利用聚多巴胺薄膜制备二氧化钛薄膜

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二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用

二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用

二氧化钛薄膜的制备及其在光催化降解中的应用二氧化钛薄膜是一种常见的光催化材料,具有良好的催化性能和化学稳定性,广泛应用于环境治理、能源利用、医疗卫生等领域。

本文将介绍二氧化钛薄膜的制备方法及其在光催化降解中的应用。

一、二氧化钛薄膜的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化钛薄膜的方法,基本过程包括:溶胶合成、凝胶制备、薄膜涂布、热处理等步骤。

其中,溶胶合成和凝胶制备是关键步骤。

在这个过程中,钛源和溶剂或催化剂经过反应形成钛溶胶,并通过控制反应条件、添加表面活性剂等措施调节溶胶的大小、形态和分散度;然后将溶胶加入凝胶剂中,通过混合、沉淀、过滤、洗涤等步骤,制备出均匀、致密的二氧化钛凝胶。

最后,将凝胶液涂覆在基材表面,经过热处理,就可以得到二氧化钛薄膜。

2. 水热合成法水热合成法是一种常用的制备纳米二氧化钛薄膜的方法,主要通过水热反应控制粒径和形貌。

其基本工艺是将钛源、反应剂和水溶液混合,在高压、高温下反应,通过水热反应形成纳米颗粒,并滞留在基材表面,最终生成一层纳米二氧化钛薄膜。

3. 真空蒸发法真空蒸发法是一种制备薄膜的经典方法,可以制备出极薄的二氧化钛膜。

其基本原理是使用真空蒸发设备,在高真空下将钛源加热蒸发,产生气态的钛原子,通过沉积在基材表面制备出均匀、致密的二氧化钛薄膜。

二、二氧化钛薄膜在光催化降解中的应用1. VOCs处理挥发性有机化合物(VOCs)是一种常见的大气污染物,对环境和人类带来危害。

二氧化钛光催化剂可以通过电子-空穴对的产生,将VOCs分解成CO2和H2O等无害物质,达到净化大气的目的。

已有研究表明,利用二氧化钛薄膜进行光催化降解VOCs具有高效、低成本、高选择性等优点。

2. 废水处理废水中的有机物、亚甲基蓝等粗放污染物难以通过传统的水处理方法去除。

利用二氧化钛光催化剂使其逐渐降解为无害物质,成为一种新型的水处理方法。

在这个过程中,二氧化钛薄膜可以被溶解在废水中,充分利用其高比表面积、高活性等优点。

二氧化钛薄膜制备技术

二氧化钛薄膜制备技术

《材料制备技术》期末论文题目:二氧化钛薄膜的制备学院:物理科学与技术学院专业:材料物理姓名:曾瑞学号:20113012300192013年12月15日二氧化钛薄膜的制备专业:材料物理;姓名:曾瑞; 学号:2011301230019一、选题背景及意义口从2972年Fujishima和Honda|l]发现光照Ti02半导体电极町以分解水制氢以來,开始了非均相催化的新纪元。

从那时起,化学、物理学、化学工程学和材料学的专家们努力探索和了解半导体光催化的基本过程,研制新的光催化材料,使以半导体光催化为基础的材料研究和应用得到迅速发展。

光催化材料领域涉及范闱非常宽,包括材料、能源、环境和生命起源等。

目前光催化研究大体分为:分解水和相关溶液制氢、太阳能电池、人规模污水处理、氮和碳的光化学固定、光催化环境净化材料、光催化冇机、无机反应化学等。

近年來,比催化在环境净化方面的研究利应用成为最活跃的领域,在实际应用中取得了激动人心的成果。

众所周知,随看人类科学技术水平的提升,人们左享受方便与舒适的同时,也在人范鬧的破坏人类赖以生存的环境,人气污染、河流海洋污染、资源枯竭、极端天气的出现等等, 无不给我们敲响了警钟。

