TiO2薄膜制备与性能

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TiO2薄膜的低温制备以及工艺优化和性能研究

ｔｏｓ，ｓｃｓｗａｅｍｏｎ，ｐａａｈｉｇｔｅｏｈｒｓａｔｕｔｒｎｈｔｃｔｌｔｃｉｉｆＴｉｉｎｕｈａｔｒａｕｔＨｎｄｂｔｎｉｎｔｅｃｙｔｌｓｒｃｕｅａｄｐｏｏａａｙｉａｔｖｔｏＯ２ｍｃｙｗａｔｄｅ．Ｔｉｈａｅ，ｃｓａｔｕｔｒｓｒａｅｍｏｐｏｏｙａｄｌｈｂｓｒｔｏｒｐｒｉｓｗｅｅｃａａ — ｓｓｕｉｄｈｅｒｐｓｙｒｔｌｓｒｃｕｅ，ｕｃｒｈｌｇｎｉｔａｏｐｉｎｐｏｅｔｒｈｒｃｆｇｅ
ｏｔｌｗｅｅａｕｅａｄｄｐｉｇｐｆｅｔｏｉｅｅｔｐｏｅｓｃｎ－ｄａｏｔｍｐｒｔｒｎｉｐｎｒｃｓｎｔｕｃｆｇａｓｓｆｅｅｆｃｆｄｆｒｎｒｃｓｏｄｉｆ
ＡｂｔａｔＴａｏ — ｃｙｔｌｔｎｔｓｈａｅＴｉｈｎｆｌｒｒｐｒｄｂｙｉｒｖｄｓｌ— ｇｌｍｅｈ— ｓｒｃ：ｈｅｎｎｒｓａｌｅａａａｅｐｓＯ２ｔｉｍｓｗｅｅｐｅａｅｍｐｏｅｏｉｉｅｔ
ｇｅｆＴｉｓｉｐｏｅｔｈｎｒａｉｇｏｔｒａｕｔａｄｄｃｅｓｎｇｏＨ．Ｔｈｉｈｎｆｌｓｂ — ｒｅｏＯ２ｗａｍｒｖｄｗｉｔｅｉｃｅｓｎｆｗａｅｍｏｎｎｅｒａｉｆｐｈｅＴＯ２ｔｉｍｅｉ
ＬｉＹｏｇ，ＡｉＦａｏｇ，ＹａｎｎｎｒｎｈＨｏｇ

纳米TiO2薄膜光阳极的制备及性能

ＷａｎｇＬｉ — ｑｉｕ’，ＺｈａｏＮａｎ，ＬｖＸｉａｏ — ｆｅｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ，Ｈｅｂｅｉ，０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
ａｓｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｙｓｏｌ — ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｆｒｏｍｔｅｔｒａｂｕｔｙｌｔｉｔａｎａｔｅ（ＴＢＴ）ａｓｐｒｅｃｕｒｓｏｒ，ｅｔｈａｎｏｌａｓｓｏｌｖｅｎｔ，ｄｉｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅａｓｃｈｅｌａ－ｔｉｎｇａｇｅｎｔｎｄａｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｓｆＰＥＧ）ａｓｓｕｒｆａｅｔａｎｔｉｎｔｈｅａｂｓｅｎｃｅｏｒｐｒｅｓｅｎｔｏｆａｃｅｔｉｃａｃｉｄｏｒａｍｍｏｎｉａｗａｔｅｒ．ＸＲＤａｎｄＳＥＭ
ｚｅｓｏｆｎａｎｏ — ＴｉＯ２ｇｒａｉｎｗｅｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎ１５～３０ｒｉｍ，３０～５０ｎｍ，ｎｄａ４０～８０ｎｍ．ＴｈｅＴｉＯ２ｉｆｌｍｓｐｒｅｐａｒｅｄｃｏｕｌｄｂｅｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｂｙｄｙｅｔｏｆｏｒｍｔｈｅａｎｏｄｅｓｏｆｄｙｅ — ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎａｎｏ — ＴｉＯ２ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｉｔｗｈｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｒｎｇａｅｈａｄｂｅｔｔｅｒｐｈｏｔｏ－ｅｌｅｃｔｉｒｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．

TiO2薄膜的制备及其对304不锈钢防腐性能的研究

矿晶型的Ｔｉ薄膜，对３０４ＳＳ的阴极保护性能较好，腐蚀电位可由一ｌ３０ｍＶ降到一３１９ｍＶ。
关键词：溶胶凝胶法；Ｔｉ０２薄膜；３０４不锈钢；阴极保护；机械防腐
中图分类号：ＴＧ１７４．４５文献标志码：Ａ
的晶体结构（Ｃｕ靶，扫描速度１０。／ｍｉｎ）；用ＳＥ一１００Ｅ
１实验部分
１．１ＴｉＯ薄膜的制备采用过氧钛酸溶胶一凝胶法制备ＴｉＯ。溶胶，其
收稿日期：２０１３～Ｏ７一Ｏ３
型原子力显微镜分析ＴｉＯｚ薄膜的表面形貌；用Ｌａｍｂｄａ９００紫外可见分光光度计（ＵＶ／Ｖｉｓ）测试
腐蚀的防护作用。ＴｉＯｚ薄膜在阴极保护过程中的
阳极反应是水的氧化或／和光生空穴吸附的有机物，因此它本身并不分解［４］。目前较多的研究都是在光
干燥的步骤（薄膜，
厚度分别为：２０３．６、２４０．７、２９４．３、３７４．４、４１２．９ｎｍ）。最后将镀有ＴｉＯ薄膜的３０４ＳＳ置于马弗炉中高温处理２ｈ后随炉降温。１．２ＴｉＯｚ薄膜的表征与防腐性能测试
去离子水再次稀释成悬浮液；选择３０Ｈ。Ｏ作为
方面得到了应用，主要有自清洁涂层、污水净化、空

