管阵列材料。
实验测试，这种双金属复合的金属纳米管阵列材料可以在CO氧化测试中有效提升催化效率，同时缓解了铂催化剂的中毒现象。
Figure15Kim小组合成的铂-钯双金属复合纳米管材料的SEM图像
金属纳米管阵列材料的合成不仅可以通过AAO模板进行。
也有人使用了二氧化钛纳米管阵列进行合成的尝试。
杨丽霞2006年在InorganicChemistry发表的一篇文章13，以二氧化钛纳米管阵列作为模板浸泡于四氯合金酸中，取出后电镀。
电镀并未形成金纳米管阵列，而是形成金纳米网。
原文献作者认为，在氯金酸中进行电解时，金会优先沉积在管与管之间，而非在管内形成比较厚的金镀层。
这说明简单在表面进行电镀是无法制备金纳米管的。
Figure16杨丽霞以二氧化钛纳米管阵列为模板合成的纳米金网
因此本文涉及的实验以杨丽霞小组的实验作为基础，进行改进，成功制备了金属纳米管阵列材料。
2.本文涉及到的金属纳米管阵列材料的表征方法
2.1.SEM（扫描电子显微镜/ScanningElectronMicroscope）
扫描电子显微镜，是利用高能电子轰击样品表面后的反射电子进行成像的电子显微镜。
SEM可以提供尺度小于100nm的清晰图像。
SEM技术可以为样品的基本形貌提供比较完全的信息。
2.2.能量色散能谱（EDX）
能量色散能谱，是利用高能电子轰击样品表面时，样品中的原子受激辐射后发生退激时释放的X射线波长确定原子种类和相对比例的一种测试表征方法。
EDX通常使用高于10kV的加速电压对电子进行加速，轰击样品表面，轰击深度约为微米级别。
EDX的精度受原子序数影响，原子序数越大，EDX获取的精度越大。
对于低于Na的轻元素，EDX的精度并不是很高。
2.3.循环伏安法（CyclicVoltammetry/CV）
循环伏安法是一种常见的直流电电化学测试方法。
循环伏安法测试使用三角波电位对样品进行扰动，测量扫描过程中电流信号。
根据获取的电流-电压图中的峰位、峰形、峰高等信息，测试者可以判断该扰动过程中发生的反应的动力学特征等信息。
Figure17一般电极反应途径
如图所示，一般的电极过程有物质传递、前置/后置化学反应、吸附/脱附、电子传递等过程。
循环伏安法可以通过不同的图形和半定量关系来表现每一种过程作为速控步的特征。
2.3.1.物质扩散速控与电化学控制
Figure18物质扩散速控的循环伏安法模式图
电活性物质活性比较高，电子转移步骤非常迅速的时候，电活性物质在电极表面的浓度迅速下降到零，溶液本体与电极表面形成了化学梯度（浓度差），推动电活性物质向电极表面运动参加反应。
这时发生的过程就是由物质扩散作为速控步的反应。
这类反应符合能斯特方程，因此较低的过电位就能推动反应迅速发生。
其数学推导过程如下。
对于反应Ox+ne-⇌R，其电极表面附近的电活性物质浓度可以用FickII定律描述，即
和
其中c表示浓度，D表示扩散系数，扩散系数是与物质自身的性质和溶液性质有关的一个常数。
初始条件：
反应t=0时，电极表面氧化态物质浓度与体相浓度相同，还原态浓度为零。
即，
，
反应进行t时间之后，无限远处的边界条件为：
无限远处氧化态浓度与本体浓度一致，还原态浓度为零，即，
，
电极表面的边界条件为：
其中，n是反应过程中的电子转移个数，F是法拉第常量，A是电极面积。
将初始条件和边界条件代入电极表面的边界条件，对微分方程进行Laplace变换，即，
针对不同的反应体系，还需要代入不同的边界条件解微分方程。
a.完全可逆体系
完全可逆体系中，反应可以使用Nernst方程描述，即，
将Nernst方程作为边界条件代入后，可以得到完全可逆反应条件下的解：
其中，
，
是扫速，
，
是无量纲的电流函数
该积分方程无法得到解析解，只有数值解。
该积分方程表明，完全可逆体系中，在电流函数取峰值时，此时的电流值为峰电流，峰电流的表达式为：
，298K（25°C）可简化为
，峰电流与扫速的平方根成正比。
对应的峰电位为：
同时半峰电位为
，峰电位与半峰电位之差为
，在298K（25°C）时，差值约为
。
表现在循环伏安曲线上的图像就是
（1）还原峰/氧化峰峰高相近，峰形一致；
（2）氧化峰/还原峰的峰电位和半峰电位之差不大于56.6/nmV（n是反应中的电子得失个数），即峰形比较窄高；（3）峰电流与扫速的1/2次幂成正比；（4）氧化峰/还原峰电位与扫速无关，符合能斯特方程，氧化峰电位与还原峰电位距离该反应的标准电位应该想的那个；（5）氧化峰/还原峰之间的电位差小于59/nmV（n是反应中的电子得失个数）。
