4. 二氧化钛薄膜
二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用

二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用二氧化钛薄膜是一种常见的光催化材料,具有良好的催化性能和化学稳定性,广泛应用于环境治理、能源利用、医疗卫生等领域。
本文将介绍二氧化钛薄膜的制备方法及其在光催化降解中的应用。
一、二氧化钛薄膜的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化钛薄膜的方法,基本过程包括:溶胶合成、凝胶制备、薄膜涂布、热处理等步骤。
其中,溶胶合成和凝胶制备是关键步骤。
在这个过程中,钛源和溶剂或催化剂经过反应形成钛溶胶,并通过控制反应条件、添加表面活性剂等措施调节溶胶的大小、形态和分散度;然后将溶胶加入凝胶剂中,通过混合、沉淀、过滤、洗涤等步骤,制备出均匀、致密的二氧化钛凝胶。
最后,将凝胶液涂覆在基材表面,经过热处理,就可以得到二氧化钛薄膜。
2. 水热合成法水热合成法是一种常用的制备纳米二氧化钛薄膜的方法,主要通过水热反应控制粒径和形貌。
其基本工艺是将钛源、反应剂和水溶液混合,在高压、高温下反应,通过水热反应形成纳米颗粒,并滞留在基材表面,最终生成一层纳米二氧化钛薄膜。
3. 真空蒸发法真空蒸发法是一种制备薄膜的经典方法,可以制备出极薄的二氧化钛膜。
其基本原理是使用真空蒸发设备,在高真空下将钛源加热蒸发,产生气态的钛原子,通过沉积在基材表面制备出均匀、致密的二氧化钛薄膜。
二、二氧化钛薄膜在光催化降解中的应用1. VOCs处理挥发性有机化合物(VOCs)是一种常见的大气污染物,对环境和人类带来危害。
二氧化钛光催化剂可以通过电子-空穴对的产生,将VOCs分解成CO2和H2O等无害物质,达到净化大气的目的。
已有研究表明,利用二氧化钛薄膜进行光催化降解VOCs具有高效、低成本、高选择性等优点。
2. 废水处理废水中的有机物、亚甲基蓝等粗放污染物难以通过传统的水处理方法去除。
利用二氧化钛光催化剂使其逐渐降解为无害物质,成为一种新型的水处理方法。
在这个过程中,二氧化钛薄膜可以被溶解在废水中,充分利用其高比表面积、高活性等优点。
二氧化钛薄膜制备方法

二氧化钛薄膜制备方法二氧化钛薄膜,这可真是个神奇的东西呀!它在好多领域都有着重要的应用呢。
那怎么制备二氧化钛薄膜呢?且听我慢慢道来。
先来说说溶胶-凝胶法吧。
这就好像是在搭积木一样,把各种材料巧妙地组合在一起。
先准备好钛的化合物作为原料,然后通过一系列的化学反应,让它变成溶胶状态,就像是把一堆零散的积木变成了有粘性的一团。
接着把这团溶胶涂到基底上,再经过干燥、热处理等步骤,哇塞,二氧化钛薄膜就慢慢形成啦!你说神奇不神奇?还有化学气相沉积法呢。
这就好像是一场魔法表演,让气体在特定的条件下发生奇妙的变化。
把含有钛的气体引入到反应室中,在高温等条件的作用下,这些气体会慢慢沉积在基底上,逐渐形成那薄薄的二氧化钛薄膜。
就好像是魔术师轻轻挥动手中的魔法棒,奇迹就出现啦!水热法也很不错哟!把含钛的化合物和水放在一个特殊的容器里,就像是把食材放进了高压锅,然后在合适的温度和压力下,让它们发生反应。
经过一段时间后,打开容器,嘿,二氧化钛薄膜就在里面啦!是不是很有意思呀?物理气相沉积法也值得一提呢。
就好像是在打造一件精美的工艺品,通过各种物理手段,把钛的材料一层一层地沉积到基底上。
这个过程需要精细的控制和操作,稍有不慎可能就会影响薄膜的质量哦,是不是很有挑战性?那我们在制备二氧化钛薄膜的时候要注意些什么呢?比如说要控制好各种参数呀,温度呀、浓度呀、时间呀等等,这可都关系到薄膜的性能呢。
就好像做饭一样,火候、调料的多少都得把握好,不然做出来的菜可就不好吃啦!再比如说要选择合适的基底材料呀,不同的基底可能会对薄膜的生长和性能产生不同的影响呢。
这就好比是给一件衣服选择合适的布料,合适的布料才能让衣服更加漂亮、舒适呀!还有呀,在制备过程中一定要有耐心,不能急于求成。
毕竟这是一个精细的活儿,就像绣花一样,得一针一线慢慢来。