面对世界环境问题的口益严觅,人们一II在研究、寻找治理环境污染的办法,尤其是最近几十年人们的目光专注于研究新型的污染治理技术。

二氧化钛由于独特的光物理和光化学性质,在光学材料、比电化学和光电池、光催化降解右机物方面令广泛的应用前景,引起了人们很大的兴趣。

90年代,纳米材料科学的兴起,为以二氧化钛为对象的基础理论和应用基础研究注入了新的研究内容。

由于纳米粒子的量子尺寸效应、表面效应等使得二氧化钛纳米材料的结构和性质都与常规二氧化钛有很人区别。

「02光催化材料的应用形式主要分为悬浮型粉体和负載型薄膜两类。

TiO2粉体易团聚,难回收等缺点限制CM化活性的进•步提高,1987年,Matthews肯次捉出采用TiO2薄膜光催化分解有机物。

二氧化钛薄膜制备方法

二氧化钛薄膜制备方法

二氧化钛薄膜制备方法二氧化钛薄膜,这可真是个神奇的东西呀!它在好多领域都有着重要的应用呢。

那怎么制备二氧化钛薄膜呢?且听我慢慢道来。

先来说说溶胶-凝胶法吧。

这就好像是在搭积木一样,把各种材料巧妙地组合在一起。

先准备好钛的化合物作为原料,然后通过一系列的化学反应,让它变成溶胶状态,就像是把一堆零散的积木变成了有粘性的一团。

接着把这团溶胶涂到基底上,再经过干燥、热处理等步骤,哇塞,二氧化钛薄膜就慢慢形成啦!你说神奇不神奇?还有化学气相沉积法呢。

这就好像是一场魔法表演,让气体在特定的条件下发生奇妙的变化。

把含有钛的气体引入到反应室中,在高温等条件的作用下,这些气体会慢慢沉积在基底上,逐渐形成那薄薄的二氧化钛薄膜。

就好像是魔术师轻轻挥动手中的魔法棒,奇迹就出现啦!水热法也很不错哟!把含钛的化合物和水放在一个特殊的容器里,就像是把食材放进了高压锅,然后在合适的温度和压力下,让它们发生反应。

经过一段时间后,打开容器,嘿,二氧化钛薄膜就在里面啦!是不是很有意思呀?物理气相沉积法也值得一提呢。

就好像是在打造一件精美的工艺品,通过各种物理手段,把钛的材料一层一层地沉积到基底上。

这个过程需要精细的控制和操作,稍有不慎可能就会影响薄膜的质量哦,是不是很有挑战性?那我们在制备二氧化钛薄膜的时候要注意些什么呢?比如说要控制好各种参数呀,温度呀、浓度呀、时间呀等等,这可都关系到薄膜的性能呢。

就好像做饭一样,火候、调料的多少都得把握好,不然做出来的菜可就不好吃啦!再比如说要选择合适的基底材料呀,不同的基底可能会对薄膜的生长和性能产生不同的影响呢。

这就好比是给一件衣服选择合适的布料,合适的布料才能让衣服更加漂亮、舒适呀!还有呀,在制备过程中一定要有耐心,不能急于求成。

毕竟这是一个精细的活儿,就像绣花一样,得一针一线慢慢来。

你想想,要是着急忙慌地弄,能做出好的二氧化钛薄膜吗?总之呢,二氧化钛薄膜的制备方法有好多种,每种方法都有它的特点和优势。

二氧化钛膜材料的制备及其性能研究

二氧化钛膜材料的制备及其性能研究

二氧化钛膜材料的制备及其性能研究二氧化钛是一种广泛应用的材料,其应用范围涉及到许多领域,如电子、光电、化学和生物医学等。

作为一种重要的半导体材料,二氧化钛的性质与结构等特点直接影响到其在实际应用中的表现。

本文将介绍二氧化钛膜材料的制备及其性能研究。

一、二氧化钛膜材料的制备目前,二氧化钛膜材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、热氧化法、磁控溅射法和离子束溅射法等多种方法。

