不同玻璃基板上TiO2薄膜的制备、表征及其性能的研究

摘要

在光催化领域，由于 TiO2的光催化活性高、化学稳定性好、价格低廉、使用安全等特点而备受关注。近年来，纳米晶 TiO2光催化剂用于脱除液相有机污染物的研究已经显示出示诱人的应用前景。最初，TiO2光催化材料的研究大多是在悬浮体系中进行，即采用粉末光催化剂。虽然悬浮于溶液中的纳米晶 TiO2粉末催化剂对有机污染物具有高效的氧化能力，但粉末氧化剂存在易失活、易凝聚、难回收等缺点，因而限制了它的实际应用。所以纳米晶TiO2固载化技术的研究成为光催化发展的一个重要方面。而以玻璃为载体的TiO2薄膜具有透光性良好、便于设计成各种形状、廉价易得等优点，引起了研究者的重视。
　　本文采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在不同玻璃基板上成功制备出TiO2薄膜。在一定温度下，不同基板上TiO2薄膜的光吸收性能与其晶型相关。煅烧温度不同，制得不同晶型TiO2薄膜，其中普通玻璃基板上的TiO2受温度影响较大，其次为ITO基板上的TiO2，石英玻璃基板上的TiO2直到较高温度(600℃)下仍为锐钛矿型。在相同条件下，不同基板上TiO2薄膜光催化活性相差较大，活性顺序为：石英(TiO2)>ITO(TiO2)>普通(TiO2)。XPS结果表明，TiO2薄膜表面有表面离子受热扩散，普通玻璃基板上的TiO2薄膜表面除Ti、O外，有Na+扩散，ITO基板上的TiO2薄膜表面有In3+扩散，而石英玻璃基板上的TiO2薄膜表面无其它杂质扩散。表面离子扩散改变TiO2薄膜的光电性能，由于扩散到薄膜表面的Na+对TiO2薄膜的晶型有影响，并且成为载流子的复合中心，导致普通玻璃基板上的TiO2薄膜光催化活性最低。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 光催化技术

1.2 二氧化钛的晶型结构

1.3 TiO2的能带结构

1.4 二氧化钛的光催化特性

1.5 半导体的导电原理

1.6 半导体（TiO2）与金属的接触

1.7 TiO2光催化活性影响因素

1.8 研究内容及其意义

第二章 不同玻璃基板上TiO2薄膜的制备及其活性

2.1 制备TiO2薄膜的方法

2.2 实验部分

2.3 TiO2薄膜的厚度

2.4 TiO2薄膜的光催化活性

2.5 结论

第三章 三种玻璃基板上TiO2薄膜的物性表征

3.1 实验仪器

3.2 紫外-可见光谱分析

3.3 X射线衍射分析

3.4 X射线光电子能谱分析

3.5 TiO2薄膜的光电流

3.6 本章小结

第四章 钠离子对TiO2结构及其性能的影响

4.1 实验部分

4.2 结果与讨论

4.3. 本章小结

第五章 TiO2薄膜降解甲基蓝机理初探

5.1 引言

5.2 探究甲基蓝降解机理

5.3 本章小结

结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