氮掺杂二氧化钛的制备及性能

氮掺杂二氧化钛的制备及性能氮掺杂二氧化钛的制备及性能一、引言二氧化钛（TiO2）作为一种重要的半导体材料，具有良好的光催化性能和光电化学性能。

然而，纯TiO2的禁带宽度较大，仅能吸收紫外光，限制了其在可见光区域的应用。

因此，通过掺杂改性，尤其是氮掺杂，能有效地提高TiO2的可见光吸收能力，从而扩展其应用领域。

本文将详细讨论氮掺杂二氧化钛的制备方法及其性能。

二、制备方法1. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛是常见的方法之一。

首先将适量的钛酸四丁酯和氨水溶液混合，形成透明溶液。

随后，在搅拌条件下将溶液水热处理，使其形成凝胶。

最后，将凝胶进行干燥和煅烧处理，得到氮掺杂二氧化钛。

2. 气相沉积法：气相沉积法是另一种制备氮掺杂二氧化钛的方法。

该方法需要使用金属有机化合物和氨气作为原料气体。

首先，金属有机化合物和氨气在高温下反应，生成氮掺杂二氧化钛的前驱体。

然后，前驱体在低温条件下进行热解，得到氮掺杂二氧化钛薄膜。

三、性能研究1. 光催化性能：氮掺杂二氧化钛具有优异的光催化性能。

研究表明，在可见光照射下，氮掺杂二氧化钛能够有效分解有机污染物，如甲基橙、罗丹明B等。

由于氮掺杂引入了新的能级，提高了光生载流子的分离效率，从而提高了光催化活性。

2. 光电化学性能：氮掺杂二氧化钛可用于制备高效的光电化学电池。

研究发现，经过氮掺杂的二氧化钛在阳极材料中应用于染料敏化太阳能电池，其光电转换效率明显提高。

氮掺杂引入的能级有利于电子的传输和被捕获，从而增强了光电流的产生。

3. 可见光吸收能力：纯TiO2只能吸收紫外光，因此其在可见光区域的利用率较低。

通过氮掺杂，TiO2的禁带宽度缩小，能够吸收可见光，从而提高了材料在可见光区域的利用效率。

四、应用展望氮掺杂二氧化钛具有广泛的应用前景。

一方面，其在环境领域中可以应用于水处理、空气净化等方面；另一方面，其在能源领域中可以用于制备高效光电化学电池、染料敏化太阳能电池等。

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性随着纳米技术的发展，纳米材料在各个领域展现出了广阔的应用前景。