铁氰化钾/亚铁氰化钾和铁离子/亚铁离子等氧化还原电对在洁净的金属表面就是完全能斯特过程，其曲线符合该模式图。
b.准可逆体系
对于金属表面不洁净，或者存在有较大空间位阻的情况下，可能存在部分电化学极化参与控制的情况，这时只需要在Nernst方程中引入修正即可。
动力学/传质比
，
。
动力学/传质比表示的是在反应过程中，电化学控制与扩散控制的程度。
其值越大则可逆性越强。
也受到扫速影响，扫速越大
数值越小，扫速控制不当，有可能导致反应由准可逆体系转化为不可逆体系。
表现在循环伏安曲线上，峰变得矮宽，峰电位受扫速影响，扫速越大，峰电位偏移越大。
c.完全不可逆体系
Nernst方程不再适用，反应为电化学速控，电化学动力学方程成为边界条件，即，
，
，
其中，
是阴极过程的电流传递系数，
是电化学速控步的电子转移个数，
解方程得：
，
是一个与电势和时间有关的函数。
电流函数取峰值时，可以得到峰电流，表达式为：
，对应的峰电位表达式为：
，半峰电位与峰电位相差
。
当扫速过快的时候，或者反应的电化学步骤过慢时，在循环伏安曲线上会出现线性极化现象，即电流随过电势线性增长，而并不会出峰的现象。
Figure19多晶铂在硫酸中的循环伏安法曲线
图右侧的氧区即为电化学极化速控。
在此过程中，氢氧根作为阳极反应物，传质速度非常快，速控步是氢氧根放电成为氧气的过程。
电流随过电位线性增长。
2.3.2.吸附控制
吸附/脱附仅与电极表面的电荷状态有关，而与电极的过电位无关。
因此，吸附控制具有典型的对称峰形特征。
模式图如下：
Figure20吸附控制的循环伏安法模式图
Figure20中，左面的氢区呈现典型的两组对称峰，该过程就是氢在铂表面的特征吸附。
吸附控制的峰电流与扫速成正比。
2.3.3.化学反应
电化学反应过程中，发生前置或后置化学反应，会出现原有的还原峰/氧化峰消失或位移的现象。
判断是否发生了前置/后置化学反应，将扫描方向对调即可。
因本文中不涉及前置/后置化学反应，对此不再赘述。
3.本文立意及主要内容
前文所述，金属材料因其自身的优异反应特性和电学性能，在高精度的生物监测领域、物质性质分析等分析领域，以及燃料电池、废水处理等能源、环境领域内可以发挥巨大的作用。
金属纳米管阵列材料具有巨大的表面积，极强的吸附能力，以及选择性比较强的催化能力，是近几年内科学研究的重点。
同时，有一些研究也证实该类材料在直接醇类燃料电池等领域内的应用有着巨大的优势。
金属纳米管阵列材料的性能受到外观形貌的影响很大，谋求一种低成本简便高效合成高规整度的纳米管阵列是很有必要的。
目前，文献报道的纳米管阵列合成方法集中于模板法，使用的模板大多数是AAO。
AAO具有孔径可调、金属沉积比较简便、易于后处理等优势。
但是，其劣势也是很明显的。
AAO多孔材料的孔洞结构是依赖于其制备条件的，在材料内部，孔洞并非平行于某个轴线方向，分布比较散乱。
以AAO模板制备的金属纳米管材料多呈现毛发状分布，而非十分规整的点阵排列。
毛发状排列的金属管可能会导致材料的表面积降低，表面的吸附能力下降，这并不能很好地提高材料的整体催化性能。
因此，改性AAO模板或者换用其它模板是比较有意义的。
前文所述，基于钛片的阳极氧化法可以比较简便地制备规整度很高的纳米管阵列材料。
同时，二氧化钛作为半导体，也具有一定的电子传导能力，金属可以在其表面上沉积。
因此，二氧化钛纳米管阵列可以作为一种比较优秀的金属纳米管阵列合成模板使用。
前人的工作显示，使用二氧化钛纳米管阵列作为模板制备金属纳米管阵列还需要攻破一些问题。
本文主要描述了一种使用二氧化钛纳米管阵列作为模板制备高度有序的金属纳米管阵列的方法。
首先，使用阳极氧化法以钛片为基底制备高度整齐的二氧化钛纳米管阵列。
然后使用真空负压，将电镀母液抽入到纳米管中，在某个电位下进行电镀，令金属层在纳米管内壁上沉积，形成复合纳米管材料。
之后，使用氢氟酸对二氧化钛进行刻蚀，暴露金属层，以达到制备完全的金属纳米管阵列的目的。
同时，本文体现了电子显微镜和电化学手段对纳米管阵列材料的表征极其结果。
金纳米管阵列材料正面和侧面的SEM显示，使用二氧化钛纳米管阵列作为模板，可以制备出长约800nm、外径约为120nm、壁厚约为30nm、高度整齐的金属纳米管。
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