二氧化鈦薄膜親水性恢復(fù)研究.pdf

1、TiO2是一種n型半導(dǎo)體氧化物，二氧化鈦薄膜具有優(yōu)良的光催化性和光致親水性，在自清潔，抗霧玻璃，污水處理等方面有廣泛的應(yīng)用。新制備的銳鈦礦TiO2薄膜具有超親水性，但是在使用和儲存過程中超親水性會降低甚至完全消失，從而影響二氧化鈦的應(yīng)用。本論文首先對自清潔材料的分類及親水性薄膜的研究進(jìn)展做了概述，然后對TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)、主要性能，光催化和親水性機(jī)理及其影響因素做了詳盡的綜述。用反應(yīng)磁控濺射金屬Ti靶方法在玻璃基片上制備TiO2薄膜，用

2、X射線衍射分析(XRD)對TiO2薄膜的晶態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。嘗試用熱處理、等離子體輻照和紫外光照射三種方法恢復(fù)TiO2薄膜的親水性，結(jié)合X射線光電子能譜(XPS)分析TiO2薄膜親水性失去和恢復(fù)的原因。
　　XRD結(jié)果顯示經(jīng)450℃退火處理2h后的TiO2薄膜呈現(xiàn)完全的銳鈦礦結(jié)構(gòu)，具有15mm的親水直徑。銳鈦礦TiO2薄膜的超親水性消失后，采用在空氣中加熱到400℃并持續(xù)10分鐘的工藝可完全恢復(fù)其親水性。XPS分析表明熱處理后薄膜

3、表面碳污染減少，表面吸附的水分子、羥基發(fā)生解吸，使得氧空位含量增加，從而薄膜的親水性顯著增加。采用O2等離子體輻照恢復(fù)銳鈦礦TiO2薄膜，薄膜親水性的恢復(fù)程度會隨O2等離子體輻照功率的增大而減小，低能O2等離子體輻照后，TiO2薄膜表面被氧化同時表面碳的含量有較大的減少，同時射頻氧等離子體中大量的中性氧原子直接化學(xué)吸附在薄膜表面五配位的鈦原子上，提高薄膜的親水性。采用256nm的紫外光照射TiO2薄膜，同樣可以恢復(fù)薄膜的親水性，隨著紫外