其中,溶胶-凝胶法是一种制备二氧化钛膜的常用方法。

该方法主要是通过水热处理的方式,将二氧化钛溶胶转化为凝胶,然后通过热处理使其形成二氧化钛膜。

这种方法具有制备工艺简单、制备成本低、成膜速度快、膜厚均匀等优点。

另一种常见的制备二氧化钛膜的方法是热氧化法。

该方法是将纯金属或合金材料在高温下进行氧化反应,使其形成二氧化钛膜。

与溶胶-凝胶法相比,这种方法制备的二氧化钛膜具有结构稳定、热稳定性好、晶体结构优良等优点。

二、二氧化钛膜材料的性能研究二氧化钛膜材料因其独特的性质被广泛应用于许多领域,因此对其性能的研究也相当重要。

以下将从光催化性能、光电性能、电学性能和热学性能几个方面进行分析。

1.光催化性能二氧化钛膜具有良好的光催化性能,在紫外线照射下能够分解水分子产生氢气和氧气。

该性能使得二氧化钛膜在环保和新能源领域有广泛的应用。

研究表明,随着二氧化钛膜厚度的增加,其光催化性能也随之增强。

因此,在制备过程中,二氧化钛膜的厚度也成为一个重要参数。

2.光电性能二氧化钛膜还具有良好的光电性能,其在紫外线照射下能够产生电荷对,并在外电场的作用下形成电流。

此外,二氧化钛膜还具有较大的电导率和光吸收系数,使其在光电器件中得到广泛应用。

研究表明,调节二氧化钛膜的晶体结构和厚度可以进一步提高其光电转换效率。

3.电学性能二氧化钛膜的电学性能主要表现为其导电性能和介电性能。

由于二氧化钛膜的导电性能较弱,因此其主要应用于电介质领域,如电容器、电子元件等。

在这些应用中,二氧化钛膜的导电性能越弱,其介电损耗也越小,其介电常数也越小。

二氧化钛薄膜的制备以及对薄膜器件制备过程的了解

二氧化钛薄膜的制备以及对薄膜器件制备过程的了解

材料工程基础实验之一二氧化钛薄膜的制备以及对薄膜器件的了解实验指导书一、实验目的1、掌握溶胶凝胶法制备二氧化钛薄膜的工艺过程;2、学习使用数显匀胶机;3、了解薄膜材料的微结构分析方法;4、了解薄膜器件的制备。

二、实验原理TiO2 由于具有颜料特性及高的催化活性和光稳定性,可用于制作电介质材料、光催化薄膜、减反射涂层、氧传感器、湿度传感器等,实现有机物降解,自清洁以及太阳能转换等功能。

由于超细TiO2 粉末在应用时存在易团聚、难分离等问题,而将二氧化钛粉体负载于一些固体材料的表面则可以得到分散性好的二氧化钛薄膜;也就是将TiO2 或其前驱体,运用各种镀膜工艺,涂覆在各种基材上。

溶胶- 凝胶法是目前制备无机材料薄膜使用较广的一种方法,由于其生产成本低,镀膜时所需的温度也较低,因此受到重视。

其原理是以适宜的无机盐或有机盐为原料制的溶胶,涂覆在基体表面,经水解和缩聚反应等在基材表面胶凝成膜,再经干燥,煅烧与烧结获得表面膜。

溶胶凝胶法制备二氧化钛原理:水解:n Ti(C4H9O)4+4 nH2d nTi(OH) 4+4n ROH 缩合:nTi(OH)4—nTiO2+2nHO简单的讲,溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。

凝胶在适当温度下放置,失去网状结构内部的水分,即得干凝胶。

干凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

利用X 射线衍射仪、透射电镜和原子力显微镜对所制备的薄膜进行了测试和初步分析。

三、实验原料与仪器原料:钛酸四丁酯(化学纯)、无水乙醇(分析纯)、盐酸(分析纯)、乙酸(分析纯)、去离子水、PH 试纸。

仪器:数显匀胶机、电炉、控温仪、电子天平、烧杯、玻璃棒、移液管、磁力搅拌器、一次性注射器及过滤器四、实验步骤(一)、配置0.2mol/L 的二氧化钛前躯体约15ml 溶液(1)由分子计量比计算出钛酸四丁酯的用量;Ti(C 4H 9O)4=0.2mol/L*15ml*340.36*1g/cm 3=1.0211ml(2)将钛酸四丁酯加入到7.5ml 无水乙醇中,充分搅拌后滴入适量盐酸调节其PH 值为1-2,完成1#溶液;将0.25ml乙酸溶于去离子水,用盐酸调节PH值为1-2,完成2#溶液;(3)将2#溶液逐滴加入到1#溶液中,充分搅拌;(4)用注射器和过滤器滤出沉淀,即得二氧化钛前躯体溶液,最终配置的前驱体溶液为纯净透明液体。

二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究的开题报告

二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究的开题报告

二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究的开题报告一、研究背景及意义二氧化钛光催化材料具有广泛的应用前景,可以通过太阳辐射产生光催化反应,将有机物质分解成CO2和H2O,从而实现环境污染的治理。

