連續(xù)快速常壓化學(xué)氣相沉積法制備二氧化鈦與摻雜二氧化鈦薄膜及其性能的研究.pdf

1、本文介紹了TiO<,2>光催化性和親水性的研究背景和原理,比較了各種TiO<,2>薄膜的制備方法,并總結(jié)了其光催化性和親水性的影響因素. 目前,國內(nèi)對在線沉積TiO<,2>薄膜的研究仍處于探索階段.鑒于此,文中采用了自行設(shè)計的實驗裝置用以模擬浮法在線鍍膜工藝過程.在該實驗裝置中,薄膜沉積在以一定速度移動的玻璃基板上,其特點為薄膜沉積時間短、沉積速率快. 本文結(jié)合浮法玻璃生產(chǎn)工藝,提出了以四異丙醇鈦(TTIP)為先驅(qū)體,采

2、用常壓化學(xué)氣相沉積法,在浮法玻璃片上制備具有光催化性和親水性的TiO<,2>薄膜;并以此為基礎(chǔ),通過在前驅(qū)體中加入三氟乙醇(TFE)制備F摻雜TiO<,2>薄膜. 文中通過對薄膜的晶相、厚度和表面形貌等的表征,系統(tǒng)的研究了TiO<,2>薄膜性能與基板溫度、基板移動速度、前驅(qū)體總氣流量和前驅(qū)體TTIP濃度等關(guān)鍵工藝參數(shù)之間的關(guān)系.實驗結(jié)果表明: 薄膜的光催化性能隨薄膜的晶相、厚度和表面形貌的改變而變化.銳鈦礦相的薄膜光催化

3、性能明顯優(yōu)于其它相,結(jié)晶度越高的薄膜光催化性能也越好.薄膜厚度對薄膜的光催化性能有一個最佳值-300 nm.表面粗糙致密的薄膜光催化性能更好. 同樣,薄膜的親水性能也隨薄膜晶相、厚度和表面形貌的改變而變化.銳鈦礦相的薄膜親水性能明顯好于其它相,結(jié)晶度越高的薄膜親水性能也越好.薄膜厚度較大時,厚度對薄膜的親水性能無明顯影響.平整致密的薄膜表面有利于水滴的鋪展,即薄膜的親水性能更好. 制備未摻雜TiO<,2>薄膜的最佳工藝條

4、件為:基板移動速度為1.5 m/min時,基板溫度580℃、反應(yīng)總氣流量26.34 L/min、TTIP濃度1.0﹪;基板速度為6.0 m/min時,最佳總氣流量為26.34 L/rain. 此外,還研究了摻雜氣體(TFE)對TiO<,2>薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響.結(jié)果表明:TFE的引入會抑制薄膜中銳鈦礦相的形成;隨著TFE流量的增加,薄膜的光催化性和親水性能都在TFE流量為5.94L/min時達到最好,且優(yōu)于純的TiO<,2>薄膜