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Black TiOx Films with Photothermal-Assisted Photocatalytic Activity Prepared by Reactive Sputtering

机译：黑色TiOx薄膜具有通过反应溅射制备的光热辅助光催化活性

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摘要

Titanium oxide is widely applied as a photocatalyst. However, its low efficiency and narrow light absorption range are two main disadvantages that severely impede its practical application. In this work, black TiOx films with different chemical compositions were fabricated by tuning target voltage and controlling O2 flow during reactive DC magnetron sputtering. The optimized TiOx films with mixed phases (TiO, Ti2O3, Ti3O5, and TiO2) exhibited fantastic photothermal and photocatalytic activity by combining high light-absorptive Ti2O3 and Ti3O5 phases with the photocatalytic TiO2 phase. The sample prepared with oxygen flow at 5.6 ± 0.2 sccm and target voltage near 400 V exhibited excellent optical absorbance of 89.29% under visible light, which could improve surface temperature to 114 °C under sunlight. This film could degrade Rhodamine-B up to 74% after 150 min of UV irradiation. In a word, this work provides a guideline for fabricating black TiOx films with photothermal-assisted photocatalytic activity by reactive DC magnetron sputtering, which could avoid the usage of hydrogen and is convenient for quantity preparation.
机译：氧化钛广泛应用为光催化剂。然而，其低效率和窄的光吸收范围是两个主要缺点，严重阻碍了其实际应用。在这项工作中，通过调谐目标电压并在反应性DC磁控溅射期间控制具有不同化学组成的黑色TiOx薄膜。通过将高光吸收Ti2O3和Ti3O5相与光催化TiO2相结合，具有混合相（TiO，Ti2O3，Ti3O5和TiO 2）的优化的TiOx膜表现出奇妙的光热和光催化活性。用氧气流量的5.6±0.2SCCM制备的样品和近400V的目标电压在可见光下表现出89.29％的优异光学吸光度，可在阳光下将表面温度提高至114°C。在紫外线照射150分钟后，这部薄膜可以降解罗丹明-B高达74％。总之，这项工作提供了通过反应性DC磁控溅射与光热辅助光催化活性制造黑色TiOx膜的指导，这可以避免氢气的使用，并且可以方便地制备。

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