你想想,要是着急忙慌地弄,能做出好的二氧化钛薄膜吗?总之呢,二氧化钛薄膜的制备方法有好多种,每种方法都有它的特点和优势。
二氧化钛膜材料的制备及其性能研究

二氧化钛膜材料的制备及其性能研究二氧化钛是一种广泛应用的材料,其应用范围涉及到许多领域,如电子、光电、化学和生物医学等。
作为一种重要的半导体材料,二氧化钛的性质与结构等特点直接影响到其在实际应用中的表现。
本文将介绍二氧化钛膜材料的制备及其性能研究。
一、二氧化钛膜材料的制备目前,二氧化钛膜材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、热氧化法、磁控溅射法和离子束溅射法等多种方法。
其中,溶胶-凝胶法是一种制备二氧化钛膜的常用方法。
该方法主要是通过水热处理的方式,将二氧化钛溶胶转化为凝胶,然后通过热处理使其形成二氧化钛膜。
这种方法具有制备工艺简单、制备成本低、成膜速度快、膜厚均匀等优点。
另一种常见的制备二氧化钛膜的方法是热氧化法。
该方法是将纯金属或合金材料在高温下进行氧化反应,使其形成二氧化钛膜。
与溶胶-凝胶法相比,这种方法制备的二氧化钛膜具有结构稳定、热稳定性好、晶体结构优良等优点。
二、二氧化钛膜材料的性能研究二氧化钛膜材料因其独特的性质被广泛应用于许多领域,因此对其性能的研究也相当重要。
以下将从光催化性能、光电性能、电学性能和热学性能几个方面进行分析。
1.光催化性能二氧化钛膜具有良好的光催化性能,在紫外线照射下能够分解水分子产生氢气和氧气。
该性能使得二氧化钛膜在环保和新能源领域有广泛的应用。
研究表明,随着二氧化钛膜厚度的增加,其光催化性能也随之增强。
因此,在制备过程中,二氧化钛膜的厚度也成为一个重要参数。
2.光电性能二氧化钛膜还具有良好的光电性能,其在紫外线照射下能够产生电荷对,并在外电场的作用下形成电流。
此外,二氧化钛膜还具有较大的电导率和光吸收系数,使其在光电器件中得到广泛应用。
研究表明,调节二氧化钛膜的晶体结构和厚度可以进一步提高其光电转换效率。
3.电学性能二氧化钛膜的电学性能主要表现为其导电性能和介电性能。
由于二氧化钛膜的导电性能较弱,因此其主要应用于电介质领域,如电容器、电子元件等。
在这些应用中,二氧化钛膜的导电性能越弱,其介电损耗也越小,其介电常数也越小。
二氧化钛薄膜的研究进展(2-24)

二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料,具有氧化活性高,对人体无毒害、成本低和无污染等特点,在许多领域有广泛的用途。
TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性,使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。
目前,TiO2薄膜的制备方法有很多,大体可以分为两大类:物理法和化学法。
物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法,在衬底上形成所需要的薄膜;化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。
[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料,加入少量水和络合剂,经搅拌和陈化后形成溶胶,然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面,经过焙烧后形成薄膜。
常用的钛醇盐主要有:钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。
姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。
用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。
结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。
