TiO2光催化薄膜的制备及应用
纳米二氧化钛制备及改性方法的研究进展
引言工业的飞速发展深刻变革着人们的生活与生产方式。
但其发展过程中的排放问题造成了巨大的环境污染。
因此，有效、安全、能耗低的光催化技术也成为当今的研发热点之一。
纳米二氧化钛是当前光催化技术常用的一种半导体材料。
其具有生物无毒性、高催化活性、成本较低等诸多优点。
但其结构上有一定的缺陷，例如：其禁带宽度为3.2eV、其电子空穴易复合等，这些使得其光催化性能降低。
因此，对二氧化钛进行改性以期改善其处理污水的效果是当今的热点话题之一。
一、二氧化钛光催化原理TiO2的光催化原理如图1所示。
其价带上的电子在吸收足够能量后，跃迁至导带，形成光生电子。
同时，价带上形成空穴，生成空穴——电子对。
空穴与光生电子对在电场的作用下发生分离，一同迁移到TiO2粒子的表面。
其中，空穴可以引发氧化反应，光生电子具有还原性，二者共同作用进而降解污染物。
图 1 二氧化钛光催化原理示意图但TiO2禁带宽度较宽，难以响应可见光；且电子与空穴自身复合率就较高。
以上原因都导致纳米TiO2的催化活性和催化效率较低，难以运用到光催化领域中。
二、纳米二氧化钛的制备1.微波水热法微波有助于加快化学反应，可用微波水热法制备纳米TiO2。
胡能等采用水热法制备了具有光催化活性的纳米TiO2。
继而对其结构、光学吸收与相态等方面进行表征分析，最后得出结论：在紫外光条件下，纳米TiO2能迅速降解废水里的染料等有机物，不仅对环境友好，同时具有高效率、稳定性强、节约能源等优点。
2.溶胶—凝胶法溶胶凝胶法是一种使用时间远超于微波水热法的新方法，其使用优点主要在于高混合性，反应物的分子在形成的凝胶中可以充分混合继而达到更加优秀的催化效果。
并且反应条件并不严苛，无须高温，能耗低，且反应大多数处于纳米状态。
但此法前期造价高昂，且反应时间较长，往往在几天或几周不等。
孙鹏飞等用溶胶—凝胶法合成的改性TiO2拥有较好的光催化性能，其中 Fe3+改性催化剂要优于B3+改性TiO2。
超亲水TiO2薄膜合成
超亲水TiO2薄膜简介
• 纳米自清洁功能：经处理的表面具有超亲水性能。该特性 可以使水分完全均匀地在玻璃表面铺展开来，并且完全浸 润表面，并通过水的重力将附着于表面上的污染带走，而 不会形成水珠，粘附灰尘，从而达到自清洁效果，并保持 表面的长期清洁 • 光催化功能：在阳光或紫外光的照射下，自清洁纳米薄膜 材料对有机物会具有强烈的分解作用，而对无机物不会发 生任何作用 • 防雾作用：水分无法在表面形成水珠，用于玻璃表面的防 雾
玻璃清洗 TiO2溶胶制备
超亲水TiO2薄膜合成方法
• 聚乙二醇模板合成法
– 将普通玻璃的普通面朝上放入匀胶机的托盘上，调节一定的转速 ，用滴管在普通玻璃中央“小槽”中滴入2~3滴TiO2溶胶 – 30 s后取出在室温下晾约10 min，放入烘箱中以110℃干燥1h，重 复数次。 – 马弗炉中先以1℃/min的速率升温到110℃保温30min，再以 5℃/min的速率升温到450℃并保持30min – 自然冷却至室温，贮存备用。烧结后得到纳米晶二氧化钛薄膜， 厚度可以由涂覆次数来调整。
超亲水TiO2薄膜的应用
• 自洁玻璃是指普通玻璃在经过通过特殊的物理或化学方法 处理后，使其表面产生独特的物理特性，从而使玻璃不再 通过传统的人工擦洗方法而达到清洁效果的玻璃。
超亲水自洁玻璃
在玻璃制备出超亲水性薄膜。超亲水自洁玻璃又分 为无机纳米硅超亲水自洁玻璃和纳米二氧化钛型 超亲水自洁玻璃
超亲水TiO2薄膜的应用
玻璃清洗 TiO2溶胶制备 匀胶机均匀制膜 干燥
退火
自然降温
超亲水TiO2薄膜合成方法
超亲水TiO2薄膜合成方法
• 防雾效果
超亲水TiO2薄膜作用原理
• 在紫外光照射下TiO2纳米颗 粒表面生成电子空穴对 • 电子与Ti4+反应，空穴则与 表面桥氧离子反应，分别生 成Ti3+和氧空位 • 空气中的水解离，吸附在氧 空位中，成为化学吸附水（ 表面羟基），化学吸附水可 进一步吸附空气中的水分， 形成物理吸附层 • 这样在氧空位周围形成了亲 水微区，而表面剩余区仍保 持疏水性
氮掺杂二氧化钛的制备及性能
氮掺杂二氧化钛的制备及性能氮掺杂二氧化钛的制备及性能一、引言二氧化钛（TiO2）作为一种重要的半导体材料，具有良好的光催化性能和光电化学性能。
然而，纯TiO2的禁带宽度较大，仅能吸收紫外光，限制了其在可见光区域的应用。
因此，通过掺杂改性，尤其是氮掺杂，能有效地提高TiO2的可见光吸收能力，从而扩展其应用领域。
本文将详细讨论氮掺杂二氧化钛的制备方法及其性能。
二、制备方法1. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛是常见的方法之一。
首先将适量的钛酸四丁酯和氨水溶液混合，形成透明溶液。
随后，在搅拌条件下将溶液水热处理，使其形成凝胶。
最后，将凝胶进行干燥和煅烧处理，得到氮掺杂二氧化钛。
2. 气相沉积法：气相沉积法是另一种制备氮掺杂二氧化钛的方法。
该方法需要使用金属有机化合物和氨气作为原料气体。
