離子摻雜TiO2基復(fù)合凝膠的相變及其薄膜濕敏特性的研究.pdf

1、本工作采用溶膠-凝膠法分別制備了Sn2+摻雜TiO2、La3+摻雜TiO2-20wt％SnO2和Ce3+摻雜TiO2-20wt%SnO2的氧化鈦復(fù)合凝膠及薄膜,利用X射線衍射儀、差熱-熱重分析儀等測試手段,對TiO2復(fù)合凝膠的相變過程進(jìn)行研究,同時(shí)對金紅石的相對含量和晶粒度進(jìn)行分析,并對TiO2復(fù)合薄膜進(jìn)行了濕敏特性測試,進(jìn)一步探討了離子摻雜的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明,未摻雜的TiO2凝膠,非晶態(tài)在400℃左右開始向銳鈦礦轉(zhuǎn)變,銳鈦礦在5

2、00℃左右開始向金紅石轉(zhuǎn)變。Sn2+摻雜TiO2凝膠、La3+摻雜TiO2-20wt%SnO2凝膠,隨著摻雜離子的增加,凝膠向銳鈦礦的轉(zhuǎn)變溫度、銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變溫度以及SnO2的結(jié)晶溫度均呈現(xiàn)先降低后增加再降低的變化趨勢。Ce3+摻雜TiO2-20wt%SnO2凝膠,隨著摻雜離子增加,凝膠向銳鈦礦的轉(zhuǎn)變溫度卻呈現(xiàn)先增加后降低再增加的變化趨勢,而銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)一直增加的趨勢。Sn2+、La3+、Ce3+摻雜抑制了銳鈦礦和

3、金紅石的生長,且隨摻雜量的增加,晶粒度均逐漸減小。離子摻雜對凝膠向銳鈦礦的轉(zhuǎn)變和銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變具有非常的復(fù)雜的作用。400℃燒結(jié)時(shí),Sn2+、La3+和Ce3+摻雜抑制了凝膠向銳鈦礦的轉(zhuǎn)變;500℃燒結(jié)時(shí),Sn2+摻雜促進(jìn)銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變,La3+摻雜對銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變先抑制再促進(jìn)后抑制的作用,Ce3+的摻雜對銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變起到先促進(jìn)后抑制的作用;600℃燒結(jié)時(shí),Sn2+的摻雜對銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變起到先抑制后促進(jìn)的