连续快速常压化学气相沉积法制备二氧化钛与掺杂二氧化钛薄膜及其性能的研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要本文介绍了Ti02光催化性和亲水性的研究背景和原理，比较了各种Ti02薄膜的制备方法，并总结了其光催化性和亲水性的影响因素。目前，国内对在线沉积Ti02薄膜的研究仍处于探索阶段。鉴于此，文中采用了自行设计的实验装置用以模拟浮法在线镀膜工艺过程。在该实验装置中，薄膜沉积在以一定速度移动的玻璃基板上，其特点为薄膜沉积时间短、沉积速率快。本文结合浮法玻璃生产工艺，提出了以四异丙醇钛(TTIP)为先驱体，采用常压化学气相沉积法，在浮法玻璃片上制备具有光催化性和亲水性的Ti02薄膜；并以此为基础，通过在前驱体中加入三氟乙醇(TFE)制备F掺杂Ti02薄膜。

2、文中通过对薄膜的晶相、厚度和表面形貌等的表征，系统的研究了Ti02薄膜性能与基板温度、基板移动速度、前驱体总气流量和前驱体TTIP浓度等关键工艺参数之问的关系。实验结果表明：薄膜的光催化性能随薄膜的晶相、厚度和表面形貌的改变而变化。锐钛矿相的薄膜光催化性能明显优于其它相，结晶度越高的薄膜光催化性能也越好。薄膜厚度对薄膜的光催化性能有一个最佳值．300nlTl。表面粗糙致密的薄膜光催化性能更好。同样，薄膜的亲水性能也随薄膜晶相、厚度和表面形貌的改变而变化。锐钛矿相的薄膜亲水性能明显好于其它相，结晶度越高的薄膜亲水性能也越好。薄膜厚度较大时，厚度对薄膜的亲水性能无明显影响。

3、平整致密的薄膜表面有利于水滴的铺展，即薄膜的亲水性能更好。制备未掺杂1102薄膜的最佳工艺条件为：基板移动速度为1．5m／rain时，基板温度580℃、反应总气流量26．34L／min、TTIP浓度1．0％；基板速度为6．0m／min时，最佳总气流量为26．34L／min。此外，还研究了掺杂气体(TFE)对Ti02薄膜结构与性能的影响。结果表明：TFE的引入会抑制薄膜中锐钛矿相的形成；随着TFE流量的增加，薄膜的光催化性和亲水性能都在TFE流量为5．94L／min时达到最好，且优于纯的Ti02薄膜。本工作表明利用模拟浮法在线镀膜的快速常压化学气相沉积装置可以有效的实现T

4、i02镀膜玻璃的制备，为工业化应用提供必要的技术参数和理论指导。关键词：常压化学气相沉积，Ti02薄膜，光催化，亲水性，掺杂浙江大学硕十学位论文AbstractInthispaper,acomprehensiveintroductionofTi02，includingitsbackgroundandmechanismsofphotocatalysis&hydrophilieity,hadbeengiven．AcomparisonbetweendifferentpreparationmethodsandinfluencingfactorsonTi02films’photo

5、catalysisandhydrophilicityhadbeendiscussed．AtpresentinChina,thestudyofonlinedepositionofTi02filmsisstillunderexploration．Forthis，aself-designedapparatuswasusedtosimulatetheonlinedepositiononfloatglassproductionline．ThisapparatuscaildepositTi02filmscontinuouslyonthemovingglasssubstrateswi

6、thshortdepositiontimeandhighdepositionrate．Combinedwiththefloatglassproductionline，thispaperputforwardanaimtopreparephotocatalytic&hydrophilicTi02filmsonfloatglasssubstratesviaTTIPbytheatmosphericpressurechemicalvapordeposition(APCVD)．Basedonthese，theFdopedTi02filmswerepreparedbyaddingTF

7、Eintotheprecursors．Bythecharacterizationofthefilm’Scrystalstructure，thicknessandsurfacetopographyetc．，thecorrelationsbetweenkeypreparationparameters(substratetemperature，substratemovingspeed，totalgasflowrate&precursorconcentration)andthefilm’Sstructures&propertieswerestud