首先，金属有机化合物和氨气在高温下反应，生成氮掺杂二氧化钛的前驱体。
然后，前驱体在低温条件下进行热解，得到氮掺杂二氧化钛薄膜。
三、性能研究1. 光催化性能：氮掺杂二氧化钛具有优异的光催化性能。
研究表明，在可见光照射下，氮掺杂二氧化钛能够有效分解有机污染物，如甲基橙、罗丹明B等。
由于氮掺杂引入了新的能级，提高了光生载流子的分离效率，从而提高了光催化活性。
2. 光电化学性能：氮掺杂二氧化钛可用于制备高效的光电化学电池。
研究发现，经过氮掺杂的二氧化钛在阳极材料中应用于染料敏化太阳能电池，其光电转换效率明显提高。
氮掺杂引入的能级有利于电子的传输和被捕获，从而增强了光电流的产生。
3. 可见光吸收能力：纯TiO2只能吸收紫外光，因此其在可见光区域的利用率较低。
通过氮掺杂，TiO2的禁带宽度缩小，能够吸收可见光，从而提高了材料在可见光区域的利用效率。
四、应用展望氮掺杂二氧化钛具有广泛的应用前景。
一方面，其在环境领域中可以应用于水处理、空气净化等方面；另一方面，其在能源领域中可以用于制备高效光电化学电池、染料敏化太阳能电池等。
直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应
直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应1简介二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用于太阳能电池、光催化和水处理等领域的半导体材料。
为了提高其性能，制备高质量的TiO2薄膜是重要的研究方向之一。
直流反应磁控溅射法（DC Reactive Magnetron Sputtering）是一种制备高质量TiO2薄膜的有效方法。
本文将重点介绍二氧化钛薄膜使用该方法制备后的光响应性能。
2直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜直流反应磁控溅射法是一种常见的化学气相沉积方法，能够生长具有高结晶度、低缺陷密度和优异光学性能的TiO2薄膜。
其制备过程中，较稳定的Ti目标与氧气混合气体在反应腔室内相互作用，形成一层致密的TiO2薄膜。
通常，在300至400°C的温度下进行制备。
通过改变反应气氛中的含氧量和反应温度等条件，可以控制TiO2薄膜的结构和光学性能。
3二氧化钛薄膜的光响应性能二氧化钛薄膜在光学和光电学领域中具有广泛的应用。
在制备的二氧化钛薄膜中，晶体的晶格常数、晶体结构和晶体缺陷对其光学性能影响显著。
TiO2薄膜中纤锌矿型与金红石型之间的转变会影响其吸收能力和能带结构，因此会进一步影响薄膜的光电性能。
经过实验观察发现，通过直流反应磁控溅射法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
在紫外可见光谱和X射线衍射图样分析中，可以明显观察到样品具有非常强的吸收能力，证明了制备出的薄膜具有良好的电导性和阳极化单元。
4结论综上所述，直流反应磁控溅射法是制备Titanium dioxide（TiO2）薄膜的一种有效方法。
经过该方法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
未来的研究可以针对制备方法进行深入研究，以进一步提升TiO2薄膜的性能。
纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究
粉体 呈锐钛 矿相 ， ８ ０ 经 ０ ℃退 火得到 了锐钛矿 相 与金 红石相 的 混合 晶相 ， ９ ０ 经 ０ ℃退 火 完全 转化 为金 红石 相 。薄
膜表 面粒子 分布 均 ＞， 面平均粗糙 度 为 １５ ｎ 该薄膜 具有 较 高的光 催化 活性 ， 直接 用 于光催 化 降解 有机 －表 － ｊ ．４ｍ， 可
ｔ ｒ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｎ ｔ ｓ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｇ ｆ ｏ ３ ０ ｔ ０ ℃ ．ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｘ ｄ ｐ ａ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏ ｎ ｔ ｓ ｕ ｅ ｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｎ ａ ａ ａ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａ ｉ ｒ ｍ ０ ℃ ｏ ７ ０ ｎ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｍｉ ｅ ｈ ｓ ｔｕ ｔ ｒ ｆａ ａ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｔｌ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ ０ ￣ ， ｎ ｔｔ ｒ ｓ ｉ ｔ ｉｇ ｅ ｒ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｗｈ ｎ ａ ｎ ａｉ ｇ ａ Ｏ ￣ Ｔｈ ａ ｔｃｅ ｉ— ｎ ｕ ｉ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ８ ０ Ｃ ａ ｄ ｉ ｕ ｎ ｎ ｏ ａ ｓｎ ｌ ｕ ｉ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｌ ｔ９ ＯＣ． ｅ ｐ ｒｉｌ ｓ ｄ ｓ ｅ ｎ ｌ ｎ ｔ ｉｕ ｅ ｏ ｈ ｉ ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｎ ｈ ｖ ｒ ｇ ｕ ｆｃ ｏ ｇ ｎ ｓ ｓ １ ５ ｎ ￣ Ｔｈ ０２ ｔ ｉ ｉ ｈ ｓ ａ ｒｂ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｍ ｕ ｆ ｃ ｒ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓ ｉ ． ４ ｎ ｌ ｅ Ｔｉ ｈ ｎ ｆ ｍ ａ ｌ ｖ ｒ ｏ ｄ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ Ｉ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｎ ｉｌ ｓ ｓ ｃ ｓ ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｉ ｏ ｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｅ ｙ ｇ ｏ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｓｓ ｔｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｍａ ｙ ｆ ｄ ， ｕ ｈ ａ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃｄ ｇ ａ ａ ｉ ｆ ｇ ｎｃ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ， ｎ ． ｅ ｎ ｅ ｏ ｏ
tio2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用
TIO2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用引言随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，染料敏化太阳能电池（D SS Cs）作为一种颇具潜力的太阳能转换技术受到了广泛关注。
而光阳极作为D SS Cs中的关键组成部分之一，对电池性能发挥着重要影响。
本文将重点介绍TI O2光阳极的制备方法及其在DS SC s中的应用。
TIO2光阳极的制备方法溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过控制溶胶的成分和制备条件，可以得到具有较大比表面积和优良孔结构的T I O2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸四丁酯（TB OT）加入有机溶剂中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加入一定量的醋酸，调节溶胶的p H值。
3.继续搅拌数小时，使得溶胶中的成分充分溶解和混合。
4.然后，将溶胶进行热处理，通常采用烘箱干燥或水热法。
5.最后，经过退火处理，得到结晶完备、高质量的T IO2膜。
水热法水热法是另一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过利用水热条件下的高温和高压环境，促使TI O2的晶体生长，得到晶体尺寸较大的T IO2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸丁酯（T B T）加入水溶液中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加热溶液，使其达到一定温度。
3.继续加热并保持一定压力，使溶液处于水热状态。
4.在一定时间内进行反应，促使TI O2的晶体生长。
5.最后，用冷却水迅速冷却，得到晶体尺寸较大且具有良好结晶性质的T IO2膜。
TIO2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用T I O2光阳极作为D SS C s的关键组成部分，对电池的光吸收、电子传输和电荷注入等过程起着重要作用。