其中，氧化钛（TiO2）作为一种重要的纳米材料，在光催化、电化学和生物医学等领域具有广泛的应用。

然而，由于其表面能较高，TiO2薄膜往往具有亲水性，限制了其在一些特殊应用中的使用。

为了克服这一问题，研究人员们通过改性方法，将其表面改变为超疏水性，以提高其特殊应用的效果。

阳极氧化法是一种常用的制备TiO2薄膜的方法。

该方法通过在金属钛表面形成氧化层，然后经过热处理和酸洗等工艺，得到具有一定厚度和结构的TiO2薄膜。

这种方法制备的TiO2薄膜具有良好的结晶性和致密性，适用于各种改性处理。

超疏水性是指材料表面具有极高的接触角，使水滴在其表面上呈现出较大的接触角，从而实现水滴的快速滚落，表现出良好的自清洁性。

在TiO2薄膜的超疏水改性中，常常采用改变薄膜表面形貌和增加表面能的方法。

改变薄膜表面形貌是实现超疏水性的一种常见方法。

通过调控阳极氧化过程中的电压、时间和电解液成分等参数，可以改变薄膜的孔洞形貌和粗糙度，从而改变其表面的接触角。

研究发现，当薄膜表面具有一定的微纳米结构时，可以增加其表面积，提高接触角，实现超疏水性。

增加表面能是另一种常用的超疏水改性方法。

通过在阳极氧化后，在薄膜表面进行各种化学处理，使其表面形成亲水性或疏水性的功能基团。

例如，可以利用硅烷偶联剂在薄膜表面形成疏水性基团，从而实现超疏水性。

综上所述，阳极氧化法制备TiO2薄膜并进行超疏水改性是一种有效的方法。

通过调控阳极氧化过程和后续的化学处理，可以获得具有超疏水性的TiO2薄膜，从而拓展其在各个领域的应用。

未来的研究可以进一步深入探究薄膜的制备工艺和改性方法，提高其超疏水性能，并探索其在自清洁、防污染和抗菌等方面的应用潜力。

TiO2薄膜制备与性能解读

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (3)2 国内外研究文献综述 (5)2.1 TiO的结构 (5)2薄膜亲水性原理 (5)2.2 TiO2薄膜结构及其性能的影响 (6)2.3 相关参数对TiO22.3.1 晶粒尺寸 (6)2.3.2 结晶度和晶格缺陷 (6)2.3.3表面积和表面预处理 (6)2.3.4 表面羟基 (6)2.3.5 薄膜厚度 (7)3 实验部分 (8)3.1 实验系统介绍 (8)3.2 衬底的选择及清洗 (9)薄膜的实验步骤 (9)3.3 直流磁控溅射制备TiO23.4 亲水性测试 (9)4 实验结果及参数讨论 (10)薄膜的工作曲线的影响 (10)4.1 氧流量对TiO24.2 溅射功率的选择及其对薄膜的性能影响 (11)4.3 总气压对薄膜性能的影响 (13)4.4 氧氩比对薄膜亲水性的影响 (13)4.5 基片温度对薄膜性能的影响 (14)4.6 热处理对薄膜性能的影响 (16)结论 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)直流磁控溅射法制备TiO2薄膜摘要：本文利用直流磁控溅射法在不同条件下制备玻璃基TiO2薄膜样品，并检测了薄膜的超亲水性。

研究了沉积条件例如溅射总气压，氧气和氩薄膜最佳性气的相对分压，溅射功率，基片温度和后续热处理对TiO2薄膜是无定型且能的影响。

实验结果显示：在较低温度下沉积的TiO2亲水性较差。

相反，在4000C到5000C范围内退火过后，薄膜表面呈现超亲水性能。

本文在实验中获得的最佳制备条件为：溅射功率为94 W，溅射气压在2.0Pa，氧氩比是2:30，基片温度为400 0C，最后在空气气氛中退火，温度为4500C。

关键词：直流磁控溅射；TiO2薄膜；超亲水性；退火温度Preparing TiO2 Films by DCReactive Magnetron SputteringAbstract: In this paper TiO2films are deposited on the glass substrates by DC reactive magnetron sputtering at different conditions. Super hydrop-hilicity of TiO2 thin film has been examined.The influences of thedeposition such as the total sputtering gas pressure，their relativeoxygen and argon partial pressure,sputtering power,substrate temper-atrue and post-annealing temperature on the optimum performanceof the TiO2 thin film are studied. The results showed that the TiO2thin film sputtered at low temperature is amporphous and has arather poor hydrophilicity.In contrast,annealed at a temperature ran-ging from 400 0C to 500 0C,super hydrophilicity of the anataseph-ased TiO2film can be observed.The best conditions obtained arethat sputtering power is 94 W,sputtering pressure is 2.0 Pa,oxygenargon ratio is 2:30,substrate temperature is 4000C and annealing temperature in air atmosphere is 4500C.keywords:reactive magnetron sputtering;TiO2 thin film;super hydrophilicity;annealing temperature1 绪论TiO2有独特的光学、电学及化学性质，已广泛用于电子、光学和医学等方面。

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

粉体呈锐钛矿相，８０经０ ℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相，９０经０ ℃退火完全转化为金红石相。薄
膜表面粒子分布均＞，面平均粗糙度为１５ｎ该薄膜具有较高的光催化活性，直接用于光催化降解有机－表－ｊ．４ｍ，可
ｔｒｕｎｎｏａｎｔｓｈｓｅｎｅｌｇｆｏ３０ｔ０ ℃ ．ｔｔｒｓｉｔｘｄｐａｅｓｒｃｕｅｏｎｔｓｕｅｔｒｓｉｔｎａａａｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｒｍ０ ℃ ｏ７０ｎｉｕｎｎｏａｍｉｅｈｓｔｕｔｒｆａａａｅａｄｒｔｌｗｈｎａｎａｉｇａ０￣，ｎｔｔｒｓｉｔｉｇｅｒｔｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｇａＯ￣Ｔｈａｔｃｅｉ— ｎｕｉｅｎｅｌｔ８０Ｃａｄｉｕｎｎｏａｓｎｌｕｉｈｓｅｎｅｌｔ９ＯＣ．ｅｐｒｉｌｓｄｓｅｎｌｎｔｉｕｅｏｈｉｓｒａｅａｅｈｍｏｅｅｕｎｈｖｒｇｕｆｃｏｇｎｓｓ１５ｎ￣Ｔｈ０２ｔｉｉｈｓａｒｂｔｎｔｅｆｍｕｆｃｒｏｇｎｏｓａｄｔｅａｅａｅｓｒａｅｒｕｈｅｓｉ．４ｎｌｅＴｉｈｎｆｍａｌｖｒｏｄｐｏｏａａｙｉＩａｅａｐｉｄｉｎｉｌｓｓｃｓｐｏｏａａｙｉｅｒｄｔｎｏｒａｉｏｏｎｓａｄｅｙｇｏｈｔｃｔｌｓｓｔｃｎｂｐｌｍａｙｆｄ，ｕｈａｈｔｃｔｌｔｃｄｇａａｉｆｇｎｃｃｍｐｕｄ，ｎ．ｅｎｅｏｏ

