納米二氧化鈦薄膜的制備及其光致特性研究.pdf

1、本論文主要研究了用不同方法制備具有光催化特性和親水特性的納米TiO2薄膜。第一章對(duì)二氧化鈦的晶型、機(jī)理、應(yīng)用及仍存在的問題進(jìn)行了概述；第二章簡(jiǎn)述TiO2薄膜的光致特性；第三章研究了直流磁控濺射制備Sb摻雜TiO2的成膜特點(diǎn)；第四章研究了射頻磁控共濺射制備光催化Ag-TiO2薄膜；第五章運(yùn)用電化學(xué)的方法對(duì)TiO2薄膜的光電特性和親水性機(jī)理進(jìn)行了研究。第六章初步試驗(yàn)了兩種鈦基生長(zhǎng)TiO2薄膜的方法。主要結(jié)果如下：1)通過直流磁控濺射方法制備

2、的Sb摻雜TiO2薄膜是銳鈦礦型。當(dāng)摻雜適量時(shí)，Sb對(duì)TiO2薄膜的結(jié)晶有優(yōu)化作用，同時(shí)伴隨著金紅石相TiO2及Ti2O3形成，薄膜的光催化能力及光致親水性都有了顯著的改善。并且隨著摻雜的增加，Sb摻雜TiO2薄膜有紅移現(xiàn)象產(chǎn)生。當(dāng)Sb摻雜過量時(shí)，破壞了二氧化鈦原有的晶格結(jié)構(gòu)，劣化了薄膜表面態(tài)，光催化活性和光致親水性反而降低。Sb起到了類似表面活性劑的作用。2)用射頻磁控共濺射法制備的Ag-TiO2復(fù)合薄膜，通過控制Ag靶的濺射時(shí)間可以

3、調(diào)節(jié)Ag與TiO2的比例，所制備的Ag-TiO2薄膜為銳鈦礦結(jié)構(gòu)；摻雜1.5％Ag的Ag-TiO2薄膜，在紫外光照射下其光生電流對(duì)亞甲基蘭溶液的降解速率最大，這種光催化的增強(qiáng)主要來自于光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合被抑制。3)通過循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)對(duì)紫外光照下TiO2薄膜電極的研究表明，紫外光照下TiO2薄膜電極可存在兩種光電化學(xué)過程，一是產(chǎn)生光電流的快過程，二是光生電子與表面的TiO2相互作用產(chǎn)生Ti3+引起表面結(jié)構(gòu)變化的慢過程。認(rèn)為TiO2薄膜的