二氧化锆(ZrO2)是一种重要的无机功能材料。它具有三种晶型:立方相、四方相和单斜相,广泛应用于传感器、催化剂和催化剂载体、固体燃料电池及生物医学材料等领域。不仅如此,ZrO2在紫外线范围内有较强的吸收,因此在光电领域也有很大的应用潜力。与其传统粉体材料相比,ZrO2纳米管具有更大的比表面积和更强的吸附能力,有望提高材料的利用率并改善其性能,因此近年来受到关注。　　制备包括ZrO2在内的难熔金属氧化物纳米结构的方法很多。与其他方法相比,阳极氧化法有着制备工艺简单、纳米管阵列排列有序、环境污染少、反应条件可控性好等优点。较之具有成熟阳极氧化工艺的Al2O3和TiO2,采用阳极氧化法制备的ZrO2纳米管普遍具有表面管口粗糙杂乱和沉积物较多等缺点。在此背景下,本实验室对有关工艺进行了系统的研究,经过全面优化实验条件,得到了整齐排列且表面相对清洁的ZrO2纳米管阵列。　　ZrO2的很多应用要求其脱离Zr片基底并且底部打通,我们研究出一种方法可以实现这一点。通过控制阳极氧化的老化时间,并采用溶液蒸发法可以一次性得到从基底上脱落的双通二氧化锆纳米管。并且,通过控制老化时间以及反应前对Zr片进行盐酸浸泡预处理,可以优化其双通结构。　　ZrO2透光性能好,在400nm到5μm范围内几乎没有任何吸收作用。但ZrO2能在紫外光照射下发生光致发光现象,经过优化实验条件制备出的ZrO2纳米管在315nm的紫外光照射下存在两个不同的发光中心,分别为402nm和480nm,它们均对应着禁带内的缺陷能级跃迁。通过对不同退火温度下的纳米管进行光致发光研究,发现退火会降低其禁带内的电子态密度,增加其禁带内的氧空位密度,因而增强其禁带内杂质能级的跃迁,提高其发光强度。同时由于退火温度增加会使得禁带宽度减小,光吸收系数增加,最终使得使发光峰强度随退火温度增加而不断增强。