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本发明公开了一种双通大面积TiO2纳米管阵列膜的制备方法,包括以下步骤:对经预处理的纯钛片进行阳极氧化,制得一级初步产品;用去离子水清洗后放入盛有无水乙醇的器皿中,再将器皿置于超声波清洗器内进行超声震荡,使TiO2纳米管阵列膜与纯钛基体分离,获得二级初步产品;用无水乙醇清洗干净后,放入临界CO2气氛干燥箱中进行干燥,获得底部带有阻挡层的三级初步产品;放入混合酸溶液中酸洗去掉底部的阻挡层后获得成品;将所述成品放入无水乙醇进行清洗并晾干或烘干。本发明制备工艺操作简便且设计合理,所制备的双通且大面积平整的TiO2纳米管阵列膜具有较高的光电装换效率,可有效应用于气体分离、药物传输和骨头固定等领域。