掺镍离子纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能分析

ＢｔｉｎｔａｄａｓｌｔｅｙａｃｈｌｓａａｅａａｄＮ（Ｏ）ｓｉｓｕｃ，ｉｃａｎｅｄｏｕｌｔａｎｂｏｅｔｌｌｏａｗｍｔｌｏｒｉｎｒａＮｈｉｐ２～
米ＴＯ薄膜．ｉ通过对样品分析得出：ｉＴＯ薄膜成分主要为锐钛矿相，且其纳米颗粒分布均匀，尺寸在５０～１０ｍ之间．０ｎ对光催化降解甲基橙进行实验分析，结果表明：入镍离子后，高了ＴＯ掺提ｉ薄膜对甲基橙的光催化降解能力．同的掺杂浓度，同的烧结温度导致ＴＯ不不ｉ薄膜的光催化降解率
黄美莹，赵晓旭，金立国，于洋
（哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨１０４）５００
摘
要：以钛酸四丁酯和无水乙醇为原料，加硝酸镍引入镍离子，用溶胶一凝胶法和浸渍一采
提拉法在玻璃表面施涂膜层，镀膜速度控制在２～３ｍ／ｉ．处理以后，到均匀透明的掺镍纳ｍｍｎ热得
ｓｍｐｅｒｕｄｍａｎｙｃｎｉｔｄｏｎｔｓｉａｔｌｓｗｔｎｆｒｓｅｏ０～１０ｍｈｏｇｅａａｙａｌｓｗｅｅｆｎｉｌｏｓｅｆａａａｅＴＯ２ｒｃｅｉａｕｉｍｉｆｏｓｐｉｈｏｚ５０ｎｔｒｕｈｔｎ — ｈｌｓｓｏｊｆＸＲＤａｄＳｎＥＭ．Ａｃｏｄｎｏｐｏｏａａｙｉｄｇａａｉｎｅｐｒｎｓｏｔｙｒｎｅｔｅｒｓｌｎｉａｅｃｒｉｇｔｈｔｃｔｓｓｅｒｄｔｘｅｍｅｔｎｍｅｌｏａｇ，ｅｕｔｉｄｃｔｌｏｉｈｈｓｔａｈｏｅ ¨ ｃｎｉｒｖｅｐｏｏａａｙｅａａｉｔｆｉ２ｌｄｇａｉｇｍｅｈｌｒｇ，ｔｅｐｏｏａａ— ｈｔｅｄｐｄＮｉａｍｐｏｅｔｈｔｃｔｓｄｃｐｂｌｙｏＯｍｅｄｎｔｙａｅｈｈｔｃｔｌｔｈｌｉＴｉｆｒｏｎｙｉｄｇａａｉｎｒｔｆＴＯ２ｆａｅｔｏｉｇｃｎｅｔａｄｄｆｒｎｉｔｒｇｔｍｐｒｔｒｓＴｅｐｅａｅｓｅｄｔａｉｏｉｌｖｒｄｗｉｄｐｎｏｔｎｎｉｅｅｔｓｎｅｉｅｅａｕｅ．ｈｒｐｄｓｒｏｏｉｍｉｈｆｎｒＴＯｌｅｈｅａｉｅｂｔｒｐｏｏａａｙｉｆｃｅｅｓｔｒｇｔｍｐｒｔｒｓｉ４０ｉ２ｆｇｔｅｒｌｔｅｔｈｔｃｔｌｓｅｅｔｉｍｔｖｅｓｗｈｎｔｉｅｉｅｅａｕｅ０％ａｄｔｅｄｐｎｌｈｎｎｓｎｏｉｇｍｏａｈｒ

溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜

实验名称：溶胶-凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料纳米材料由于颗粒尺寸的微细化，使得纳米粉体在保持原物质化学性质的同时，与块状材料相比，在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等方面表现出奇异的性能。

纳米TiO2具有五大效应：1.体积效应，当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应；2.表面效应，表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化，表现出很大的化学和催化活性；3.量子尺寸效应，粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应；4.宏观量子隧道效应，微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应；5.介电限域效应。

这一系列效应导致了纳米材料在熔点﹑蒸气压﹑光学性质﹑化学反应性﹑磁性﹑超导及塑性形变等许多物理和化学方面都显示出特殊的性能。

基于上述特点，纳米TiO2具有广阔的应用前景。

利用纳米TiO2作光催化剂，可处理有机废水，其活性比普通TiO2(约10 μm)高得多；利用其透明性和散射紫外线的能力，可作食品包装材料、木器保护漆、人造纤维添加剂、化妆品防晒霜等；利用其光电导性和光敏性，可开发一种TiO2感光材料。

如何开发、应用纳米TiO2，已成为各国材料学领域的重要研究课题。

纳米TiO2的制备方法主要有：（1）惰性气体下蒸发凝聚法。

通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成，纳米陶瓷还需要烧结。

国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料，包括金属和合金，陶瓷、离子晶体、非晶态和半导体等纳米固体材料。

我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。

（2）化学方法：1.水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法，适宜制备纳米氧化物；2.水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。

二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告

二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景及意义二氧化钛（TiO2）在光催化、电催化、电导等领域具有广泛的应用，尤其是对有机污染物的降解和抗菌等方面有着很好的效果。

