連續(xù)快速常壓化學氣相沉積法制備二氧化鈦與摻雜二氧化鈦薄膜及其性能的研究.pdf

1、本文介紹了TiO<,2>光催化性和親水性的研究背景和原理,比較了各種TiO<,2>薄膜的制備方法,并總結了其光催化性和親水性的影響因素. 目前,國內對在線沉積TiO<,2>薄膜的研究仍處于探索階段.鑒于此,文中采用了自行設計的實驗裝置用以模擬浮法在線鍍膜工藝過程.在該實驗裝置中,薄膜沉積在以一定速度移動的玻璃基板上,其特點為薄膜沉積時間短、沉積速率快. 本文結合浮法玻璃生產工藝,提出了以四異丙醇鈦(TTIP)為先驅體,采

2、用常壓化學氣相沉積法,在浮法玻璃片上制備具有光催化性和親水性的TiO<,2>薄膜;并以此為基礎,通過在前驅體中加入三氟乙醇(TFE)制備F摻雜TiO<,2>薄膜. 文中通過對薄膜的晶相、厚度和表面形貌等的表征,系統(tǒng)的研究了TiO<,2>薄膜性能與基板溫度、基板移動速度、前驅體總氣流量和前驅體TTIP濃度等關鍵工藝參數(shù)之間的關系.實驗結果表明: 薄膜的光催化性能隨薄膜的晶相、厚度和表面形貌的改變而變化.銳鈦礦相的薄膜光催化

3、性能明顯優(yōu)于其它相,結晶度越高的薄膜光催化性能也越好.薄膜厚度對薄膜的光催化性能有一個最佳值-300 nm.表面粗糙致密的薄膜光催化性能更好. 同樣,薄膜的親水性能也隨薄膜晶相、厚度和表面形貌的改變而變化.銳鈦礦相的薄膜親水性能明顯好于其它相,結晶度越高的薄膜親水性能也越好.薄膜厚度較大時,厚度對薄膜的親水性能無明顯影響.平整致密的薄膜表面有利于水滴的鋪展,即薄膜的親水性能更好. 制備未摻雜TiO<,2>薄膜的最佳工藝條

4、件為:基板移動速度為1.5 m/min時,基板溫度580℃、反應總氣流量26.34 L/min、TTIP濃度1.0﹪;基板速度為6.0 m/min時,最佳總氣流量為26.34 L/rain. 此外,還研究了摻雜氣體(TFE)對TiO<,2>薄膜結構與性能的影響.結果表明:TFE的引入會抑制薄膜中銳鈦礦相的形成;隨著TFE流量的增加,薄膜的光催化性和親水性能都在TFE流量為5.94L/min時達到最好,且優(yōu)于純的TiO<,2>薄膜