其在染料敏化太阳能电池中的应用主要体现在以下几个方面：光吸收和光散射T I O2光阳极具有优异的光吸收和光散射特性，可以最大限度地提高光电转换效率。
由于TI O2具有较宽的带隙，可以吸收可见光和紫外光，使得光的利用率更高。
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径自从1972年Fujishima和Honda发现在光电池中TiO2单晶光分解水后，TiO2的光催化性能成为人们的研究热点，TiO2由于具有强氧化性、耐酸碱性好、化学性质稳定、无毒性等优点成为当前最有应用潜力的一种光催化剂。
但由于粉末型TiO2光催化剂存在分离困难、易团聚和不易回收等缺点，所以常常将TiO2光催化剂制成薄膜。
制备TiO2薄膜的方法主要有：化学气相沉积法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法[4、5]和液相沉积法等，其中，以溶胶-凝胶法较常见。
本文对溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的影响因素及改性等方面进行介绍，并对近年来采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜在光催化领域中的应用等进行综述和展望，期望对TiO2光催化材料的研究与开发起到一定的帮助。
2 溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的工艺及优缺点溶胶-凝胶法一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水及不同的酸和络合剂等，经搅拌和陈化制成稳定的溶胶；然后用浸渍提拉、旋转涂层或喷涂等方法将溶胶施于经过清洁处理的载体表面；最后经干燥煅烧，在载体表面形成一层薄膜。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜包括以下步骤：（1）金属盐水解；（2）胶溶；（3）陈化；（4）浸涂；（5）干燥；（6）煅烧。
Sol-Gel 法制备负载型TiO2具有以下优点：1）高度均匀性，对多组分其均匀度可达分子或原子级；2）可降低烧结温度；3）化学计量比较准确，易于掺杂改性；4）工艺简单，易推广。
但是溶胶-凝胶法多采用钛的醇盐为原料，成本较高，而且通过钛酸丁酯的水解和缩聚而形成溶胶的过程中涉及大量的水和有机物，所制备的TiO2薄膜在干燥过程中容易引起龟裂，这都需要进一步研究和改进。
3 影响溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的因素溶胶-凝胶法制膜的关键在于溶胶的配制，为了使衬底上的溶胶膜能迅速水解而得到具有一定厚度的透明薄膜，溶胶的配制应使成膜物质、溶剂、有机交联剂和催化剂之间的比例达到最佳，这样才能制备出高质量的薄膜。
TiO2的结构性能及应用
图3 能带结构
-4-
2.2 TiO2能带结构
◆ TiO2半导体的禁带宽度较大，金红石型TiO2的禁带宽度为3.0ev，锐钛矿 型TiO2的禁带宽度为3.2ev ◆ 半导体的吸收阈值λg与禁带宽度Eg有密切的关系，关系式为： λg(nm)=1240/Eg(ev)
根据公式，锐钛矿对应催化所需入射的最大波长为387nm。
◆ 半导体的禁带宽度越大，则对应产生的光生电子和空穴的氧化还原电极电 势越高。 ◆ TiO2的能带位置与被吸附物质的还原电势，决定了其光催化反应的能力。
-5-
3.1 TiO2光催化性
◆ TiO2是一种n型半导体，其光催化能力可以用能带结构来解释。 ◆当用λ小于或等于387nm的紫 外光照射锐钛矿TiO2时，价带 上的电子（e-）将被击激发迁 跃至导带，并在价带上产生相 应的空穴（h+）形成光生电子空穴对（e-h+）。这些光激发 产生的电子-空穴对有的在短时 间内发生了复合，有的在能量 的作用下分离并迁移到 TiO2表 面的各个位置，与吸附在表面 的物质发生了氧化还原反应。 其反应机理如图4。
TiO2的结构性能及应用
导 师：cc授 主 讲 人： cc
目 录
01
TiO2能带结构
TiO2晶体结构
02 03
TiO2光催化性及超亲水性
TiO2的应用
04
1.1 TiO2晶体结构
◆ 二氧化钛（化学式： TiO2 ）晶型有三种：板钛矿、锐钛矿、金红石
◆ TiO2的晶体结构取决于[TiO6]八面体是如何连接的
◆ 锐钛矿结构是由[TiO6]八面体共顶点组成，而金红石和板钛矿结构则是
由[TiO6] 八面体共顶点且共边组成。
a 共边 b 共顶
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去离子水, 搅拌15min 乙醇，盐酸, 室温老化24h
涂覆溶液
涂布到玻璃基板,空气 中干燥并在马弗炉中在700 ℃ 下退火30 分钟。重复 该过程两次
PT基底
水热前体溶液（ TiCl3 水溶液）
160 °C 3h Materials Research Bulletin, 44(6), 1232-1237.