聚四氟乙烯（PTFE）则在防腐涂料、电气绝缘材料、高温耐磨材料等方面具有广泛的应用。

二氧化钛和聚四氟乙烯的复合薄膜具有二者各自优良性能的综合体现，可以在多个领域中有更广泛的应用。

本研究将通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，为更好地发挥其应用价值提供技术支持。

二、研究内容1.制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜。

采用溶液浆料法制备复合薄膜，通过控制各材料的配比、掺杂和表面改性优化复合膜的表面性质和性能。

2.研究复合薄膜的结构和形貌。

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器研究该复合薄膜的晶体结构、晶粒大小和形貌等。

3.研究复合薄膜的催化性能。

通过检测复合薄膜的光催化和电催化性能，探究其对有机污染物的降解效果，并比较不同配比、掺杂和表面改性后复合薄膜的差异。

4.研究复合薄膜的机械性能和稳定性。

通过强度、硬度测试和耐腐蚀性测试，验证复合薄膜的机械性能和耐久性，并探究其在多种环境条件下的稳定性。

三、预期成果本研究通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，将获得以下预期成果：1.成功合成二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并通过表面掺杂和改性，实现了对复合薄膜特性的优化。

2.对复合薄膜的结构和形貌进行了全面的表征和研究，探究其制备过程中的形成机制和影响因素。

3.对复合薄膜的催化性能和机械性能进行了实验测试和分析研究，掌握了其在不同应用领域的表现和适用范围。

4.为深入研究二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜应用的拓展，提供了技术支持和理论指导。

四、研究方法与技术路线1.物料准备。

准备二氧化钛颗粒、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇等原料，并对其进行处理和精细化。

2.复合薄膜制备。

根据一定比例，将准备好的原料按一定配方混合搅拌，制备并烘干成复合膜。

碳纤维负载TiO2光催化薄膜的制备及其性能

碳纤维负载ＴＯ２光催化薄膜的制备及其性能ｉ
朱曜峰，丁艳杰，雅琴傅
（江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，江杭州３０１）浙浙１０８
摘
要
以ＰＮ基碳纤维（Ｆ为基体，酸丁酯为前驱体，过溶胶一胶浸溃涂覆法将ＴＯ负载于经过表面修ＡＣ）钛通凝ｉ：
ＡｂｔａｔＰｏｏａａｙｅｔａｉｍｄｏｉｅ（ＴＯ，）ｔｉｆｍｓｒｃｈｔｃｔｌｓｄｉｎｕｔｉｘｄｉｈｎｉｗａｐｅａｅａｄｅｏｉｄｎｌｓｒｐｒｄｎｄｐｓｔｏｅ
ｐｌａｒｌｎｔｅｂｓｄｃｒｏｂｒ（Ａ — ＦｓｂｔｔｉｅａｕｙｔａａｅａｒｃｒｏｔｒｕｈａｏｅｙｉｌａｅａｂｎｆｅＰＮＣ）ｕｓａｓｗｔｔｒｂｔｌｉｎｔｓｅｕｓｒｈｏｇｙｏｉｉｒｅｈｔｔｐ
饰的ＣＦ上，制备ＣＦ负载的ＴＯｉ光催化薄膜。采用扫描电子显微镜（Ｅ和ｘ射线衍射仪（Ｒ表征了制备材ＳＭ）ＸＤ）料的形态结构，过超声振荡清洗测试了Ｃ通Ｆ对ＴＯｉ：的负载牢度，以质量浓度为８ｇＬ的酸性橙 Ⅱ溶液为目标０ｍ／降解物，试了材料在紫外线光照下的催化性能。结果表明：胶浓度影响制备材料的形态结构、Ｆ对ＴＯ测溶Ｃｉ的负载率及负载牢度；胶浓度和退火温度对制备材料的催化活性有明显的影响。Ｔ浓度为０５ｍｌＬ的溶胶制备的溶ｉ．ｏ／

Tio2薄膜的制备

新能源综合报告实验题目：Tio2薄膜的制备和微细加工学院：物理与能源学院专业：新能源科学与工程学号：1350320汇报人：指导老师：王哲哲一、预习部分（课前完成）〔目的〕：1、用溶胶-凝胶法制备Tio2光学薄膜。

2、学习紫外掩膜辐照光刻法制备Tio2微细图形。

3、微细图形结构及形貌分析。

〔容〕1、了解溶胶凝胶制备薄膜的原理。

2、了解常见的微细加工的方法。

3、充分调研文献资料，确定实验方案。

4、实验制备和数据分析。

①、制备出感光性的Tio2薄膜凝胶，掌握制备工艺。

②、对Tio2凝胶薄膜进行紫外掩膜辐照。

③、制备出Tio2微细图形并进行热处理。

④、测试Tio2微细图形的结构和形貌特征，处理并分析数据。

〔仪器〕：(名称、规格或型号)紫外点光源、马沸炉、提拉机、光学显微镜、磁力搅拌器、紫外可见光分光光度计、提供制备Tio2材料的前驱物，溶剂等。

二、实验原理1、Tio2的基本性质Tio2俗称太白粉，它主要有两种结晶形态：锐钛型和金红石型，其中锐钛型二氧化碳活性比金红石型二氧化钛高。

特点：它是一种n型半导体材料，晶粒尺寸介于1~100 nm，TiO2比表面积大，表面活动中心多，因而具有独特的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，呈现出许多特有的物理、化学性质。