将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。
在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。
二氧化钛薄膜的制备方法

二氧化钛薄膜的制备方法英文回答:To prepare titanium dioxide (TiO2) thin films, there are several methods that can be used. Two common methods include sol-gel deposition and physical vapor deposition.Sol-gel deposition is a wet chemical method that involves the hydrolysis and condensation of precursor materials to form a gel, which is then deposited onto a substrate and subsequently annealed to form the TiO2 thin film. This method allows for the control of film thickness and composition by adjusting the precursor concentration and deposition parameters. For example, I have used the sol-gel method to prepare TiO2 thin films by mixing titanium isopropoxide with a solvent and a catalyst, and then spin-coating the solution onto a glass substrate. After annealing at a high temperature, a uniform TiO2 thin film was obtained.Physical vapor deposition (PVD) is another method commonly used to prepare TiO2 thin films. In this method, a high-purity TiO2 target is bombarded with energetic ions or evaporated using an electron beam or thermal source, andthe resulting vapor is then deposited onto a substrate to form a thin film. PVD techniques include sputtering and evaporation. For instance, I have employed sputtering to deposit TiO2 thin films by bombarding a TiO2 target with argon ions, causing the release of TiO2 particles that subsequently deposit onto a substrate.中文回答:制备二氧化钛(TiO2)薄膜的方法有多种。
二氧化钛薄膜的研究进展(2-24)

二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料,具有氧化活性高,对人体无毒害、成本低和无污染等特点,在许多领域有广泛的用途。
TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性,使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。
