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Diffusion kinetics of gold in TiO2 nanotube arrays for formation of Au@TiO2 nanotube arrays

机译：用于形成Au @ TiObe纳米管阵列的TiO2纳米管阵列中金的扩散动力学

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A simple approach is presented to form Au@TiO _(2) nanotube arrays. This approach consists of the formation of pure TiO _(2) nanotube arrays by a two-step anodization process, the coating of a Au nanofilm on the top of the pure TiO _(2) nanotube arrays, and the heat treatment of the TiO _(2) nanotube arrays coated with the Au nanofilm. The heat treatment leads to the diffusion of Au atoms into the TiO _(2) nanotube arrays, resulting in the formation of Au nanocrystals on the outer surface of the TiO _(2) nanotubes. X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy are used to characterize the microstructural evolution of the Au@TiO _(2) nanotube arrays, which reveals the phase change of TiO _(2) from amorphous phase to anatase phase. The kinetics of the migration of Au atoms into the TiO _(2) nanotube arrays is studied. The diffusivity for the diffusion of Au atoms on the outer surface of the TiO _(2) nanotubes is in the range of 4.14–19.4 × 10 ~(?18) m ~(2) s ~(?1) for temperature in the range of 400–500 °C. The activation energy for the migration/diffusion of Au on the outer surface of the TiO _(2) nanotubes in the temperature range of 400 to 500 °C is 67.2 kJ mol ~(?1) . The growth of Au nanocrystals on the surface of the TiO _(2) nanotubes can be described as a first order reaction.
机译：提出了一种简单的方法来形成AU @ TiO_（2）纳米管阵列。这种方法由两步阳极氧化过程形成纯TiO _（2）纳米管阵列，纯TIO _（2）纳米管阵列顶部的Au nanofilm涂覆，以及TiO的热处理_（2）纳米管阵列涂有Au nanofilm。热处理导致Au原子扩散到TiO _（2）纳米管阵列中，导致形成TiO _（2）纳米管的外表面上的Au纳米晶体。 X射线衍射，场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜用于表征Au @ TiO_（2）纳米管阵列的微观结构演化，其显示TiO _（2）从非晶相与锐钛矿的相变阶段。研究了Au原子迁移到TiO _（2）纳米管阵列中的迁移的动力学。用于TiO _（2）纳米管的外表面上的Au原子的扩散的扩散性在4.14-19.4×10〜（？18）m〜（2）S〜（α1）的范围内范围为400-500°C。在400至500℃的温度范围内的TiO _（2）纳米管的外表面上Au迁移/扩散的激活能量为400-500℃的温度范围为67.2kJ mol〜（α1）。 TiO _（2）纳米管表面上的Au纳米晶体的生长可以描述为第一阶反应。

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