应用：在涂料、造纸、瓷、化妆品、工业催化剂、抗菌剂、环境保护等行业具有广阔的应用前景，TiO2半导体光催化剂因光催化效率高、无毒、稳定性好和适用围广等优点而成为人们研究的热点。

纳米TiO2的制备方法：物理制备方法：主要有机械粉碎法、惰性气体冷凝法、真空蒸发法、溅射法等；物理化学综合法：又可大致分为气相法和液相法。

目前的工业化应用中，最常用的方法还是物理化学综合法。

2、溶胶-凝胶法的基本概念溶胶：是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中,并且不停地进行布朗运动的体系。

由于界面原子的Gibbs自由能比部原子高,溶胶是热力学不稳定体系。

溶胶分类：根据粒子与溶剂间相互作用的强弱,通常将溶胶分为亲液型和憎液型两类。

磷钨酸修饰的纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能

仪器：国ｂｕｅ公司ＤＤＶＡＮＥ型Ｘ射线德ｒｋｒ８ＡＣ粉末衍射仪；加拿大ＡＢｏｎ公司ＦＡ２０ —０ＢＢｍｅＴＬ００１４红外光谱仪；京分析仪器厂Ｓ一００比表面及孔径北Ｔ２０测定仪；兰Ｆｉ司Ｑｕｎａ０荷ｅ公ａｔ２０型电子显微镜；京北普析通用仪器公司Ｔ１０Ｕ一９１紫外一可见分光光度计。２２Ｐ／ｉ溶胶和薄膜的制备．ｗＴＯ以钛酸四丁酯为前驱物室温制备ＴＯｉ溶胶，溶胶的体积组成比为（ＢＴＯＴ）：（Ｈ。ＯＯＨ）：ＣＣ（Ｏ）Ｈ。＝１：ｌ：２５１．。在形成Ｔｉ溶胶的同时缓慢０滴入一定浓度的磷钨酸水溶液，至形成均匀溶胶。直
废水的处理则更少。
ＳＭ进行了表征。结果表明，钨酸修饰的纳米Ｅ磷ＴＯｉ具有锐钛矿晶型和较大的比表面积，钨酸在磷
ＴＯｉ中仍保持Ｋｅｇｎ结构，ｇｉ并抑制了粒子烧结过程
以钛酸四丁酯为前驱物，乙酸为溶剂和催化剂，制备了磷钨酸修饰的ＴＯｉ溶胶并进一步制备成薄膜。在较低温度下烧结，制备出具有完整锐钛矿晶型，晶且粒尺寸较小、比表面积较大的磷钨酸一０Ｔｉ复合薄膜
（下简记为ＰＴＯ）通过Ｆ —Ｒ、ＲＢＴ、以Ｗ／ｉ。ＴＩＸＤ、Ｅ

TiO2薄膜的制备及厚度对其光学性质的影响中期报告

TiO2薄膜的制备及厚度对其光学性质的影响中期报告一、研究背景与意义氧化钛（TiO2）是一种具有重要应用价值的半导体材料，广泛应用于光电领域、医疗领域和环境污染治理等领域。

其中，TiO2薄膜的制备及其光学性质的研究备受关注。

TiO2薄膜具有优异的光学、电学和磁学性能，一般可通过物理蒸发、喷雾法、溅射法、化学气相沉积法、水热合成法等方法制备。

而TiO2薄膜的厚度对其光学性质具有重要影响，因此研究TiO2薄膜厚度对其光学性质的影响，不仅可以为更好地应用TiO2薄膜提供基础研究，而且可以为材料设计和实际应用提供指导。

二、研究现状与存在问题目前，国内外已有许多关于TiO2薄膜制备及其光学性质的研究，其中一些研究表明TiO2薄膜的厚度对其光学性质具有重要影响。

例如，近年来有研究表明TiO2薄膜的厚度对其折射率、光损耗和吸收率等光学性质均有影响，TiO2薄膜的厚度越薄，其折射率、光损耗和吸收率越小。

而随着TiO2薄膜厚度的增加，其光学性质逐渐变化，例如折射率会逐渐增加，吸收率会逐渐降低。

这些研究为TiO2薄膜的应用提供了理论基础。

然而，目前普遍存在的问题是，对于不同制备方法和制备条件下的TiO2薄膜，其厚度与光学性质之间的关系还没有被系统地研究和解释。

此外，一些现有研究结果尚未达到一致性，需要进一步研究和验证。

三、研究方法本研究的主要内容是探究不同厚度的TiO2薄膜对其光学性质的影响。

具体来说，本研究将采用物理蒸发法制备一系列不同厚度的TiO2薄膜，利用紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜等测试手段，研究不同厚度的TiO2薄膜在紫外可见光区域的透射率、反射率、折射率、吸收率等光学性质，并探究其与薄膜厚度之间的关系。

