液相沉積法制備TiO-,2-及摻鐵薄膜的研究.pdf

1、近十幾年來(lái)，光催化氧化應(yīng)用于環(huán)境污染物的治理己經(jīng)成為環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。半導(dǎo)體二氧化鈦(TiO2)作為一種性能優(yōu)異的光催化材料，可將許多化學(xué)法、生物法無(wú)法降解的有機(jī)物完全降解為CO2、H2O及相應(yīng)無(wú)機(jī)酸，且成本低廉，不會(huì)造成二次污染，使其在廢水處理、空氣凈化、殺菌、自清潔和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化等方面有著十分誘人的應(yīng)用前景。由于TiO2的光激勵(lì)條件比較苛刻，使得TiO2薄膜的應(yīng)用受到一定限制，研究發(fā)現(xiàn)金屬離子摻雜對(duì)TiO2光催化性能有一定的改善。

2、 液相沉積法(LPD)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型制膜方法。用此法只需在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)液中浸入基片，在基片上便會(huì)沉積出均勻致密的氧化物或氫氧化物薄膜，成膜過程不需昂貴設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，而且液相沉積法容易實(shí)現(xiàn)金屬離子的摻雜。 在本研究工作中，以氟鈦酸銨((NH4)2TiF6)、硼酸(H3BO3)、硝酸鐵(Fe(NO3)3)、氨水(NH3·H2O)和氫氟酸(HF)為主要原料，用液相沉積法在普通載玻片上制備了TiO2及其摻鐵薄膜，同時(shí)研

3、究了低溫制備TiO2薄膜的新方法－微波輻照液相沉積法。采用X射線衍射(XRD)、紫外可見光譜(UV-Vis)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測(cè)試手段，對(duì)薄膜進(jìn)行了表征。 研究發(fā)現(xiàn)，影響成膜的主要因素是基片表面清潔度、反應(yīng)液溫度、反應(yīng)物濃度以及反應(yīng)液的pH值。在室溫下成膜的最佳條件是氟鈦酸銨濃度為0.1mol/L，硼酸濃度為0.2mol/L。 微波輻照液相沉積法制備TiO2薄膜的研究發(fā)現(xiàn)，本方法能制備出均勻、透明的銳鈦礦型Ti

4、O2薄膜，所得薄膜有一定的結(jié)晶取向；薄膜具有特殊表面形貌，有效增大了TiO2薄膜的比表面積；薄膜具有良好的可見光透過率。對(duì)沉積所得TiO2粉體的研究發(fā)現(xiàn)，隨著輻照時(shí)間的增大，TiO2粉體的晶化(銳鈦礦)程度明顯提高，在微波輻照20分鐘后，已經(jīng)完全晶化。 液相沉積法能夠制備出表面形貌良好的摻鐵TiO2薄膜，鐵離子(Fe3+)的引入降低了TiO2的晶化(銳鈦礦)溫度，同一熱處理?xiàng)l件下所得復(fù)合薄膜的晶化程度高于TiO2薄膜；同時(shí)鐵離子