能量過(guò)濾磁控濺射技術(shù)制備TiO2薄膜及其光催化性能研究.pdf

1、TiO2是一種典型的光催化材料，在紫外光照射下可有效地將有機(jī)污染物降解為CO2、H2等小分子，從而達(dá)到處理有機(jī)污染物的目的，這被認(rèn)為是解決環(huán)境污染和能源危機(jī)的有效途徑之一。TiO2薄膜以其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗磨損性、低成本、無(wú)毒、易制備等特點(diǎn)在光催化、自清潔玻璃、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域得到光泛應(yīng)用。在TiO2薄膜的眾多制備方法中，直流磁控濺射(DMS)技術(shù)具有可控性好、濺射速率快且制備的TiO2薄膜具有很好的光學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。研究

2、表明,晶體類(lèi)型、晶粒尺寸、比表面積大小等是影響TiO2光催化效率的重要因素。本課題組自主研發(fā)的能量過(guò)濾磁控濺射(EFMS)技術(shù)，可有效減小薄膜晶粒尺寸，改善薄膜的均勻性，增大比表面積，提高薄膜質(zhì)量。本文利用EFMS技術(shù)制備了TiO2薄膜，研究了薄膜的結(jié)構(gòu)特性、光學(xué)特性和光催化性能。具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　(1)首先采用DMS技術(shù)制備TiO2薄膜，研究了沉積溫度、壓強(qiáng)、時(shí)間、氧氬流量比等制備條件對(duì)TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性

3、能及光催化性能影響。薄膜光催化效率改善是通過(guò)控制變量法優(yōu)化制備條件來(lái)獲得的。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)沉積時(shí)間1h、溫度為250℃、氧氬流量比為1:5、壓強(qiáng)為1Pa時(shí)制備的TiO2薄膜具有最優(yōu)的光催化性能。
　　(2)采用EFMS和DMS技術(shù)分別制備TiO2薄膜，比較研究發(fā)現(xiàn)EFMS技術(shù)能有效改善TiO2薄膜的質(zhì)量，較DMS技術(shù)所制備的TiO2薄膜的晶粒尺寸更小，表面更加均勻，折射率較高，光催化性能更好。
　　(3)利用EFMS和DMS技術(shù)