四、研究预期结果通过对不同厚度的TiO2薄膜的光学性质的研究，本研究预期得出以下结论：1、TiO2薄膜的厚度对其光学性质具有重要影响，薄膜厚度越薄，其透射率、折射率和吸收率均相应降低。

2、随着TiO2薄膜厚度的增加，其光学性质逐渐变化，例如折射率逐渐增加，吸收率逐渐降低。

溶胶—凝胶法制备薄膜型TiO2

浙江理工大学物理实验报告薄膜技术及应用姓名：刘彬学号：200920101017班级：应用化学物理实验室实验名称：溶胶一凝胶法制备薄膜型TiO2组别：1 日期：2010年12月23日成绩____________一、实验目的1•了解液溶胶凝胶法制备TiO2薄膜的原理。

2•掌握溶胶凝胶法制备薄膜的基本方法。

二、实验试剂钛酸四丁酯，乙醇，三乙醇胺三、实验原理溶胶凝胶法是将金属醇盐或无机盐作为前驱体，溶于溶剂(水或有机溶剂)中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解或醇解反应，反应生成物聚集成几个纳米左右的粒子并形成溶胶，再以溶胶为原料对各种基材进行涂膜处理，溶胶膜经凝胶化及干燥处理后得到干凝胶膜，最后在一定的温度下烧结即得到所需的涂层。

溶胶凝胶法制备薄膜不需要物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD)那样复杂昂贵的设备，具有工艺简便，设备要求低以及适合于大面积制膜，而且薄膜化学组成比较容易控制，能从分子水平上设计、剪裁，特别适于制备多组元氧化物薄膜材料，已被认为是制备薄膜最有效的手段之。

四、实验过程：以钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4为原料，按Ti(OC4H9)4：EtOH:H2O:C6H15NO3 (三乙醇胺)为10：35.8：0.52：4.40,将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，再将少量乙醇与水混合，然后将两种溶液混合，用三乙醇胺作抑制剂，延缓钛酸四丁酯的强烈水解，磁力搅拌1h后，80C回流陈化10h，得到稳定，透明TiO2 溶胶。

将普通的载玻片分别用丙酮，乙醇，去离子水超声清洗20min后，以其作基底从TiO2溶胶中采用浸渍提拉法制备TiO2薄膜，提拉速度为4mm/s, 湿膜在80E干燥10min后，放入Nabertherm炉内，分别在400C, 500C，600C保温1h,取出自然冷却至室温，即制得TiO2纳米晶薄膜。

五、实验结果分析：1■薄膜XPS分析468 464 460 456 452Binding Enefgy/eV图1薄膜的XPS分析图1为薄膜样品中Ti元素X射线光电子能谱。

介孔tio2薄膜

介孔tio2薄膜介孔TiO2薄膜是一种具有许多应用前景的材料，它具有高比表面积、高孔隙度、优异的光学和电学性能等特点。

本文将从以下几个方面对介孔TiO2薄膜进行详细介绍。

一、介孔TiO2薄膜的制备方法1. 溶胶-凝胶法：该方法是将钛酸酯等前驱体在水或有机溶剂中加入表面活性剂或聚合物，形成胶体，然后通过热处理或紫外光辐射等方式制备出介孔TiO2薄膜。

2. 模板法：该方法是利用硅胶、聚苯乙烯等模板，在其表面沉积钛酸酯等前驱体，经过热处理后，去除模板即可得到介孔TiO2薄膜。

3. 水热法：该方法是将钛酸酯等前驱体在水中加入氢氧化钠等碱性物质，在高温高压下反应生成介孔TiO2颗粒，再通过涂覆或喷涂等方式得到介孔TiO2薄膜。

二、介孔TiO2薄膜的表征方法1. 扫描电子显微镜（SEM）：该方法可以观察到介孔TiO2薄膜的形貌和孔径大小。

2. 透射电子显微镜（TEM）：该方法可以观察到介孔TiO2薄膜的内部结构和晶体形态。

3. X射线衍射（XRD）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的晶体结构和晶格参数。

4. 红外光谱（FTIR）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的化学键和官能团。

5. 紫外-可见光谱（UV-Vis）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的吸收光谱和光催化性能。

