TiO-,2-薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、在眾多半導(dǎo)體催化材料中，TiO2具有催化活性高、氧化能力強(qiáng)、及光穩(wěn)定性高等特性，成為最常用的一種半導(dǎo)體催化材料。隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，利用TiO2光催化劑進(jìn)行環(huán)境凈化已經(jīng)引起了廣泛的重視。 當(dāng)前，TiO2光催化劑的應(yīng)用主要集中在水和空氣的凈化和處理。然而，傳統(tǒng)粉體TiO2光催化劑在應(yīng)用中存在許多缺點，如反應(yīng)過程中必須攪拌、反應(yīng)后催化劑難于分離和回收等。TiO2薄膜光催化劑可以克服這些缺點并拓展其工業(yè)用途，如用作抗菌陶

2、瓷釉面磚、自潔凈玻璃等。目前用作催化劑的TiO2薄膜大多數(shù)采用溶膠-凝膠法制備，雖然這種成膜方法比較成熟，可以應(yīng)用在生產(chǎn)中，但其也具有一定的缺點，主要是所制備薄膜必須經(jīng)過后期熱處理工藝才能具有光催化性能，因此限制了TiO2光催化薄膜的應(yīng)用范圍。 為了解決溶膠-凝膠法制備的TiO2薄膜需經(jīng)過熱處理這一缺點，本論文利用直流脈沖磁控濺射方法在室溫下制備TiO2薄膜，并用X射線衍射（XRD）測試了TiO2薄膜的晶體結(jié)構(gòu)，用原子力顯微鏡（

3、AFM）測試了TiO2薄膜的表面形貌，用紫外-可見光譜（UV-Vis）測試了TiO2鍍膜玻璃的透光率及TiO2薄膜對甲基橙溶液的降解效率。通過上述表征方法，研究直流脈沖磁控濺射法制備工藝、TiO2薄膜微觀結(jié)構(gòu)及表面形貌等對其透光性、光催化性能、親水性能的影響等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 1．制備TiO2薄膜時，在其他條件不變的情況下，隨著O2/Ar流量比的增加，薄膜的沉積速率單調(diào)降低，TiO2薄膜的結(jié)晶質(zhì)量不斷提高，銳鈦礦（101）面的衍射峰

4、的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，TiO2薄膜表面顆粒不斷增大，薄膜對水的接觸角不斷降低，TiO2薄膜的對甲基橙的降解率隨著O2/Ar比例的增大先增大后減小，在O2/Ar比例為6/14時TiO2薄膜的對甲基橙的降解率取得最大值，為29．32％（退火前），因此在制備具有光催化活性的TiO2薄膜時，O2/Ar比例不宜過大； 2．制備TiO2薄膜時，在其他條件不變的情況下，隨著真空室內(nèi)工作壓強(qiáng)的增加，TiO2薄膜的沉積速率單調(diào)降低；平均透過率隨著工作氣