tiolt2gt薄膜的制备及其性能研究

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1、摘要摘要在众多半导体催化材料中，Ti02具有催化活性高、氧化能力强、及光稳定性高等特性，成为最常用的一种半导体催化材料。随着世界范围内环境问题的日益严重，利用Ti02光催化剂进行环境净化已经引起了广泛的重视。当前，Ti02光催化剂的应用主要集中在水和空气的净化和处理。然而，传统粉体Ti02光催化剂在应用中存在许多缺点，如反应过程中必须搅拌、反应后催化剂难于分离和回收等。Ti02薄膜光催化剂可以克服这些缺点并拓展其工业用途，如用作抗菌陶瓷釉面砖、自洁净玻璃等。目前用作催化剂的Ti02薄膜大多数采用溶胶一凝胶法制备，虽然这种成膜方法比较成熟，可以应用在生产中，但其也具有一定的缺

2、点，主要是所制备薄膜必须经过后期热处理I艺才能具有光催化性能，因此限制了Ti02光催化薄膜的应用范围。为了解决溶胶一凝胶法制备的Ti02薄膜需经过热处理这一缺点，本论文利用直流脉冲磁控溅射方法在室温下制备Ti02薄膜，并用X射线衍射(XRD)测试了Ti02薄膜的晶体结构，用原子力显微镜(AFM)N试了Ti02薄膜的表面形貌，用紫外一可见光谱(UV一Ⅵs)测试了Ti02镀膜玻璃的透光率及Ti02薄膜对甲基橙溶液的降解效率。通过上述表征方法，研究直流脉冲磁控溅射法制备工艺、Ti02薄膜微观结构及表面形貌等对其透光性、光催化性能、亲水性能的影响等，结果发现：1．制备Ti02薄膜时

3、，在其他条件不变的情况下，随着02／Ar流量比的增加，薄膜的沉积速率单调降低，Ti02薄膜的结晶质量不断提高，锐钛矿(101)面的衍射峰的强度逐渐增强，Ti02薄膜表面颗粒不断增大，薄膜对水的接触角不断降低，Ti02薄膜的对甲基橙的降解率随着02／Ar比,例的增大先增大后减小，在02／ArL匕例为6／14时Ti02薄膜的对甲基橙的降解率取得最大值，为29．32％(退火前)，因此在制备具有光催化活性的Ti02薄膜时，02／At比例不宜过大：2．制备Ti02薄膜时，在其他条件不变的情况下，随着真空室内工作压强的增加，Ti02薄膜的沉积速率单调降低；平均透过率随着工作气压的增大。

4、在本实验范围内∞．5～1．4pa)，工作气压的增大，能够提高Ti02薄膜的结晶质量，随着工作气压的增大，锐钛矿(101)面的结晶性变好；同时当溅射气压较高时，Ti02薄膜结构疏松，表面粗糙，比表面积增大。多孔结构使薄膜的光电化学反应面积增大，吸附水能力增强，因此对甲基橙的降解率增强，Ti02薄膜对甲基橙的降解率随工作气压的升高而增大，且Ti02薄膜的亲水性也随工作气压的升高而变好。关键词：Ti02薄膜；脉冲磁控溅射；光催化活性，光致亲水性大连交通大学．1：学硕士学何论文AbstractInnianysemiconductorcatalyst，Ti02asacommonlys

5、emiconductorcatalyticmaterialhascharacteristicsofhi【ghcatalyticactivity，oxidativecapacityandhighstability．Sincetheenvironmentinthewholeworlddeteriorates，usingTi02Photocatalyststopurifyenvironmentisemphasized．Currentapplicationisfocusedonthepourficationandthetreatmentofwaterandair，However,t

6、hereexistmanydefectsintheuseofconventionalpowderphotocatalysts，suchasstirringduringtheprocess，SegregatingafterthereactionandSOon．Ti02filmphotocatalystscanbeusedtoovercomethesedefectsandextenditsindustrialapplication．PresentmethodusedtoprepareTi02filmsmostlyincludessol-gelmethod．Thefilmspre

7、paredbythismethodareneedheattreatment，thenfilmshavethecharacteristicsofphotocata!yticactivity．Inordertosolvethefilmsqualityproblemintraditionalsol-gelmethod，thispaperaimsattheresearchofTi02filmspreparedonthesodalimeglass(SLG)substratesbydirectcurrentpulsemagne