磁控濺射制備改性TiO2薄膜及其光催化還原性能的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化材料TiO2具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、光學(xué)特性明顯、價格低廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于廢水處理、空氣凈化、尾氣處理等領(lǐng)域。由于TiO2只能吸收波長小于387nm的紫外光和較低的量子效率，導(dǎo)致其光催化效率低，嚴重影響了光催化性能。本文通過N摻雜、Fe修飾、Pd修飾等方法，對TiO2進行改性，以使其獲得更優(yōu)異的光催化活性。
　　采用磁控濺射法制備N摻雜TiO2薄膜(TiON)，研究了氮分壓、襯底溫度和濺射氣壓對TiON薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和性能

2、的影響。結(jié)果表明:TiON薄膜為單一銳鈦礦相結(jié)構(gòu);隨氮分壓和濺射氣壓增加，薄膜可見光催化還原性能增強;隨襯底溫度升高，薄膜可見光催化還原性能先增強后減弱;在氮分壓為83.3％、濺射氣壓為0.8Pa、襯底溫度為200℃時，制備出的TiON薄膜具有最優(yōu)的可見光催化還原性能。
　　采用雙靶共濺射工藝制備Fe修飾TiON薄膜，研究了Fe含量和襯底溫度對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和性能的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)e促進銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變;隨Fe含量增加和襯

3、底溫度升高，F(xiàn)e修飾TiON薄膜的可見光催化還原性能增強;在Fe含量為2.1At.％和襯底溫度為350℃時，制備出的Fe修飾TiON薄膜具有最優(yōu)的可見光催化還原性能。采用雙靶共濺射工藝制備Pd修飾TiON薄膜，研究了Pd含量和襯底溫度對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和性能的影響。結(jié)果表明，Pd促進銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變;隨Pd含量增加，Pd修飾TiON薄膜的可見光催化還原性能減弱;隨襯底溫度升高，薄膜的可見光催化還原性能先增強后減弱;在Pd含量為0.4