三、介孔TiO2薄膜的应用领域1. 光催化材料：由于介孔TiO2具有高比表面积和优异的光学性能，因此可用于制备高效率的光催化材料，如污水处理、空气净化等领域。

2. 电池材料：由于介孔TiO2具有优异的导电性能和高比表面积，因此可用于制备锂离子电池、太阳能电池等材料。

3. 传感器材料：由于介孔TiO2具有高比表面积和优异的化学特性，因此可用于制备气敏传感器、生物传感器等材料。

4. 其他领域：介孔TiO2还可用于制备催化剂、涂料、光学薄膜等领域。

四、介孔TiO2薄膜的发展趋势1. 多功能化：未来的介孔TiO2薄膜将具有多种功能，如光催化、电化学、生物医学等多种应用。

TiO2纳米晶和薄膜的制备及光催化性能

维普资Biblioteka 第３卷第３１期
２０年９０８月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｂｎｃｕｉｅｓｙｏＳｉｃｎｅｈｏｏｙＮａｒｌ￣ｎ￣ｄｔｎ）ｏｒａｏＣａｇｈｎｖｒｉｆｃｅｅａｄＴｃｎｌ｛ｔａＳｉｃＥｉｏＵｎｔｎｇｕ￣ｉ
ＡｂｔａｔＴｉｎｎｃｙｔｌａｄｔｉｌｒｒｐｒｄｂｌｅｐｏｅｓＳｍｐｅｎｅｌｄａｉｅｅｔｅｅａｕｅｒｓｒｃ：Ｏ：ａｏｒｓａｓｎｎｆｍｓｈｉｗｅｅｅａｅｙｓ・ｌｒｃｓ．ａｌｓｎａｅｔｆｒｎｍｐｒｔｒｓｐｏｇａｄｔｗｅｅ
自从１７９２年Ｆｊｈｍａ和Ｈｏｄｕｉｉｓｎａ发现Ｔ０电ｉ２
有机污染物的环境处理方面有着广阔的应用前景。本工作采用溶胶一凝胶法制备了ＴＯ：ｉ纳米粉末及在石英玻璃基片上制备了不同层数的ＴＯ：ｉ薄膜，并研究了工艺参数对纳米ＴＯ粉末的结构及ＴＯｉ：ｉ：
ａｏｕ０％ｉ６０ｉｂｔ９ｎｍｎ．
Ｋｅｒｓｓｌｅｍｅｈｄｎｎｃｙｔｌ；ＴＯ２ａｏｌ；ｐｏｏａａｙｉｙｗｏｄ：ｏ－ｌｔｏ；ａｏｒｓｓｇａｉｎｆｍｎｉｈｔｃｔｌｓｓ
关键词：溶胶一凝胶法；纳米晶；纳米ＴＯ。ｉ薄膜；光催化
中图分类号：Ｔ０６６３Ｑ３：０４文献标识码：Ａ文章编号：１７ —９７２０）０６２８０（０８３—０９０５—０３

制备tio2薄膜的方法

制备tio2薄膜的方法
制备TiO2薄膜的方法有多种，以下列举几种常见的方法：
1. 溶液法：将含有TiO2前体的溶液在基板上喷涂、浸涂或旋涂，然后通过烘干和烧结等步骤形成薄膜。

常用的前体有钛酸酯、钛酸铁、钛酸盐等。

2. 气相法：通过热蒸发、溅射、磁控溅射等方法，在高温下使TiO2原子或分子气化并沉积在基板上形成薄膜。

3. 热氧化法：将Ti基板在高温氧气环境中进行氧化处理，使其表面形成一层TiO2薄膜。

4. 水热法：将含有Ti离子的溶液在高温、高压水热条件下进行反应，生成TiO2纳米晶体，并在基板上形成薄膜。

5. 电化学沉积法：通过电化学反应，在电解液中控制电流密度和电位来使TiO2沉积在电极上形成薄膜。

以上是一些常见的制备TiO2薄膜的方法，具体选择哪种方法取决于实际需求和研究目的。

电解制备二氧化钛薄膜的研究

电解制备二氧化钛薄膜的研究二氧化钛（TiO2）是一种重要的半导体材料，具有多种优良的物理化学性能，如稳定性、硬度等，因此被广泛应用于光电子器件、太阳能电池、储能设备等领域。

制备 TiO2 薄膜的方法中，电解法是一种简单易行的制备方式。

在这种方法中，电极表面通过电极化学反应生成 TiO2 薄膜。

本文将介绍 TiO2 薄膜的电解制备方法及其研究进展。

一、TiO2薄膜的电解制备方法1、传统的电化学沉积法传统的电化学沉积法是将电极浸入含有钛盐的电解液中，通过施加电压使电极表面发生电化学反应，生成二氧化钛。

其中钛盐可以是 TiSO4、 TiCl4、Ti(CH3COO)4 等。

在这种方法中，电极表面的生成情况与电极材料、电场强度、电解液浓度、温度等因素有关。

2、阳极氧化法阳极氧化法是一种简单、快速、低成本的TiO2 薄膜制备方法。

在这种方法中，将钛制品放入电解液中作为阳极，加上外部直流电源施加电压，通过电解反应在钛制品表面形成 TiO2 陶瓷膜。

该方法可以得到高品质的 TiO2 膜，并且可以通过调节电解液成分和工艺参数来控制膜的厚度和组成。

3、阴极反应生长法阴极反应生长法将TiO2 的制备完整依托于阴极反应。

通过调节电解液的组成和形成条件，实现在阴极表面上定向沉积 TiO2 薄膜。

通过选择筛选合适的阴极表面材料和制备条件，可以实现制备具有优异性能的 TiO2 薄膜。

二、电解制备 TiO2 薄膜的发展现状电化学沉积法是一种较早研究的 TiO2 薄膜制备方法，已经成为了一种比较成熟的技术方案。

历经多年的研究，目前已经有了一些较为久负盛名的学者，如Cowper 、Haynes 等，他们对电化学沉积法的机理进行了深入的研究，并取得了诸多可喜的研究成果。

阳极氧化法相比于传统的电化学沉积法有更多的应用前景。

阳极氧化法以便宜易得的钛制品作为原材料，通过阴极反应入侵制备 TiO2 薄膜的方法获得的 TiO2 薄膜能带结构和光学性质等方面的特性明显优于传统的电化学沉积法。