因此,研究二氧化钛光催化材料的制备与表征具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容与方法本文拟通过以下研究内容开展二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究:1.制备二氧化钛光催化薄膜:采用溶胶-凝胶法、水热法和物理气相沉积法制备二氧化钛光催化薄膜,并探究各种方法的制备优缺点和影响因素。

2.表征二氧化钛光催化薄膜:采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱等表征手段,分析二氧化钛光催化薄膜的形貌、结构、晶相和光电性能。

3.研究二氧化钛光催化薄膜的光催化性能:在不同光照条件下,以亚甲基蓝(MB)为示范有机物质,评估不同条件下二氧化钛光催化薄膜对MB的降解效果,并探究制备参数对光催化活性的影响。

三、预期结果通过上述研究内容,预期得到以下几个方面的研究结果:1.成功制备出质量优良的二氧化钛光催化薄膜,并比较不同制备方法的制备优缺点和影响因素。

2.表征了二氧化钛光催化薄膜的形貌、结构、晶相和光电性能,为进一步探究其光催化机理提供了基础数据。

3.评估了不同条件下二氧化钛光催化薄膜对MB的降解效果,并探究制备参数对光催化活性的影响,为二氧化钛光催化材料的应用提供了实用性参考。

四、论文结构本文拟分为以下几个部分:第一章研究概述:包括研究背景、研究意义、研究内容与方法、预期结果等。

第二章文献综述:对二氧化钛光催化材料的研究现状进行综述,包括其制备方法、表征手段、光催化活性等方面。

第三章材料与方法:包括所使用的材料、试剂、制备方法等方面。

第四章结果与分析:包括二氧化钛光催化薄膜的制备、表征及其光催化性能的评估,并对实验结果进行分析。

第五章结论与展望:总结研究成果,对未来工作进行展望,并提出可能存在的局限性和改进方法。

聚多巴胺辅助的液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱及其在电色谱中的应用

聚多巴胺辅助的液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱及其在电色谱中的应用

聚多巴胺辅助的液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱及其在电色谱中的应用李向良;盛强;李雪松;王其伟;郭勇;刘淑娟【摘要】利用多巴胺的自氧化聚合反应在毛细管内壁引入聚多巴胺涂层,并以聚多巴胺涂层作为连接臂辅助二氧化钛前躯体氟钛酸铵液相沉积制备了二氧化钛涂层毛细管柱.该方法制备过程简单,条件温和,形成的涂层稳固.采用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和测定电渗流变化对涂层性质进行了表征.选择5种阴离子、生物碱作为分离对象,考察了缓冲液组成、浓度和pH值等因素对该涂层柱毛细管电色谱分离性能的影响.结果显示,在优化条件下,5种阴离子及生物碱在该涂层毛细管柱上均能得到较好的分离.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】7页(P73-79)【关键词】聚多巴胺;二氧化钛;毛细管电色谱;无机阴离子;生物碱【作者】李向良;盛强;李雪松;王其伟;郭勇;刘淑娟【作者单位】中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;中国石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;中国科学院兰州化学物理研究所西北特色植物资源化学重点实验室甘肃省天然药物重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所西北特色植物资源化学重点实验室甘肃省天然药物重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】O657.8;TQ425.222毛细管电泳是近年发展起来的高效分离分析技术,具有分离效率高、分析速度快、样品及溶剂消耗量小、分离模式多等优点,因此被广泛用于样品的分离分析。

