襯底對(duì)二氧化鈦薄膜性能的影響及二氧化鈦薄膜表面結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系.pdf

1、半導(dǎo)體TiO<,2>作為一種性能優(yōu)異的光催化材料,可將許多化學(xué)法、生物法無法降解的有機(jī)物完全降解為CO<,2>、H<,2>O及相應(yīng)無機(jī)酸,且成本低廉,不造成二次污染,因此在廢水處理、空氣凈化、殺菌以及自清潔和太陽能轉(zhuǎn)化等方面有著十分廣闊的前景. 應(yīng)用TiO<,2>進(jìn)行光催化環(huán)境治理,在廢水、廢氣的凈化方面屬于異相光催化.反應(yīng)能發(fā)生在界面區(qū),或者說在催化劑表面.因此,TiO<,2>表面的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)光催化反應(yīng)有重要影響.

2、本文研究了不同襯底上的TiO<,2>薄膜性能以及TiO<,2>表面性質(zhì)對(duì)薄膜光催化和親水性能的影響,并且初步探討了TiO<,2>納米棒的形成機(jī)理. 結(jié)果表明襯底對(duì)TiO<,2>薄膜中的晶粒取向沒有影響,卻對(duì)其表面形貌及性能的影響很大.以玻璃為襯底所制備的TiO<,2>薄膜的晶粒小于以不銹鋼為襯底所制備的Ti02薄膜.前者的光催化效率是后者的2倍,在親水性方面前者也遠(yuǎn)好于后者.當(dāng)熱處理溫度分別是400℃、450℃、500℃、.55

3、0℃時(shí),以不銹鋼為襯底的TiO<,2>薄膜的親水性能隨著熱處理溫度的上升而線性增強(qiáng).親油性能基本不隨熱處理溫度的變化而變化.當(dāng)熱處理溫度為400℃時(shí),TiO<,2>薄膜的光催化性能最好,500℃時(shí)最差,前者是后者的1.85倍. 應(yīng)用常壓水熱法對(duì)TiO<,2>預(yù)制膜進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)當(dāng)預(yù)制膜在TiO<,2>懸浮液中90℃下反應(yīng)0.5h時(shí),預(yù)制膜表面生成了棒狀的晶粒,此時(shí)樣品的光催化性能最好.在室內(nèi)日光燈下,樣品的水接觸角為2.38°.