首页> 中文学位 >磁控溅射非晶态TiO-Ag(Mo)薄膜的光催化性能研究
【6h】

磁控溅射非晶态TiO-Ag(Mo)薄膜的光催化性能研究

代理获取

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1国内外研究历程及现状

1.2纳米TiO2相关基础理论

1.2.1 TiO2的晶体结构及基本特性

1.2.2纳米TiO2光催化反应原理

1.2.3 TiO2光催化效率的影响因素

1.2.4 TiO2光催化剂的改性方法

1.3常用的薄膜制备工艺

1.3.1溅射沉积

1.3.2化学气相沉积

1.3.3液相沉积法[25]

1.3.4溶胶-凝胶法

1.4 TiO2光催化薄膜的应用

1.4.1在环境卫生方面的应用

1.4.2在建材方面的应用

1.5目前存在的问题

1.6本课题研究的目的及意义

2溅射镀膜原理

2.1溅射机理及特点

2.2基本溅射类型

2.2.1直流溅射

2.2.2射频溅射

2.2.3反应溅射

2.2.4磁控溅射

3实验

3.1实验设备及材料

3.2薄膜的制备

3.3薄膜的性能测试

4 TiO2-Ag薄膜的光催化性能和结构研究

4.1工艺参数对TiO2-Ag薄膜光催化性能的影响

4.1.1 Ag掺杂方式对TiO2-Ag薄膜光催化性能的影响

4.1.2 Ag的掺杂量对TiO2-Ag薄膜光催化性能的影响

4.1.3氧流量对TiO2-Ag薄膜光催化性能的影响

4.1.4其它工艺参数的影响

4.2薄膜厚度对指示剂光催化性能的影响

4.3光照时间对指示剂光催化效率的影响

4.4 TiO2-Ag薄膜的结构分析

4.4.1 TiO2-Ag薄膜的XRD分析

4.4.2 TiO2-Ag薄膜的表面成分分析

4.4.3 TiO2-Ag薄膜的表面形貌分析

4.4.4 TiO2-Ag薄膜的电子结构分析

4.5 TiO2-Ag薄膜的光催化效果分析

4.6本章小节

5 TiO2-Mo薄膜的制备及分析

5.1工艺参数对TiO2-Mo薄膜的光催化性能分析

5.1.1 TiO2-Mo薄膜的正交实验

5.1.2 Mo的掺杂量对TiO2-Mo薄膜光催化性能的影响

5.1.3氧流量对TiO2-Mo薄膜光催化性能的影响

5.1.4 Mo的掺杂方式对TiO2-Mo薄膜光催化性能的影响

5.1.5直流偏压对TiO2-Mo薄膜光催化性能的影响

5.2 TiO2-Mo薄膜的XRD分析

5.3 TiO2-Mo薄膜的透过率分析

5.4 TiO2-Mo薄膜的光催化效果分析

5.5本章小结

6结论

7后续工作

致谢

参考文献

附录

展开▼

摘要

TiO<,2>,具有较高的稳定性和良好的催化活性,在环境治理方面具有潜在的应用前景,因而引起人们广泛的关注。但由于TiO<,2>禁带宽度大(E=3.2eV)、太阳能利用率低,光生电子和光生空穴复合率高,从而导致量子效率低的问题。因此,许多研究者都把掺杂其它元素和制备复合的二氧化钛半导体薄膜作为提高其光催化性能的有效途径。 目前,TiO<,2>的改性研究多是基于晶态TiO<,2>开展的,鲜有对非晶态TiO<,2>薄膜改性的报道,因为实验证明纯的非晶态TiO<,2>薄膜没有光催化活性<'[1]>。由于晶态TiO<,2>薄膜的制备对温度和衬底的要求较高,增加了成本,不利于大规模工业生产。本研究采用磁控溅射工艺,在室温下制备非晶态TiO<,2>-Ag和TiO<,2>-Mo薄膜,以探索不同种类的元素掺杂非晶态TiO<,2>薄膜的光催化性能。 本研究课题采用磁控溅射技术在室温下制备了非晶态的TiO<,2>-Ag薄膜,研究了Ag的掺杂方式、Ag的掺杂量和氧流量对薄膜光催化性能的影响。试验结果表明:当采用“前期掺杂”方式时,薄膜对亚甲基蓝的脱色率达72%;当Ag的掺杂量(以功率表示)为30W时,薄膜对亚甲基蓝的脱色率达95%;当氧流量为40sccm时,薄膜对亚甲基蓝的脱色率达94%。采用XRD、STS和椭圆偏光测厚仪对薄膜的晶体结构、电子结构和薄膜厚度进行了测试分析。XRD的测试结果表明,薄膜呈非晶态。STS测试得到薄膜的禁带宽度为1.8eV,较窄的禁带宽度是非晶态TiO<,2>-Ag薄膜具有光催化活性的主要原因。对10mg/L 的亚甲基蓝溶液光催化脱色实验表明,随着薄膜厚度的增加,光催化脱色率递增,当厚度达360nm时,薄膜对亚甲基蓝的脱色率在2h达90%以上,当厚度大于360nm时,光催化脱色率不再增加;对2mg/L 罗丹明B溶液光催化脱色实验表明,其脱色率对薄膜厚度的增加不敏感,薄膜对罗丹明B的脱色率在3h内达到88.7%, 本实验还制备了TiO<,2>-Mo薄膜,并分析了制备工艺参数对其光催化活性的影响。此外,XRD的测试结果表明,薄膜呈非晶态。光催化效果分析表明,非晶态的TiO<,2>-Mo薄膜具有了一定的光催化活性,但指示剂的脱色主要是由于TiO<,2>-Mo薄膜的吸附造成的,并通过润湿角的测定解释了吸附的原因。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号