但该方法也存在不足,如对碱性化合物的分离存在严重吸附,某些阴离子的出峰时间长,甚至无法被检测。

金属氧化物涂层柱通过引入金属氧化物涂层,改变毛细管内表面带电状态,影响电渗流进而影响分离,可以作为毛细管区带电泳的一种改进。

制备二氧化钛的方法

制备二氧化钛的方法

制备二氧化钛的方法二氧化钛是一种常见的无机化合物,具有广泛的应用领域,如光催化、电化学能量存储、太阳能电池等。

下面将介绍几种常见的制备二氧化钛的方法。

1. 水热法水热法是一种常用的制备二氧化钛纳米颗粒的方法。

首先,在适量的水溶液中加入一定量的钛源溶液,如钛酸四丁酯或钛酸乙酯。

然后,在一定的温度和压力条件下,用水热的方式来催化反应。

在水热过程中,钛源溶液中的钛离子会和主要来源于水中的氧离子反应,生成二氧化钛颗粒。

通过控制反应条件,如温度和时间,可以调控二氧化钛颗粒的形貌和尺寸。

2. 水热法结合模板法这种方法是将模板剂(如有机物或无机物)引入到水热法中,通过模板引导的方式来控制二氧化钛颗粒的形貌和结构。

一种常见的方法是将正硅酸乙酯(TEOS)作为模板剂加入到钛源溶液中,然后进行水热反应。

在反应过程中,TEOS会在水热环境中水解,形成为纳米级的硅凝胶。

接着,钛源溶液中的钛离子与产生的硅凝胶发生反应,生成二氧化钛-硅复合物。

最后,通过高温煅烧去除模板剂和硅凝胶,得到纳米级的二氧化钛颗粒。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化钛薄膜和多孔薄膜的方法。

首先,将钛源溶解在适当的溶剂中,形成溶胶。

然后,在适当的条件下,如酸碱调节和加热,溶胶会缓慢地凝胶化,形成凝胶体。

接着,将凝胶体进行干燥或煅烧处理,使其转变为二氧化钛薄膜。

通过控制不同的参数,如溶胶浓度、酸碱性和煅烧温度,可以调控制备的二氧化钛薄膜的特性,如孔径大小和表面形貌。

4. 水热氧化法水热氧化法是一种以水和氧为反应物的方法来制备二氧化钛。

首先,将钛源溶解在水中,形成钛酸溶液。

然后,将该溶液置于高温高压的水热反应器中,进行水热氧化反应。

在反应过程中,钛酸溶液中的钛离子会与水中的氧反应,生成二氧化钛。

这种方法相比于传统的煅烧法,具有低温、快速和环境友好的优点。

总结起来,制备二氧化钛的方法有水热法、水热法结合模板法、溶胶-凝胶法和水热氧化法等。

聚多巴胺辅助溶胶_凝胶TiO_2薄膜表面固定牛血清白蛋白_孙见敏

聚多巴胺辅助溶胶_凝胶TiO_2薄膜表面固定牛血清白蛋白_孙见敏

生物医学工程研究Journal of Biomedical Engineering Research2014,33(4):245 250*国家自然科学基金资助项目(50901058);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(xjj2011096)。

△通信作者Email :taofu@mail.xjtu.edu.cn.聚多巴胺辅助溶胶-凝胶TiO 2薄膜表面固定牛血清白蛋白*孙见敏1,付涛1△,吴锋2,刘芸3,张红梅1,孙嘉懋1(1.西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室,西安710049;2.西安交通大学医学院,西安710061;3.西安交通大学理学院化学系,西安710049)摘要:在钛表面涂覆溶胶-凝胶TiO 2薄膜,再利用聚多巴胺薄膜结合牛血清白蛋白(BSA )分子,以改善血液相容性。

X 射线光电子能谱分析表明TiO 2薄膜表面形成了聚多巴胺薄膜和BSA 分子层。

接触角测试结果表明聚多巴胺薄膜和BSA 分子层使试样的接触角升高,但表面能和界面张力下降。

血液相容性实验表明,与TiO 2涂层试样相比,结合BSA 分子的试样具有更好的抗凝血性能和抗血小板聚集性能。

关键词:钛;TiO 2;溶胶-凝胶;多巴胺;牛血清白蛋白;血液相容性中图分类号:R318.08文献标识码:A文章编号:1672-6278(2014)04-0245-06Polydopamine Assisted Immobilization of Bovine Serum Albuminon Sol -gel TiO 2FilmSUN Jianmin 1,FU Tao 1,WU Feng 2,LIU Yun 3,ZHANG Hongmei 1,SUN Jiamao 1(1.Key Laboratory of Biomedical Information Engineering of Ministry of Education ,School ofLife Science and Technology ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049,China ;2.College of Medicine ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710061;3.Department of Chemistry ,School of Science ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049)Abstract :Sol -gel TiO 2film was coated on Ti substrate and then polydopamine film was utilized to immobilize bovine serum albu-min (BSA )molecules to improve the hemocompatibility of TiO 2film.The analysis of X -ray photoelectron spectroscopy indicated that polydopamine film and BSA molecule layer were formed at TiO 2film surface.The results of contact angle measurement showed that the polydopamine film and BSA molecule layer increased contact angle ,but decreased surface energy and interface tension of the sample.The hemocompatibility tests demonstrat that the sample with BSA molecules layer has better anti -thrombogenic activity and anti -ag-gregating function compared with the TiO 2coated sample.Key words :Ti ;TiO 2;Sol -gel ;Dopamine ;Bovine serum albumin ;Hemocompatibility1引言TiO 2薄膜耐蚀性好,具有良好的生物相容性,常用于钛合金及其它医用金属材料的表面改性[1-3]。

