溶胶——凝胶TiO2制备透明激光全息薄膜的研究

溶胶—凝胶是制备新材料的一种很有用的方法。采用溶胶—凝胶方法在普通透明塑料基底上制备具有纳米结构的TiO2 薄膜 ,用激光微雕模版将全息图案复合在该薄膜上制成透明激光全息薄膜。选择酸性催化TiO2 溶胶 ,在烘道里以 10 0℃左右的温度完成溶胶—凝胶 ,并注意控制其它相关的条件使至获得厚度为 1-2um ,折射率n =1 8的高反射低吸收的介质薄膜。对制得的溶胶—凝胶介质薄膜在模压机上施以 2 - 4kg cm2 的压力和 10 0℃的温度 ,复制出由激光刻制的光删条纹。当有较大角度的入射光进入薄膜时 ,在不影响透明的同时整个薄膜展现完整的全息图象     

溶胶-凝胶TiO2薄膜的激光全息衍射特性

将全息图象以激光刻制的光栅条纹通过膜压的方法复制到溶胶-凝胶TiO2薄膜,在很大的视角范围内得到完整的再现.本文介绍了具有高折射率的溶胶-凝胶材料的选择和薄膜的制备方法;讨论了与再现全息图象有关的薄膜的光学特性.溶胶-凝胶TiO2薄膜的折射率n=1.8～1.9,薄膜厚度1～2 μm,正弦波状光栅,条纹深度大于100 nm对于增加全息图象的衍射效率是有利的.衍射效果随视角增大而加强,视角60°以上最好.     

具有纳米结构的TiO2透明激光全息防伪薄膜

在透明塑料基底上制备具有纳米结构的高折射率TiO2薄膜,代替原来的镀铝薄膜制成的防伪制品大大增加了技术含量,使仿冒变得困难.该薄膜是透明的,同时又清晰显现激光全息图像,具有很强的装饰效果,因此开拓了十分广阔的应用领域.采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)方法制备TiO2薄膜.通过对材料的组分、配比以及薄膜的颗粒、骨架、孔洞等微结构进行调控,形成网状多孔纳米结构来满足各方面的特性需要,包括适应制作透明激光全息薄膜的光学特性.该薄膜材料的孔洞率大于90%,孔径尺寸仅几十纳米,这种结构能够较好再现激光图像.体现全息图像的光栅条纹是用激光微雕的方法预先制好,并复制到金属镍板上,在专用的模压机上将光栅条纹复制到TiO2薄膜上,达到完整再现全息图像.通过研究和实践,我们制作的TiO2薄膜厚度(1～2)μm,透射率为90%以上,折射率n=1.8～1.9;光栅条纹正弦波状,深度为100 nm.这样的透明激光全息薄膜衍射效率达到1.9,在保持薄膜良好透明性的同时能明显地显现出全息图像.衍射效果随视角增大而加强,视角60°以上最好.     

直接氮化法制备纳米晶TiN薄膜

首先采用溶胶-凝胶法在Al2O3基体上制备了TiO2纳米晶薄膜，然后在管式气氛炉中，用氨气作为还原剂，直接氮化制备TiO2纳米晶薄膜；从而成功地的α-Al2O3陶瓷基片上制备了纳米晶TiN薄膜。利用XRD、XPS、FE-SEM等分析技术，研究了制备的纳米晶TiN薄膜的相组成及形貌。结果表明最佳工艺条件为：氮化温度为700℃，氮化时间为1h。     

TiO2纳米颗粒的制备及光催化降解甲醛的研究

本工作系采用溶胶-凝胶法合成TiO2颗粒的平均粒径为20mm，电子衍射环图结果表明TiO2颗粒晶体结构为锐钛矿型，在光催化反应系统中对上述TiO2颗粒制备的薄膜进行了甲醛的光催化降解实验，考察了TiO2颗粒制备的薄膜的层数，溶胶体系pH值，活化温度及活化时间等条件对TiO2薄膜光催化降解甲醛性能的影响。实验结果表明，溶胶-凝胶法的制备工艺条件对TiO2薄膜的光催化不知性有着较大的影响，活化的温度和活化的时间影响最大，其次就是溶胶体系的pH值，当pH=2，活化温度为500℃，活化时间5h，制成的TiO2薄膜光催化降解甲醛的降解率可以达到60%以上。     

TiOSO4水性溶胶制备TiO2薄膜及其亲水性研究

采用TiOSO4水性溶胶制备了TiO2薄膜，通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV—Vis)和薄膜表面接触角对TiO2薄膜进行了表征并进行了亲水性研究．结果表明采用TiOSO4水性溶胶制备的TiO2薄膜具有优异的光照亲水性；在100-500℃之间热处理，温度的升高有利于亲水性的改善．     

溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜及其光学性能的研究

采用溶胶-凝胶法在K9玻璃上制备了均匀、透明、裂纹较少的纳米TiO2薄膜,以无水乙醇用量、涂层数、煅烧温度为影响因素,设计L9(3)4正交试验,以薄膜的透明度、微观致密程度作为评价标准,讨论了无水乙醇用量、涂层数和煅烧温度对制备TiO2薄膜光学性能的影响。用反射式椭圆偏振光谱仪测试最佳制备工艺下制得的TiO2薄膜的椭偏参数,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合。结果表明,薄膜最优制备工艺参数为无水乙醇用量30 m L、涂层数为2层、煅烧温度为550℃;Cauchy模型能较好的描述溶胶-凝胶薄膜在300~700 nm波段的光学性能;薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势且制备的薄膜具有随着膜层数的增加,折射率增加,而最大峰值透光率、孔隙率减小的规律。     

透明全息防伪薄膜光学性质研究

一种透明全息防伪薄膜,在透明的同时反射全息图像.用全息摄影、激光雕刻和电铸手段,以光栅条纹的形式记录和制备金属模版.热压具有蚋米结构的TiO2信息层,再现全息图像.用溶胶-凝胶方法制备信息层,选择合适的前驱体、催化剂、热处理条件使折射率≥1.8.据光学匹配原理设计膜系,信息层/基底层厚度分别为≥0.3 μm和≥10μm.正弦波状光栅,深度0.1 μm.在视角≥60再现的全息图像最清晰.     

具有一定取向的TiO2薄膜的研究与制备

用浸渍法将P25粉末涂敷于溶胶-凝胶法制备的TiO2预制膜上,进行一系列的热处理,制备TiO2薄膜样品.用X射线衍射法对样品进行晶体结构分析,发现用这种方法可以得到具有一定取向的TiO2薄膜.其结晶程度和取向度与浸渍时间和热处理时间相关,在浸渍时间为10h、热处理温度为500℃时,得到沿(101)面方向取向生长的TiO2薄膜.     

Ge掺杂二氧化钛复合薄膜制备及光吸收性能研究

采用磁控溅射和溶胶-凝胶两种方法在石英基体上制备了纯TiO2薄膜,并通过离子注入及溶胶掺杂方法分别对TiO2薄膜进行Ge掺杂改性。利用XRD、XPS及UV-Vis对两种TiO2复合薄膜的晶相结构、原子化学态以及光吸收性能进行了表征。结果表明,磁控溅射法制得TiO2薄膜为锐钛矿相,Ge离子注入引起复合薄膜的锐钛矿相消失,且该相600℃退火后并未得到恢复;经过退火后Ge在磁控溅射TiO2薄膜中以Ge单质存在。溶胶-凝胶法Ge掺杂复合薄膜中存在锐钛矿相TiO2和Ge晶相,Ge在薄膜表面以Ge和GeO2形式存在。两种掺杂方法制得的复合薄膜紫外-可见光吸收边均发生了红移。     

塑料基TiO2电致变色薄膜制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法分别在镀有ITO透明电极的玻璃和塑料基体上制备了TiO2电致变色薄膜,对比研究了不同基体上溶胶的成膜性及薄膜的电致变色性能.结果表明:在相对湿度低于15%的环境中,采用0.4mol/L的溶胶可以通过多次提拉制得表面光洁的较厚透明TiO2薄膜;随热处理温度的升高,薄膜的电色可逆性变好,循环寿命变大,但离子储存能力下降;塑料基TiO2薄膜与相同条件下制备的玻璃基薄膜具有相似的性能,呈现出较弱的阴极电致变色效应和较强的Li 储存能力,有望用作柔性电致变色器件的对电极.     

TiO2薄膜超亲水特性的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜，研究了薄膜厚度、孔隙率、热处理温度、掺杂等因素对滞膜亲水性的影响，结果表明：当TiO2薄膜的厚度小于87.2nm时，随着膜厚的增加，接触角降低。当膜厚大于87.2nm时，接触角基本不变；孔隙率的增加，掺杂SnO2均有利于超亲水性的改善，热处理温度为450～662℃时薄膜亲水性最好。     

溶胶-凝胶法合成纳米TiO2薄膜的研究进展

纳米TiO2薄膜光催化剂与粉末相比,可以重复使用,易回收,具有广泛的应用前景.利用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜具有合成温度低、反应过程易于控制、产品纯度高、易于掺杂、设备工艺简单等优点.综述了利用溶胶-凝胶法合成纳米TiO2薄膜、离子掺杂薄膜、半导体复合薄膜以及光敏化薄膜的研究进展,并提出了今后的研究方向.     

