碳纤维由于其优异的机械性能、化学稳定性和广泛用途受到了大量的关注,现在,越来越多的人们开始关注它的表面处理和改性研究。本文,我们提出了一种新型“电化学”方法,对传统电化学方法进行了适当的改进,详细研究了实验过程中的参数变化对实验结果的系列影响。该工艺装置中,仍沿用传统的电化学方法中的极板和电解液,创新之处在于我们将碳纤维连接在两个极板之间,在反应进行过程中充当加热源,同时也作为涂层原位生长的基体。而电解液除了提供反应源以外也充当了冷却介质,同时隔绝空气,防止碳纤维高温氧化。本文的研究内容主要包括以下三点：(1)通过新型“电化学”装置在碳纤维表面原位长出具有纳米片层结构的锐钛矿TiO2。本文结合生成物的SEM照片和Raman结果,进一步深入探索了工艺参数(反应时间,电压大小和电解液种类)对生成物形貌和结晶形态的影响,实现了工艺条件的优化。研究结果表明,在一定范围内,适当延长反应时间、提高电压大小、增加电解液浓度有利于促进结晶和片状结构TiO2的生成。(2)通过新型“电化学”装置在碳纤维表面原位长出无定形的SiO2纳米线。利用该反应装置,在10s的反应时间内即可在碳纤维表面原位生成长度约为5-10μm,直径不超过100 nm的均匀纳米线。实验进一步探索了工艺参数(电流强度、反应时间、电解液浓度和预处理亚铁离子的加入)对生成物状态的影响,实现了工艺条件的优化。此外,用该方法制得的无定形SiO2纳米线具有较强的蓝光发光性能,在260 nm的激发波长下,在403 nm和465 nm处具有较强的蓝光发光特性。(3)结合SiO2纳米线随反应参数的变化与实验的独特设计,提出碳纤维表面SiO2纳米线原位生长的机理。当在装置两端加以合适电压时,碳纤维迅速升温,从里到外形成负温度场。在这个温度场中,碳纤维处于白炽化,周围电解液处于室温环境,因此将形成巨大的负温度梯度。当条件合适时,裂解的SiO2将以一维形态生长。显然,该方法具有低温无毒,操作简单,成本低和实验周期短等优势。该方法在化合物涂层生长方面具有广阔的应用前景,通过调节电解液组分,还可以在碳纤维表面原位生成各种氧化物。