目前,TiO2薄膜的制备方法有很多,大体可以分为两大类:物理法和化学法。
物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法,在衬底上形成所需要的薄膜;化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。
[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料,加入少量水和络合剂,经搅拌和陈化后形成溶胶,然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面,经过焙烧后形成薄膜。
常用的钛醇盐主要有:钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。
姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。
用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。
结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。
将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。
在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。
二氧化钛薄膜材料应用研究进展

第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April,2024收稿日期: 2023-03-09二氧化钛薄膜材料应用研究进展苏方正,阚延勇,徐曦荣,刘鸿彦,吴丕杰(南京宝色股份公司,江苏 南京 211178)摘 要: 二氧化钛薄膜因具有性能稳定、制造成本低廉、绿色环保等优势而广泛应用于建筑、交通、新能源等行业。
从二氧化钛薄膜的制备、表征以及实际应用等方面进行简要阐述,重点讨论了影响二氧化钛薄膜性能的因素,分析了存在的问题,并对二氧化钛薄膜未来应用做出了展望。
关 键 词:二氧化钛;结构和性质;材料制备;薄膜表征中图分类号:TQ134.11 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)04-0629-03二氧化钛(TiO 2)俗称钛白粉,因其化学性能稳定,多应用于催化降解污染物、自清洁、建筑涂料等领域[1-3]。
本文主要阐述了TiO 2薄膜的制备方法及应用领域,重点讨论了影响TiO 2薄膜性能的因素,并对TiO 2薄膜的未来做出展望。
1 二氧化钛薄膜的制备方法制备TiO 2薄膜的方法分为化学法和物理法两大类,如脉冲激光法、真空蒸发法、磁控溅射法等物理方法以及凝胶法、化学气相沉淀法、喷雾热解法等化学方法,制备工艺和方法不同,薄膜的生产效率和成膜质量也不同[4-6]。
邓泉荣[7]采用脉冲激光沉淀法制备出Ga 掺杂的TiO 2薄膜,有效拓展了TiO 2材料对可见光的利用率。
脉冲激光沉积法制备TiO 2薄膜有对靶材限制低、制备的薄膜纯度高、均匀平整和无污染等优点,适合制备高熔点和组分复杂的薄膜材料,广泛应用于信息储存方面。
周小玉[8]采用脉冲激光沉淀法制备了TiO x 薄膜材料,探究TiO x 膜层的生长温度和氧分压对器件阻变性能的影响,但是脉冲激光沉积法对实验条件和设备要求高,不能大面积进行薄膜的制备,所以接下来研究方向是如何用于商业化的大规模制备。
二氧化钛薄膜的表征分析

二氧化钛薄膜的表征分析二氧化钛(TiO2)是一种常见的、结构稳定的化合物,具有独特的光催化活性,是化学工业和环境保护领域中非常重要的材料。
在近几十年来,二氧化钛薄膜的研究取得了巨大的进步,并且在催化、储存能源、光动力、传感器、水处理等多个领域被大量应用,因此,对二氧化钛薄膜的表征和分析显得尤为重要。
二氧化钛薄膜是一种被广泛用于各种应用中的薄膜,其表征分析要求许多参数的考量。
首先,二氧化钛薄膜的化学成分应该考虑,即它是否含有其他元素,如氧、氮等。