1 .
研究背景
TiO2光催化薄膜的应用
有机物降解 环境净化 卫生保健
光催化的氧化性对大多数微生 物都有强杀伤力,因此可以考虑 作为杀菌消毒的手段,尤其是用 于生活用水的净化。光催化不 仅仅能杀死普通的细菌和病毒, 它还能使某些癌细胞失活
2 .
制备方法
1 2 3 4 5 6
化学气相沉积法 电化学法 化学氧化法 溅射法
TNAs
2 .
制备方法 水热法
水热法
FE-SEM images of TNAs grown on PT-substrate at an annealing temperature of 700 °C and at a hydrothermal growth temperature of 160 °C and growth time of 3 h. (a) PT-substrate; (b) top view of TNAs; (c) side view of TNAs.
J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18334-18340
Figure 3. SEM images for films prepared in (a) Ar (b) Ar/N2 and (c) Ar/O2. All films annealed in air for 4 h at 400 °C. The scale shown is 0.5 um.
2 .
制备方法 溅射法
磁控溅射法 磁控溅射法
含钛靶量的Ar+ 粒子
高速轰击靶材
产生大批量的靶材原子
在基底上沉积形成二氧化钛薄膜 主要优点： 1.沉积温度低； 2.可在大面积基底上制膜， 对基底材料没有较多限制； 3.薄膜厚度均匀。
基底
主要缺点： 1.溅射速率低； 2.制膜效率不高； 3.需在真空下进行，条 件严格，设备成本高。
2 .
制备方法 化学气相沉积法
常压等离子体增强化学气相沉积法（AP-PECVD）
前驱体：异丙醇钛（ TTIP） -1 Ar 流量：5 L min 电压：6.0kV 频率：50 kHz 衬底：石英玻璃（100） TTIP浓度余辉区：5.4ppm PMMA将其以10wt％溶解在甲苯 中，并以3000rpm旋涂在硅晶片 和石英玻璃基板上60秒。
2 .
制备方法 溅射法
磁控溅射 磁控溅射+ +激光脉冲 脉冲激光
(a) MS
AFM images (on an area of 1 μm × 1 μm.) of the TiO2 films at 5 mTorr
(b) PLD
(c) MS/PLD
(a) AFM-measured roughness of 5 μm × 5 μm TiO2films as a function of argon pressure. (b) Growth rate of TiO2 films at different values of pressure.
TiO2光催化薄膜的制备
P R E P R A T I O N O F T i O
2
P H O T O C A T A L Y T I C
T H I N
F I L M S
汇报人：
时间：
1
Contents
研究背景
制备方法
目 录
2 3
总结展望
1 .
研究背景
TiO2光催化薄膜的特点 TiO2光催化薄膜的微观形貌
2 .
制备方法 电化学法
电沉积法
实验流程图
钛粉(Ti) H 2 O2
NH3
反应机理
溶解
硫酸 溶胶
调pH
电沉积
硫酸氧钛
电沉积液
Ti2O5(0H)2
烧结
TiO2薄膜
2 .
制备方法 电化学法
电沉积法
影响因素
不同沉积电压
不同沉积时间
2 .
制备方法 化学氧化法
实验原理 钛金属(Ti)
根据此反应原理，可以在 Ti金属基底上通过双氧水 氧化法原位制备TiO2
TDep<580℃: 无膜形成. 580℃<TDep<630℃: 金红石型 TiO2 薄膜. 790℃ <TDep < 830℃: 金红石型和锐钛矿型 TiO2 的混合物. 优点：此方法可以控制薄膜的截面组织和表面 形貌以及沉积的物相组成。
2 .