制备tio2薄膜的方法

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。

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article info
Article history: Received 6 April 2011 Received in revised form 5 December 2011 Accepted 5 December 2011 Available online 13 December 2011
2. Experimental section
2.1. Reagentsห้องสมุดไป่ตู้
Dopamine hydrochloride was purchased from Aladdin Chemistry Co. Ltd. Titanium tetrachloride was purchased from China National Medicines Corporation Co. Ltd. All other reagents were obtained from Shanghai Reagent Co. Ltd.
Keywords: Titanium dioxide Thin films Polydopamine Contact angle Hydrophilic conversion Wetting Glass substrate
abstract
Titanium oxide (TiO2) nanofilm was prepared by a simple method of sol–gel deposition on the glass substrate, which was pre-modified with a polydopamine (PDA) film. The as-prepared TiO2 nanofilm was analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy. The thickness of TiO2 film can be controlled by the thickness of PDA film, which was dependent on the polymerization time. The mechanism of wettability conversion on TiO2 film was investigated by means of contact angle measurements in different experimental conditions. The results demonstrated that humidity was the major factor for converting the hydrophobic surface of TiO2 film into hydrophilic surface under ultra-violet (UV) irradiation. And atmospheric oxygen played dominant role in reconverting the hydrophilic surface of TiO2 film into hydrophobic surface when it was stored in the dark. The TiO2 nanofilm showed reversible hydrophobic/hydrophilic conversion in the condition of alternating between UV irradiation and storage in the dark.
This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the author for internal non-commercial research and education use, including for instruction at the authors institution
⁎ Corresponding author. Tel.: + 86 791 87046351; fax: + 86 791 87046320. E-mail address: zlz@ (L. Zheng).
0040-6090/$ – see front matter © 2011 Elsevier B.V. All rights reserved. doi:10.1016/j.tsf.2011.12.017
Longzhen Zheng ⁎, Qiang Liu, Leyan Xiong, Yindi Li, Kui Han, Wen Liu, Kun Tao, Shaoming Yang, Jian Xia
Department of Chemistry and Chemical Engineering, East China Jiao Tong University, Nanchang, Jiangxi 330013, PR China
platform for secondary reactions, leading to tailoring of the coatings for diverse functional uses. For example, the outer hydroxyl groups of the PDA film can chelate with metal ions of inorganic oxide to generate oxide film [15].
websites are prohibited.
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Author's personal copy
Thin Solid Films 520 (2012) 2776–2780
Contents lists available at SciVerse ScienceDirect
Thin Solid Films
and sharing with colleagues.
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1. Introduction
Titania (TiO2) film has been received special attention in the past few years due to its outstanding properties and widespread potential applications. Applications of TiO2 film in photodegradation of organic pollutants [1], hybrid solar cells [2], gas sensors [3], and anti-fogging mirrors [4] were reported. Numerous methods have been developed to fabricate TiO2 film, such as chemical vapor deposition [5], sputtering technique [6], hydrothermal process [7] and electron beam evaporation [8]. However, a large apparatus was needed and the operation process was complicated in these methods. Recently, the simple sol–gel method has attracted attention again for the preparation of TiO2 film due to its easy operation. The sol–gel solution of TiO2 can be coated onto a substrate by dip-coating [9], electrostatic sol spray deposition [10], and aerosol pyrolysis [11].
In the present manuscript, PDA film was first polymerized on glass substrate and then used as a template for the preparation of TiO2 nanofilm. The thickness of TiO2 nanofilm was controlled by the thickness of PDA film, which was dependent on the polymerization time. The wettability of the as-prepared TiO2 nanofilm in different conditions was studied to reveal the mechanism of hydrophobic/hydrophilic conversion.
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