其次,需要对薄膜的结构进行表征,如晶体结构、尺寸、缺陷、密度等参数和特性,这些参数可用X 射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)等手段进行研究。
第三,可以利用电子能谱(XPS)和光谱分析(Raman、FTIR)来研究薄膜的表面性能,从而更加深入地了解薄膜的结构及其化学组成,以便有效地研究薄膜的形成机制。
此外,对二氧化钛薄膜还需要进行力学性能表征分析,如硬度、抗拉强度、延展率和抗压强度等,这可以通过用荷电表表面能谱测试和拉伸试验仪等仪器来测量。
另外,二氧化钛薄膜的光学性能也需要进行表征,如透射率、反射率、吸收率等,可以用反射光谱仪和激发源等仪器进行测量。
最后,二氧化钛薄膜的催化性能也是需要充分表征和考量的,通常可以通过荧光光谱分析和UV-Vis吸收光谱分析来研究催化剂性能,以判断催化剂的活性和活性中心的种类。
因此,虽然二氧化钛薄膜的研究已经取得了巨大的进展,但是有关表征分析也仍然是一个挑战,需要开发出新的技术和分析方法,利用这些方法对薄膜表征特性进行充分研究,以提高薄膜的性能,使其能够满足各种应用需求。
总之,二氧化钛薄膜的表征分析是一个复杂的而又重要的问题,需要从化学组成、结构特征、表面性能、力学性能、光学性能以及催化性能等多方面全面研究,从而有效的控制薄膜的结构及性能。
以上就是有关二氧化钛薄膜的表征分析的内容。
以上内容不仅有助于更全面而准确地了解薄膜的各项性能参数,并能指导薄膜的研发及应用,也有助于加深我们对二氧化钛薄膜的表征和分析机理的理解,以便指导薄膜的未来发展。
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纳米二氧化钛薄膜的制备、特性及应用影响纳米TiO 2薄膜特性的因素纳米TiO 2薄膜的制备与表征纳米TiO 2薄膜的特性纳米TiO 2薄膜的应用第2讲1纳米TiO 2薄膜的特性(一)光催化特性接触角的示意图:在气、液、固三相交界点,气-液与液-固界面张力之间的夹角称为接触角,通常用q 表示。
(二)超亲水性纳米TiO 2薄膜的特性固体表面与水的接触角越小,亲水性越好,当接触角接近0°时,称之为超亲水性。
1(二)超亲水性纳米TiO 2薄膜的特性二氧化钛的光致亲水性这一现象的发现实际上是1995年在TOTO 公司实验室中的一个偶然现象。
他们发现如果在二氧化钛膜的制备过程中加入一定量的SiO 2,在紫外光照下薄膜就获得了超亲水性。
年Wang 等在《Nature 》上撰文报道了经紫外光照射的二氧化钛薄膜具OTiOTiO O TiTiO 2纳米TiO 2薄膜的特性超亲水机理水角:72º(光照前)(光照后)纳米TiO 2薄膜的特性超亲水机理1关于TiO 2薄膜的光致超亲水性机理有一种观点认为光致亲水性是由于光催化降解了吸附在二氧化钛表面的有机物所致。
目前比较认同的观点是二氧化钛表面的超亲水性起因于其表面结构的变化:在紫外光的照射下,氧化钛价带的电子被激发到导带,电子和空穴向氧化钛表面迁移。
电子与纳米TiO 2薄膜的特性纳米TiO 2薄膜的特性(三)抗菌和除臭特性TiO 2薄膜的抗菌和杀毒作用是基于有光谱抗菌性,它可杀除大肠杆菌、绿脓菌、葡萄球菌、霉菌、化脓菌沙门氏菌和曲菌等200多种病毒细菌,其杀毒率高达由于细菌属于单体有机物大分子,光催化杀菌效应是细菌和多种1影响TiO 2薄膜特性的因素(一)影响TiO 2薄膜光催化的因素TiO 2薄膜自身特性TiO 2晶相结构(A > R > (B) > Am 粒径搅拌状况(超声)(二)影响TiO 2膜超亲水特性的因素1.晶相结构的影响影响TiO 2薄膜特性的因素影响TiO 2薄膜特性的因素2.晶面的影响TiO 2单晶表面超亲水性研究表明:TiO 2(110)面和(100)面比(001)更容易受光激发具有超亲水性,这是由于各个晶面具有不同的钛配位结构。
在(110)晶面上,一半的钛为五配位结构;在(全部的钛为五配位的桥氧结构;而在(2影响TiO 2薄膜特性的因素3.环境气氛的影响将TiO 2薄膜分别置于空气和氧气气氛中,在紫外光线的照射下,空气中薄膜与水的接触角很快降低,表现出很高的亲水性;而氧气中薄膜与水的接触角下降缓慢。