制备方法 电化学法
电化学法：通过外加电流，使得电介质在导电基体上均匀沉积一 层二氧化钛，从而制备得二氧化钛薄膜的方法。
Scientific reports, 2017, 7(1): 2503
2 .
制备方法 溅射法
掺杂、复合 Cr–TiO2 石英和本征硅 衬底上的 TiO2 薄膜
American Journal of Analytical Chemistry, 2014, 5(08): 473
Nb–TiO2 用 Ti-Nb 合 金 靶 溅 射 工艺 制 备 高 质 量透 明 导 电 Nb 掺 杂 TiO 2薄膜
Materials Letters 228 (2018) 479–481
2 .
制备方法 化学气相沉积法
激光化学气相沉积法（LCVD）
钛前驱体：Ti (dpm)2 (O - i - Pr)2 ( 化 学纯, dpm 为 2,2,6,6- 四甲基庚烷- 3,5二酮, i- Pr 为异丙基) -4 3 -1 Ar 流量：1.0 ×10 -5m 3 · min -1 O2 的流量：5.0×10 m · min 反应压力：665 Pa 沉积时间：15 min 每次坩埚中前驱体的装载量为1.0 g, 沉积过程结束后前驱体的蒸发率 控制 在60%左右。
烘干
过氧化钛固体
结晶TiO2
Materials Chemistry and Physics 77 (2002) 744–750.
2 .
制备方法 溶胶凝胶法
影响因素
pH 温度 薄膜厚度 提拉速度 离子掺杂
(a) (b) (c) Fig. 1 AFM images of films calcined at different temperatures; (a) 100 °C, (b) 200 °C, (c) 500 °C, (d) 600 °C. (d)
优点：在透明塑料上形成可以屏蔽 紫外线的TiO2涂层，可以增加透明 塑料的使用范围。
Fig. 3. (a) FTIR spectra of a PMMA film without coating and TiO 2-coated PMMA. The spectrum of silicon wafer was subtracted as a background. The inset images are water contact angles (CA) for the corresponding films. (b) Surface and (c) cross-sectional SEM images of TiO2-coated PMMA. The samples were directly used for the measurements without any further annealing.
溶胶凝胶法
水热法
2 .
制备方法 化学气相沉积法
等离子增强化学气相沉积法（PACVD）
优点：薄膜结合能力强，沉积速率 高于常规的射频方法，在Ar/O2等 离子气体中制备的薄膜在空气中退 火后再紫外区的光子转化效率达到 80%，在Ar/N2中制得的含氮多晶 膜具有可见光响应。 注意：退火过程中氧的出现会影响 薄膜的结晶化。
光催化 活性高 无毒 环保
化学物 理性质 稳定 易于 制备
AFM images of a TiO2, b1 at.% CoT and c2 at.% CoT thin films
二氧化钛薄膜由于具有优异的物理和化学性质, 可广泛地应用有机物 降解、环境净化、卫生保健等领域。
1 .
研究背景
TiO2光催化薄膜的应用
分类：
1.阴极电沉积法 2.阳机电沉积法 3.交流电沉积法 4.电化学氧化法 5.电泳法
2 .
制备方法 电化学法
优势： 1.设备简单 2.操作方便 3.膜层质量易于控制 4.成本较低 5.导电基体的多样性
劣势： 1.必须在导电基体上制膜 2.阳极氧化法的基体—钛及其合 金材料）冶炼困难 ,价格昂贵
30%过氧化氢
溶液体积比1:1混合后， 将钛片浸入氧化液中 钛片置于50mL 高压反应釜 80℃真空干 燥箱
配氢氧化钠溶液备用
24 h
酸洗
薄膜的热处理
2 .
制备方法 化学氧化法
TiO2薄膜光催化剂的活性
降 解 率 （ ） % 时间（h） 图2 薄膜的光催化降解苯酚的稳定性 Wu J M. Low-Temperature Preparation of Titania Nanorods through DirectOxidation of Titanium with Hydrogen Peroxide[J]. Journal of Crystal Growth，2004，269(2-4)：347-355.
2 .
制备方法 溶胶凝胶法
合成过程