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.     

电子束蒸镀纳米TiO_2薄膜结构、相组成及亲水性研究

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃和单晶Si〈100〉上制备了纳米TiO2薄膜,研究了衬底温度和退火温度对其结构、相组成和亲水性能的影响。结果表明,衬底温度为40~240℃时,石英玻璃上制备的薄膜为无定型TiO2,单晶Si〈100〉上制备的薄膜为弱结晶性的金红石TiO2,两类薄膜的亲水性均很差。退火温度显著影响薄膜的相组成及亲水性能。石英玻璃上不同衬底温度制备的TiO2薄膜经550,650℃退火后均转变为锐钛矿TiO2,具有很好的亲水性能。单晶Si〈100〉上不同衬底温度制备的TiO2薄膜经550~950℃退火后,均由金红石和锐钛矿TiO2混晶组成,且随退火温度升高,薄膜中锐钛矿TiO2含量逐渐增加;随退火温度升高,衬底温度为40℃时制备的TiO2薄膜的亲水性能逐渐降低,而衬底温度为240℃时制备的TiO2薄膜的亲水性能逐渐增强。     

氮掺杂TiO2薄膜的溶胶凝胶法制备及其光催化性能和亲水性的影响研究

应用溶胶凝胶方法制备了TiO2薄膜,对其在氨气气氛下热处理,通过EDS表征,成功将氮掺入薄膜中,制得了TiO2-xNx(0＜x＜1)薄膜.在制备TiO2薄膜过程中,选用180、400、500℃ 3种不同的干燥温度,在每种干燥温度条件下对薄膜进行氨气气氛下热处理,热处理温度选用400、500、600℃ 3种.为比较薄膜样品对可见光的利用率,将卤灯光源450nm以下的光滤掉,对薄膜进行光催化降解实验,得到TiO2薄膜的光催化效率是随着氮的掺入量的增加而呈现出先增加再减少的趋势.并发现经过500℃干燥,氨气气氛下热处理温度为600℃的条件下制得的薄膜光催化性能最优,薄膜对甲基橙的降解率可达4.3%,此时掺入的N不是以取代O的位置形式存在,且紫外光照射后薄膜的接触角达到0°,表现为超亲水性.     

退火温度对纳米TiO2薄膜结构和亲水性的影响

采用射频磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,研究了不同退火温度对薄膜微观结构和超亲水性的影响.结果表明:退火温度升高,晶粒长大,孔隙率减小;常温制备300 ℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,亲水性差;400 ℃～650 ℃退火的薄膜为锐钛矿结构,表现出超亲水性;800 ℃退火薄膜为金红石结构,亲水性有所下降.     

TiO2薄膜结构的研究

研究了沉积温度和退火温度对TiO2薄膜结构的影响.当沉积温度在110～250℃时,薄膜结构为无定型,350～500℃时为锐钛型,600℃以上是金红石;当退火温度在600℃时,TiO2薄膜为锐钛型;800℃以上是金红石.氧气的加入能够影响薄膜的沉积速率,但不影响薄膜的晶体结构.     

退火温度对ZnO:Al透明导电薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上制备了ZnO∶Al薄膜,在200～600℃下退火.利用XRD、紫外-可见光-近红外分光光度计和电阻测试仪等分析方法研究了不同退火温度对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明,退火温度在300℃以上,薄膜开始结晶,400℃以上,薄膜出现明显结晶,且沿(002)方向择优取向,随着退火温度升高,(002)峰的强度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增加;薄膜在可见光范围内的透过率均＞85%以上,退火温度高的薄膜在可见光范围内的透过率明显提高,光学带隙在3.32～3.54eV,且随着温度的升高而降低;薄膜的电阻率随退火温度的增高而有所降低,但是仍较高,在103俜cm量级.     

锐钛矿型TiO2薄膜的低温制备及性能研究

采用液相沉积法,在低温下制备TiO2薄膜,研究了制备条件对薄膜中TiO2的晶型、薄膜厚度、透光性、亲水性及光催化活性的影响.结果表明,在90℃下制备的TiO2为锐钛矿型,薄膜的厚度与反应温度、沉积时间、HBO3的加入量及反应物浓度有关,所制备的薄膜具有良好的光诱导超亲水特性和光催化活性,在可见光区的透光率＞80%.     

退火温度对Ge/SiO2多层膜的结构和光学性能的影响

采用磁控溅射技术在石英衬底上制备出(Ge/SiO2)15多层膜,并在不同温度下对其进行退火处理。XRD和Raman结果表明:溅射态的薄膜为非晶态,当退火温度为500℃时开始出现明显的结晶衍射峰,随后晶化率明显增大,当600℃后,薄膜的晶化率几乎不变。FESEM和小角度X射线衍射结果表明:溅射态薄膜的层与层之间存在明显的界面,具有良好的周期性,升高退火温度,晶粒尺寸增大,但仍保持周期性结构。薄膜的紫外-可见光吸收光谱表明:随着退火温度的升高,吸收边发生红移,光学带隙从溅射态的1.86eV减小到600℃时的1.59eV。     

退火温度对纳米TiO2薄膜的乙醇气敏特性的影响

采用直流磁控反应溅射法分别在Al2O3陶瓷管和Si(111)基片上制备纳米TiO2薄膜.首先将样品置于马孚炉中,分别在500℃、700℃和1100℃下进行3小时退火处理,然后利用XRD测定各退火条件下TiO2薄膜的晶粒尺寸和晶型,并对样品的气体敏感特性进行测试.实验结果表明:薄膜的结构、晶粒尺寸、晶相和气敏特性随着退火温度的不同而变化,经过500℃×3小时退火后的TiO2薄膜(锐钛矿相)对乙醇蒸汽的灵敏度最高,响应(恢复)时间为2-3s,并具有很好的选择性,其最佳工作温度为280℃左右.最后讨论了薄膜的乙醇气敏机理.     

锐钛矿型二氧化钛薄膜制备及其光催化性能研究

在室温下采用直流磁控反应溅射法制备纳米TiO2薄膜,用XRD、XPS等手段对未退火及不同退火温度处理的薄膜进行了研究,以紫外灯为光源对亚甲基兰进行了光催化降解试验.结果表明:室温制备未退火的薄膜为非晶结构,400～500℃退火的薄膜为锐钛矿相结构.制备的锐钛矿型TiO2薄膜具有一定的光催化性能,在500℃退火2 h且厚度较大的薄膜光催化性能较好.