常壓化學氣相沉積法二氧化鈦薄膜的制備與摻雜性能研究.pdf

1、論文介紹了TiO<,2>薄膜光催化和親水性的研究背景、自清潔特性和原理,比較了各種TiO<,2>薄膜的制備技術(shù)和方法,并對其光催化和親水性的影響因素進行了總結(jié).提出結(jié)合浮法玻璃在線,以常壓化學氣相沉積法(APCVD)制備N摻雜TiO<,2>薄膜的實驗目標.在實驗室條件下以TiCl<,4>和O<,2>為先驅(qū)體,采用常壓化學氣相沉積法(APCVD)制備得到具有一定光催化性和親水性的TiO<,2>薄膜,并且以N<,2>O作為摻雜劑,對薄膜進行

2、了N的摻雜,在一定程度上提高了薄膜可見光照射下的光催化性和親水性.文章系統(tǒng)研究了基板溫度、載氣流量、O<,2>流量和N摻雜量等工藝參數(shù)對TiO<,2>薄膜微結(jié)構(gòu)、組成和性能的影響.APCVD法在較低的基板溫度下制備出的TiO<,2>薄膜基本上是非晶態(tài)的,光催化效率很低.隨著基板溫度的升高,反應速度增加,結(jié)晶類型由銳鈦礦相逐漸向金紅石相轉(zhuǎn)變,粗糙度增大,親水性逐漸升高,光催化效率在銳鈦礦和金紅石混合晶型時最佳.隨著載氣流量的增加,薄膜的厚

3、度增加,結(jié)晶性能提高,光學帶隙變窄,光催化效率增加,親水性沒有明顯變化.氧氣流量對晶體類型和反應速率沒有直接的影響,隨著氧氣流量的增加,薄膜的光催化性能下降,親水性上升.450℃反應溫度時,薄膜表面會有方塊狀物質(zhì)生成,經(jīng)推斷為Na<,2>O·xTiO<,2>,實驗證明它的存在對薄膜的光催化性能有害,但對親水性沒有影響.摻雜劑N<,2>O的流量對薄膜的結(jié)構(gòu)有很大影響,隨著流量的增大,銳鈦礦相TiO<,2>逐漸向金紅石相轉(zhuǎn)變,金紅石晶體的顆