Zn^(2+)掺杂二氧化钛复合薄膜的制备与性能研究

摘要

本文以钛酸丁酯、二乙醇胺、硝酸锌为主要原料,在乙醇-水体系中,通过溶胶-凝胶法获得TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4溶胶,经600~800℃热处理后制备了TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜。利用XRD、SEM、AFM和接触角测试等表征方法详细研究了复合薄膜的物相、微观结构、表面形貌以及亲水性和光催化性能。结果表明:与TiO2薄膜相比,TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜具有优越的亲水性和光催化性能。在紫外光照60 min条件下,接触角从TiO2薄膜的15.4°,下降到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的7.3°、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的5.2°。在紫外光照180min条件下,亚甲基蓝降解率从TiO2薄膜的60%,提高到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的80%、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的90%。由于Zn2+的掺杂增加了薄膜表面的羟基,且ZnTiO3、Zn2TiO4晶型具有催化特性,从而提高了ZnTiO3、Zn2TiO4复合薄膜的自清洁性能。