非晶態(tài)TiO-,2-：W薄膜的制備及光催化性能的研究.pdf

1、二氧化鈦薄膜作為光催化的理想材料，在環(huán)保領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力，目前已經(jīng)得到了廣泛的研究。但由于TiO2為寬禁帶半導(dǎo)體，對(duì)太陽光的利用僅局限于紫外部分，并且TiO2的光生電子空穴復(fù)合幾率很高。因此，許多研究者都把摻雜其它元素和制備復(fù)合的二氧化鈦半導(dǎo)體薄膜作為提高其光催化性能的有效途徑。 本研究課題以純鈦靶和純鎢靶為靶材，采用反應(yīng)磁控濺射法在玻璃基片上制備非晶態(tài)TiO2:W薄膜。采用X射線衍射儀、紫外-可見光分光光度計(jì)、X光電子能譜

2、儀、薄膜厚度測(cè)試儀及掃描探針顯微鏡等測(cè)試手段，研究分析了薄膜的組分、結(jié)構(gòu)、透光率、膜厚和表面形貌等。薄膜的光催化活性用薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)或羅丹明B的降解率來表征，使用紫外燈作為照射源?？疾炝藶R射功率、濺射溫度、氧流量、濺射偏壓、摻雜量、濺射時(shí)間等工藝參數(shù)及熱處理對(duì)TiO2:W薄膜光催化活性的影響。制備了TiO2:Ni薄膜，并分析了制備工藝參數(shù)對(duì)其光催化活性的影響。 研究表明：TiO2:W薄膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)薄膜的X光電子能譜分析

3、，薄膜中的Ti全部以TiO2的形式存在。并且W以WO3形式和單質(zhì)態(tài)存在，六價(jià)鎢和單質(zhì)鎢的原子濃度比為6.4:1。 通過不同厚度薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)的光催化降解試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本試驗(yàn)得到的TiO2:W非晶態(tài)薄膜厚度的閾值為141nm，在此范圍內(nèi)，薄膜的光催化性能隨膜厚的增加而增強(qiáng)。超過此閾值后，光催化性能不再增加。 通過對(duì)不同摻鎢量的薄膜的吸光度分析，證實(shí)摻雜引起了TiO2吸收峰的紅移，并且計(jì)算證實(shí)了帶隙的減小。適當(dāng)?shù)膿诫s量可以產(chǎn)生新