溶膠—凝膠納米TiO-,2-多孔薄膜的結(jié)構(gòu)有序化研究.pdf

1、納米TiO2具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)及化學(xué)性能，是一種重要的直接帶隙、寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料。近年來(lái)，TiO2納米晶多孔薄膜作為一類重要的納米結(jié)構(gòu)材料，其光電化學(xué)性質(zhì)及功能特性的研究受到人們廣泛關(guān)注。這些薄膜具有高度多孔性、大比表面，易于用有機(jī)功能分子或半導(dǎo)體超微粒進(jìn)行表面修飾，在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換、光電子器件及光催化等方面具有潛在的應(yīng)用前景。目前，人們能夠通過(guò)多種手段制備TiO2多孔薄膜。溶膠-凝膠法同其它方法相比具有工藝簡(jiǎn)便，設(shè)備要求低，適于大

2、面積制備，化學(xué)劑量易控等優(yōu)點(diǎn)。在溶膠中加入有機(jī)表面活性劑(如CTAB、PEG等)，利用分相機(jī)制，是獲得TiO2有序多孔結(jié)構(gòu)的一種新型方法。另外，采用硬模板制備具有反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的TiO2多孔薄膜和TiO2納米管也是其結(jié)構(gòu)有序化的有效手段。本文采用Ti(OBu)4作鈦源，引入陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，通過(guò)調(diào)節(jié)CTAB濃度等促進(jìn)分相，合成了孔徑大小在30nm～400nm范圍內(nèi)可調(diào)的TiO2多孔薄膜，烷烴的引入可以有效地增大

3、薄膜的比表面積，最大值可達(dá)91.05m2/g。 ㈠以Ti(OBu)4為原料、采用新型溶劑體系(正庚醇/乙醇混和溶劑)，加入聚乙二醇(PEG)實(shí)現(xiàn)分相，制備出有序度高的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)納米晶TiO2薄膜。以PEG(2000)和PEG(4000)作混合模板劑獲得了孔密度高、有序度好的TiO2多孔薄膜，其比表面積達(dá)到88.37m2/g。 ㈡以SiO2微球膠晶陣列為模板，制備具有反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的TiO2多孔薄膜。實(shí)驗(yàn)中采用超聲輔助的堿液腐