可見光誘導(dǎo)的TiO-,2-x-S-,x-薄膜光催化性能的研究.pdf

1、研究和開發(fā)具有易清潔作用的節(jié)能環(huán)保鍍膜玻璃膜層材料是當(dāng)前極具挑戰(zhàn)性的課題之一，本文在對(duì)TiO<,2>的易潔凈機(jī)理及其光催化性能作了全面綜述的基礎(chǔ)上，提出通過對(duì)TiO<,2>薄膜進(jìn)行摻雜，以提高其光催化性能的可見光誘導(dǎo)，增強(qiáng)易清潔功能，并兼具陽光控制節(jié)能功能的設(shè)想。 為了提高TiO<,2>在可見光區(qū)的光催化活性、有效利用太陽光，同時(shí)兼顧產(chǎn)業(yè)化推廣的要求，本課題采用模擬浮法玻璃在線鍍膜的常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)法，以四異丙醇鈦

2、(TTIP)為先驅(qū)體，分別在普通白玻和鍍有碳硅氧CSiO底膜的玻璃上快速沉積得到了納米級(jí)TiO<,2>薄膜和硫摻雜的TiO<,2-x>S<,x>薄膜。 在鍍膜工藝的控制上，本文系統(tǒng)研究了沉積溫度、基板移動(dòng)速度和底膜等工藝參數(shù)對(duì)TiO<,2>薄膜的結(jié)構(gòu)形貌、光學(xué)性能、光催化活性和親水性的影響。通過正交試驗(yàn)的方法綜合分析了各個(gè)因素對(duì)樣品性能的影響程度。對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用極差分析，確定優(yōu)化的工藝參數(shù)：基板預(yù)鍍底膜能有效阻止玻璃中堿金屬

3、離子的析出，提高結(jié)晶性和光催化性；600℃時(shí)基板以6m/min的速度移動(dòng)沉積得到的TiO<,2>薄膜表面顆粒均勻，致密性和銳鈦礦相的結(jié)晶性最好，可見光區(qū)透光率在80％以上，光催化和親水性表現(xiàn)突出，在可見光-近紅外波段具備一定的光譜調(diào)節(jié)作用。 本文針對(duì)硫摻雜前后薄膜的光學(xué)性能和光催化活性展開討論。在可見光波長區(qū)，TiO<,2-x>S<,x>薄膜的透射率在摻雜濃度較低時(shí)(10％)與未摻雜樣品相當(dāng)，隨著摻雜濃度增大，透射率曲線線性部分

4、的斜率均較未摻雜樣品有所增大，即TiO<,2-x>S<,x>的光學(xué)帶隙減小，禁帶吸收邊呈現(xiàn)一定程度的紅移。TiO<,2-x>S<,x>薄膜的近紅外反射率低于未摻雜樣品，其陽光控制能力有待提高。另外，摻雜樣品在可見光區(qū)的折射率n均小于未摻雜樣品；只有10％的TiO<,2-x>S<,x>薄膜樣品在可見光區(qū)的消光系數(shù)k值出現(xiàn)一尖峰，表現(xiàn)出較強(qiáng)的可見光吸收，未摻雜樣品與其他摻雜樣品的k值均較小。APCVD方法制備的TiO<,2-x>S<,x>薄