TiO<,2>/SiO<,2>复合薄膜的制备与表征

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinafeed
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二氧化钛(TiO2)具有良好的光催化性和亲水性能,并由于其化学稳定性好、反应活性高,成本低而受青睐。光催化TiO2材料可用于降解有机物、杀菌消毒、污水处理、空气净化、防雾玻璃、自清洁玻璃等方面,已成为环保纳米材料研究开发的一个热点。   本文采用射频磁控溅射方法制备了纳米TiO2薄膜和TiO2/SiO2复合薄膜。采用XRD、AFM、UV-Vis、液滴形状测试仪等手段系统研究了制备条件如溅射气氛、溅射时间等对纳米TiO2薄膜和TiO2/SiO2复合薄膜晶体结构、表面形貌、光学性能、亲水性能等方面的影响,以及SiO2掺杂量对这些性能的影响。主要研究内容和结果如下:   1.射频磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的性能研究   室温下制备纳米Tio2薄膜呈无定型,500℃条件下热处理1h后出现锐钛矿相,升高热处理温度未出现金红石相,溅射气氛中适当的氧气有利于薄膜晶胞沿着c方向生长。热处理前TiO2颗粒较大,热处理后颗粒变小,薄膜更加致密,随着氧气含量的增加,薄膜颗粒变小,边界模糊,表面粗糙度变小。TiO2薄膜在可见光范围有很好的透光度,在紫外光区域有明显的吸收,热处理之后吸收限未有明显变化,随着氧气含量增加,薄膜对紫外波段光波吸收强度变弱,且薄膜的光波吸收限λg向短波方向移动,即吸收波长呈现出明显的“蓝移”。制备出的TiO2薄膜在自然条件下不具有超亲水性。随着溅射气氛的改变,接触角的变化不大,热处理之后接触角较热处理前有所减小。   2.射频磁控溅射制备TiO2/SiO2复合薄膜的性能研究   溅射功率200W溅射5h的条件下制得的TiO2/SiO2复合薄膜表面形貌较好,颗粒形状比较规则,边界清晰,粒径尺寸均一,在称底上分布很均匀致密。热处理和适当的SiO2含量能改善薄膜表面形貌。同时,证实了适量引入SiO2后,减小了TiO2薄膜的晶粒尺寸,提高了TiO2薄膜的成膜质量,使薄膜的比表面积增加。SiO2的加入抑制了TiO2晶相的形成。   TiO2/SiO2复合薄膜对紫外波段光波吸收强度与镀膜时间成正比,与氧气含量成反比。随着氧气含量的降低,薄膜的光波吸收限λg向长波方向移动,即吸收波长呈现出明显的“红移”。随着Si、Ti摩尔比的增加,薄膜的光波吸收限λg向短波方向移动,即吸收波长呈现出明显的“蓝移”。   溅射功率为200W溅射5h的条件下制得的TiO2/SiO2复合薄膜具有自然超亲水性,随着溅射气氛中氧气含量的减少,热处理前薄膜的接触角减小,随着靶材中SiO2含量的增加,薄膜的接触角越来越小,,硅钛比为1/2、1/1时,热处理之后的薄膜液滴在其表面完全浸润。薄膜表面粗糙度、热处理以及在薄膜的界面上形成的Si-O-Ti键等因素影响薄膜的亲水性能。
其他文献
渗氮处理可显著提高钢铁材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度等,因此在工业上有着广泛的应用。渗氮层通常由化合物层和扩散层组成,由ε-Fe23N和γ′-Fe4N组成的化合
TC4钛合金广泛应用于航空航天领域,常以退火状态作为最终使用状态,然而钛合金由于弹性模量低,钛合金结构件初始应力复杂,在退火过程中产生较大变形。为控制TC4钛合金在热处理
本文研究了三种铁素体不锈钢410S(0Cr13)、430(1Cr17)和409L(00Cr12Ti)热轧态的组织、性能及其影响。主要采用特殊腐蚀剂、显微硬度、扫描电镜、能谱分析、比热曲线、透射电镜、电
磷石膏是化工厂生产磷酸时的副产品,主要成分为二水硫酸钙,呈酸性,含有如磷酸、氟等有害物质,且放射性超标,在建材领域的应用受到限制。同时,随着国家墙改政策的实施,粘土砖的生产使
我们都知道,作文要得高分不易,但一不小心得低分的概率还是很高的.一位同学就作文而言,超水平发挥、正常发挥或失常发挥,分差往往有几十分之多.一分之差,一位同学在省内的排
小小的三角尺是三角形的杰出代表,对学生在几何学方面的学习,可谓立下了汗马功劳,这不仅仅体现在作图功能方面,更重要的是在解题背景方面.而三角形是含有几何元素最少的平面
目前,克雷伯杆菌发酵法生产1,3-丙二醇(简称1,3-PD)成为人们研究的热点,其中,提高发酵的产物浓度、相对于甘油的转化率及生产强度等是发酵工艺改进的目标。本文研究了生物酶法生产1,3
压电陶瓷/聚合物复合材料由于兼具了聚合物的柔韧性、易加工性和压电陶瓷的高介电和高压电性而受到越来越多的关注。本文在查阅大量国内外文献并分析压电复合材料研究现状的
随着经济发展,基础设施建设不断深入,湖底江底隧道以及地下工程取得了巨大的进步。中国隧道总里程已居世界第一。但是,渗漏问题却始终难以得到圆满的解决,几乎所有的隧道都存在一
钨具有高熔点、高导热、低溅射产额和低氚滞留性能,是核聚变堆最有希望的面对等离子体第一壁材料。钨的缺点是密度大、难加工,因而在碳素材料表面涂覆钨涂层受到国际广泛重视