apcvd法制备掺氮二氧化钛薄膜及其性能研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l2卷第3期功能材料与器件学报Vok12，No．32006年6月JOURNALOFFUNCTIONALMATERIALSANDDEVICESJun．。2006文章编号：1007—4252(2006)03—0187—05APCVD法制备掺氮二氧化钛薄膜及其性能研究王薇薇，郭玉，张溪文，韩高荣(浙江大学硅材料国家重点实验室，杭州310027)摘要：采用常压化学气相沉积(APCVD)法，以四氯化钛(TiC1)、氧气(O)氨气(NH，)作为先驱体，成功制备了掺氮二氧化钛(TiO)薄膜。通过对其进行扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见透过光

2、谱(uV—ws)研究后发现，氮掺杂后在二氧化钛薄膜中引入TiO相，抑制了锐钛矿相向金红石相的转变，光吸收限发生红移，相应从365．8nm红移到了402．6nm，提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率，并改善了薄膜表面的亲水性能。关键词：光催化性；亲水性；掺氮二氧化钛薄膜；常压化学气相沉积中图分类号：0484．4文献标识码：APreparationandpropertiesofN—dopedrI’io2filmsbyAPCVDWANGWei—wei，GUOYu，ZHANGXi—wen，HANGao—rong(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，Si

3、liconStateKeyLab，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：UsingTiC14，O2andNH3astheprecursors，N—dopedtitaniumdioxidefilmswerepreparedbyAPCVD．AccordingtotheresultsfromSEM，X—raydifraction(XRD)andtheUV—VISabsorptionspectrum，itisfoundthatanewphaseofTi4O7isformedinthethinfilmafternitrogendopingand

4、thecrystaltransformationfromanatasetorutileiSinhibited．Aswel1．areddriftoftheabsorptionedgefrom365．8nmto402．6nmexistsintheN—dopedTiO，filmsandthevisible—lightinducedphotocatalysisandhydrophilicityarebothenhanced．Keywords：photocatalysis；hydrophilicity；N—dopingTiO2films；APCVD1引言见光照射下的光催化活性。其制备方法包括离子溅射⋯，

5、氧化TiN[2]，水解法]，氮化TiO2[4,51。这些近几年，人们对TiO功能薄膜的光催化和亲水方法的掺氮可控性比较好，氮的含量可以上升到性进行了大量的研究，其自清洁、除臭、杀菌、防雾等8％，光吸收限可以红移到600nm，大大提高了TiO，功能已经得到了广泛的开发和应用。目前研究比较光催化材料的催化性。虽然这些方法的掺氮可控性热门的是在二氧化钛薄膜中掺杂非金属(比如N)，很好，但是很难和浮法玻璃的生产工艺结合起来，不可以使TiO光催化剂光吸收限红移，并提高其在可收稿日期：2005—08—26；修订日期：2005—11—07基金项目：国家高技术研究发展计划(No．2001AA320202)(8

6、63计划)，国家自然基金(No．50372060)项目资助．作者简介：王薇薇(1981一)，女，山东肥城人，硕士，从事新型无机功能薄膜材料的研究(E—mail：xiaoran811118@zju．edu．cn)维普资讯http://www.cqvip.com188功能材料与器件学报12卷适宜工业化生产。流量为1000sccm，反应时间1min。通过改变掺杂气DongHeonLee等人所采用的MOCVD法，采体NH气体流量(0，30，60，90sccm)(见表1)，研究用的是T兀P(Ti(OCH))和笑气(NO)作为先驱样品的形貌、结构、光催化性的变化。体，由于T兀P和NO的价格都比较昂贵，如果

7、在浮法薄膜厚度用SIRION场发射扫描电子显微镜观生产线上大面积镀膜的话，会使自清洁玻璃的生产成察样品断面形貌可以测得，结构用RigakuD／max本大大提高；另外用MOCVD法制备的掺氮TiO：薄2550pcX射线衍射仪i贝0试，uV—VIS透射光谱采用膜，反应速度比较慢，远远小于APCV6666D法制备薄PerkinElmerLambda20光谱仪测试，薄膜光催化性膜的速度(150nm／min