提拉法制备高透光率超亲水性TiO2薄膜及性能分析

采用溶胶-凝胶法结合提拉工艺在载玻片上制备TiO2薄膜,分别以不同温度(200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃)对薄膜进行退火处理2h.用X射线衍射及扫描电镜测试样品的微观结构和表面形貌,用紫外-可见分光光度计和接触角测量仪分别测试薄膜的透射光谱和水接触角.结果表明,所有样品均为透明薄膜,在可见光范围内平均透光率均大于70％;薄膜光学带隙随退火温度升高依次降低;水接触角随退火温度升高依次减少,当退火温度为450℃和500℃时,水接触角分别为2.5°和2°,薄膜表现为超亲水性.     

二钛酸钾纳米薄膜的原位合成及其性能研究

以Ti(n-OC4H9)4和CH3COOK为前驱体,采用溶胶-凝胶法在较低温度下原位合成了高光催化活性的K2Ti2O5纳米薄膜;采用TG-DSC,XRD,Raman光谱和AFM研究了K2Ti2O5薄膜的晶体生长过程;采用电化学方法测量了薄膜的光电响应.结果表明:原料在约259℃发生反应,在低于414℃的固态反应阶段生成K2Ti2O5晶核,在414℃～600℃的结晶阶段制得K2Ti2O5纳米薄膜,薄膜的颗粒表面非常平整,薄膜的晶粒是沿着一个晶面取向生长;薄膜均匀、致密、透明;在空气中紫外光照时,K2Ti2O5薄膜能很有效的降解OTS(C18H37SiCl3)单分子膜(SAMs),光催化活性比溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜高,光激发和光电响应能力也比TiO2薄膜强.     

热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。     

Sol-gel旋涂法制备纳米TiO2薄膜及其双亲性能研究

采用溶胶-凝胶法,利用旋涂技术在玻璃表面制备了膜厚小于100nm的纳米TiO2薄膜,以去离子水和苯作为水和油模型,利用XRD、AFM系统研究了煅烧温度、粒径及膜厚对薄膜双亲性的影响.结果表明:煅烧温度强烈影响TiO2薄膜的双亲性,煅烧温度为550℃时双亲性最佳;减小粒径和增加膜厚都有利于TiO2薄膜双亲性的提高,当膜厚大于85nm后双亲性趋于稳定.     

热处理对溶胶-凝胶TiO2薄膜的晶相转变和性能影响

以钛酸丁酯（TPOT）为有机醇盐前驱体，采用溶胶－凝胶技术制备了TiO2溶胶。为测量方便起见，分别制备了凝胶粉体和薄膜，并对样品进行了不同温度的热处理。X射线衍射（XRD）、椭偏仪和紫外－可见光谱（UV－vis)的测量表明：随热处理温度的升高，TiO2的结构由非晶到锐钛矿再到金红石相转变，400℃为锐钛矿相，600℃开始出现金红石相，800℃完全转变为金红石相；晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大，锐钛矿结构的晶粒尺寸范围是2.5-5.5nm，金红石结构的晶粒尺寸范围是5.9-6.8nm；TiO2薄膜的折射率随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度的升高而增大，同时薄膜厚度降低；禁带宽度随热处理温度升高而变窄，锐钛矿结构的禁带宽度为3.45eV，而金红石结构的禁带宽度为3.30eV。     

纳米TiO2薄膜的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备了TiO2溶胶,并用浸渍提拉法在陶瓷基体上负载了TiO2薄膜.探讨了前躯体浓度和热处理方式对TiO2薄膜性能的影响.此外,通过XRD表征,检测了TiO2的晶体结构.结果表明:500℃下煅烧的TiO2薄膜为锐钛型结构;随着前驱体浓度的增大,薄膜的亲水性能变化不大,光降解性能逐渐提高;陶瓷片每负载一层TiO2薄膜后煅烧一次,薄膜的附着力提高.     

聚苯胺/金属氧化物复合导电薄膜的性能

采用溶胶－凝胶法制备出聚苯胺／金属氧化物复合导电薄膜，通过添加TiO2,Ai2O3等金属氧化物粒子可改善导电薄膜材料的电导率和热稳定性，对于不加入金属氧化物粒子的薄膜材料热处理温度在80℃以上将使其导电性降低，而对于加入TiO20.15g的试样其80℃热处理后的电导率则上升至1000S／m.