多孔氧化鈦薄膜的制備與結(jié)構(gòu)及氧敏性能的研究.pdf

1、該課題采用溶膠—凝膠工藝，以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，以二乙醇胺和乙酰丙酮為絡(luò)合劑，分別選用聚乙二醇(PEG)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑，配制溶膠，制備出有序的多孔氧敏薄膜。探討了模板劑的成孔機理，并對實驗中各工藝參數(shù)對薄膜多孔結(jié)構(gòu)的影響進行了分析。 PEG分子通過氫鍵和橋氧鏈結(jié)合，CTAB分子通過界面間的電荷匹配原則與鈦溶膠粒子作用，組裝成有序結(jié)構(gòu)，燒結(jié)時模板劑揮發(fā)在薄膜表面留下孔洞。TiO2多孔薄膜孔徑大小、密度和分

2、布與PEG的添加量和分子量有關(guān)。低分子量下制備的薄膜孔徑小且孔密度高，分子量增大則孔徑增大但孔密度降低；對于同分子量的PEG，孔徑隨PEG添加量的增加而增大，但孔密度隨PEG添加量在某一個適當值時達到最大。薄膜孔徑和密度還受溶膠濃度，絡(luò)合劑用量，水鈦比的影響，此外鍍膜工藝和熱處理制度也是影響薄膜表面多孔結(jié)構(gòu)的一個關(guān)鍵因素。 以CTAB為模板劑，二乙醇胺為絡(luò)合劑時，隨CTAB加入量增加出現(xiàn)大小孔洞的表面結(jié)構(gòu)，用量再增加，則出現(xiàn)薄膜

3、碎裂現(xiàn)象。乙酰丙酮為絡(luò)合劑時，隨CTAB加入量增加，薄膜表面孔徑和裂紋都呈減小趨勢，但孔密度先增加后又減小。 該文還研究了薄膜的多孔結(jié)構(gòu)與氧敏性能的關(guān)系，TiO2多孔薄膜工作溫度在700℃及以上，靈敏度比無孔薄膜的高，并且隨孔的數(shù)量和孔徑增大，靈敏度逐漸增大，800℃可以達到三個數(shù)量級，響應時間逐漸減小，800℃下僅為0.12s。 該文也研究了W6+摻雜和Pd表面修飾對多孔薄膜氧敏性的影響，實驗表明比摻雜、修飾前工作溫度