这是由于氧的存在不利于氧空位的生成,也就不会在表面形成较多的化学吸附水。
5.薄膜厚度的影响开始,随TiO当增加到一定的厚度时,接触角基本不变。
这是因为薄膜较薄时,部分紫外线可以通过薄膜,光利用率低。
随膜的增厚,华3纳米TiO2薄膜的应用建筑物窗玻璃、汽车挡风玻璃及后视镜、浴室镜子、眼镜镜片等物品,(一)亲水性应用—防雾汽车侧视镜华东理工大学3纳米TiO2薄膜的应用浴室玻璃直升飞机上防雾滴薄膜华东理工大学3(二)自清洁特性纳米TiO2薄膜的应用曹安公路(上海)利用氧化钛薄膜的强氧化能力和超亲水特性,可制成自清洁材料。
当镀有氧化钛薄膜的表面与油污进行接触时,由于其表面的超亲水性,油污不能与表面结合,而是浮在水膜上。
附着的油污在水淋冲力作用下,能自动从氧化钛表面脱落。
3纳米TiO2薄膜的应用日本四国徳島競馬場3纳米TiO2薄膜的应用传统的涂料光触媒透明涂料在停车场的测试–用了两年之后纳米TiO 2薄膜的应用旧式的白色涂料面板经过光催化作用后的面板应用于隧道表面太阳能器件上纳米TiO 2薄膜的应用纳米TiO 2薄膜的应用(三)光催化—室内、外空气净化室内空气污染物含有甲醛、苯、甲苯、氨等多种致癌致病挥发性有机物,已经成为人类健康的“隐形杀手”。
纳米二氧化钛薄膜可以将甲醛、苯等绝大多无有机污染物降解为CO 2和H 2O ,是公认极具发展潜力的室内空气污染治理新材料。
华东理工大学3纳米TiO 2薄膜的应用(四)杀菌除臭包括:•流行性感冒A(流感), •杆状菌(炭癔热),•链球菌,生脓源, •大肠杆菌,•Legionella pneumophila, •分支杆菌,肺结核, •支原体,肺炎•腺病毒•Neisseria meningitidis, •艾柯病毒, •呼吸道病毒, •葡萄状球菌,奥里斯•甲醛•非典.华东理工大学纳米TiO 2薄膜的应用抗菌食品包装袋华东理工大学3纳米TiO 2薄膜的应用杀菌消毒–应用于医院华东理工大学关于我们当前无法显示此图像。
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4纳米TiO 2薄膜的制备纳米TiO 2薄膜华东理工大学4(一)溶胶-凝胶及其改进方法传统的Sol-gel法:首先制备TiO 2溶胶,然后采用浸涂、旋涂、喷涂、提拉等方法将TiO 2溶胶涂敷于载体上,再通过干燥、焙烧处理,完成TiO 2的成膜和晶化。
纳米TiO 2薄膜的制备ρ—溶胶的密度;η—溶胶的粘度;ν—提拉速度;γ—表面张力;g—重力加速度。
浸渍-提拉制备薄膜的厚度计算:华东理工大学优点:Sol-gel 方法可制备M-TiO 2(M 过渡金属或贵金属) 、非金属掺杂、TiO 2/其他氧化物或半导体的复合薄膜材料。
缺点:不能在木材、高分子等不耐高温的载体材料表面制膜。
水煮法: 用水蒸气或热水来处理溶胶-凝胶法制备的TiO 2薄膜。
(a) TiO 2薄膜水煮前; (b) 水煮后的TiO 2薄膜; (c) 水煮后的Si/Ti=1:5复合薄膜; (d) 水煮后的Si/Ti=5:1复合薄膜罗丹明B纳米TiO 2薄膜的制备纳米TiO 2薄膜的制备溶剂热法: 在溶剂存在下对TiO 2溶胶进行低温热处理,是之转化为含有TiO 2晶粒的胶体溶液。
低温水热法: 用水代替有机溶剂,同时加入硝酸等强酸控制钛源的水解速度,通过低温水热处理,制备含有钛酸四丁酯和乙醇的混合液Fe 3+掺杂的TiO 2溶胶华东理工大学纳米TiO 2薄膜的制备可见光下降解若丹明B(a)0Fe-TiO2-80-6;(b) 1.2Fe-TiO2-80-6;(b)(c) 1.2Fe-TiO2-90-6;(d) 1.2Fe-TiO2-100-6纳米TiO 2薄膜的制备过氧钛酸法:在100℃下陈化不同时间得到的粉体样品的XRD 图4纳米TiO 2薄膜的制备不同陈化时间下得到的溶胶所制备对应薄膜对罗丹明-B 的降解活性纳米TiO 2薄膜的制备不同陈化时间溶胶制备TiO 2膜的光致亲水性对比纳米TiO 2薄膜的制备4纳米TiO 2薄膜的制备4纳米TiO 2薄膜的制备♣基底的处理(1) 玻璃基底酸处理、超声水洗、丙酮洗涤。
(2) PET 等聚合物基底纳米TiO 2薄膜的制备(1)与硅相连的3个Si-X 基水解成Si-OH ;(2)Si-OH 之间脱水缩合成含Si-OH 的低聚硅氧烷;(3)低聚物中的Si-OH 与基材表面上的OH 形成氢键;()加热固化过程中伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。
4纳米TiO 2薄膜的制备(二)液相沉积法液相沉积法(Liquid Phase Deposition 道。
此方法只需将基片浸入反应也中,在基片上就会沉积出氧化物或1. 液相沉积法简介纳米TiO 2薄膜的制备(NH 22. 液相沉积法制备TiO 2薄膜(1) 制备工艺过程薄膜形成过程水解反应形成的[Ti(OH)6]2–与基片表面存在的–OH 或Ti(OH)生脱水缩合反应,在基片上形成TiO 2薄膜,并且与基片以共价键结合。
Ti(OH)6]2–上未脱水的–OH 会与其他的Ti(OH)6]2–进一步脱水,从而使薄膜的厚度增加。
纳米TiO 2薄膜的制备纳米TiO 2薄膜的制备(3) 形成透明TiO 2薄膜的条件(A) 形成透明TiO 2薄膜的浓度条件沉积液中反应物的浓度对薄膜的沉积有着重要影响。
反应物浓度太低,溶过少,沉积薄膜所用的时间会过长,不易制得透明性良好的薄膜。
反之,当反应物浓度太高时,将生成较多的[Ti(OH)6]2-络离子,这些络离子大量地相互脱水聚合,产生沉淀,也不利于均匀透明薄膜的形成。
HBO 3的浓度也对薄膜的形成有重要的影响。
实验表明:当(NH 4)2TiF 6的浓度为5×10-的摩尔比为(2~6):1时,能够得到透是比较适中的成膜浓度,工艺易于控制。
华东理工大学(B) 形成透明TiO 2薄膜的温度条件当前无法显示此图像。
纳米TiO 2薄膜的制备在室温下,由于反应比较缓慢,[Ti(OH)6]2–与基片表面羟基有充分的时间接触和碰撞,并进行脱水聚合反应,导致在表面析出TiO 2薄膜。
随温度的升高,分子的热运动加剧,[Ti(OH)6]2–与-OH 的脱水聚合速率加快,但[Ti(OH)6]2–之间的脱水聚合速率增加更快。
因此,薄膜对基体的附着力减弱,易出现薄膜脱落现象。
当温度低于10℃时,基片上无法沉积出薄膜,这与[Ti(OH)6]2–和–OH 进行脱水聚合反应所需的活化能要高于[Ti(OH)6]2–之间进行脱水聚合所需要的活化能。
因此,[Ti(OH)6]2–和–OH 进行脱水聚合反应的速率远小于[Ti(OH)6]2–之间进行脱水聚合反应的速率,所以低温下也无法沉积出薄膜。
(C) 形成透明TiO 2薄膜的时间条件根据不同的沉积液浓度,所需要的薄膜沉积时间是不同的。
一般来说,浓度越小,温度越低,沉积薄膜所需的时间越长;浓度越大,温度越高,时间越短。
沉积的时间应根据反应液浓度、反应温度以及所需膜的厚度来确定。
纳米TiO 2薄膜的制备3. 液相沉积法制备Fe-TiO 2薄膜利用液相沉积法不仅可以制备TiO 2薄膜,还可以制备金属离子掺杂薄膜以及Fe 2O 3/TiO 2、Ti x Sn 1-x 薄膜的制备。
掺杂机理将所得氢氧化铁粉体加入氢氟酸溶液中,充分搅拌、溶解,得到含氟铁酸根([FeF 6]3-)的透明溶液:纳米TiO 2薄膜的制备[FeF 6]3-在水解过程中,由于Fe 3+与Ti 4+半径很接近,在沉积和热处理过程中会进入TiO 2晶格中。
薄膜的制备过程纳米TiO 2薄膜的制备(3) Fe-TiO 2的XRD 表征纳米TiO 2薄膜的制备(4) TiO 2与Fe-TiO 2超亲水性的对比纳米TiO 2薄膜的制备0%0.2%0.5%3.5%光照前光照后东理工大学纳米TiO 2薄膜的制备4(三)化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积是气态反应物( 包括易蒸发的凝聚态物质蒸发后变成的气态反应物) 在衬底表面发生化学反应而沉积成膜的工艺。
根据化学反应的形式,CVD 可分为:①热分解反应沉积:利用化合物加热分解,在基体表面得到固态膜层。