探析二氧化钛及其改性薄膜的制备

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1、天津大学硕士学位论文二氧化钛及其改性薄膜的制备姓名：崔忠申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李明伟20070101中文摘要纳米二氧化钛是一种重要的功能性半导体材料，迄今已广泛应用于电子、化工、环保等领域。锐钛矿结构二氧化钛光催化性能优异，但颗粒状二氧化钛由于易团聚、分离困难等因素限制了其应用范围，因此制备新型锐钛矿二氧化钛材料成为当前的研究热点。本文利用溶胶一凝胶技术使用乙酰乙酸乙酯做钛醇盐的络合剂，采用自制Drain．coating涂膜装置制备纳米锐钛矿二氧化钛薄膜及Fe3+、Cr3+改性的二氧化钛薄膜。使用X射线衍射仪、热重差热分析仪、扫描电子显微镜及紫外分光光度计等现代分析测试手段

2、对薄膜的结构及性能进行了详细表征和测试。利用本文实验方法可获得锐钛矿二氧化钛及其改性的结晶薄膜，薄膜在基片上发生取向生长。而且薄膜仅有锐钛矿结构，没有其它结晶结构的出现，证明利用该法制备锐钛矿结晶结构二氧化钛及其改性薄膜切实可行。对于Fe3+掺杂的二氧化钛薄膜，当Fe／Ti、<3％时，Fe”的加入使XRD衍射峰变弱，平均颗粒直径下降，阻碍了二氧化钛的晶粒生长，有助于制备小颗粒直径材料。而且在此掺杂量范围内，Fe3+可以较好的渗透N--氧化钛的晶格中。但薄膜的吸收边没有显示出随Fe”掺杂量变化的规律性。而对于Cr3+掺杂二氧化钛薄膜，本文也对其相应的结构和性能进行了分析和测试。关键词：二氧化钛薄

3、膜掺杂改性ABSTRACTNanometertitaniumdioxideiSallimportantfunctionalsemiconductormaterials．Ithasbeenappliedinthefieldsuchaselectronics，chemicalengineeringandenvironmentprotection．Anatasetitaniumdioxidehasgoodabilitytophotocatalysis，however,itisdifficulttoseparateandrecycletitaniumdioxidepowder．Therefore，it

4、iSnecessarytopreparetitaniumdioxideinnewform．Inthisdissertation，titaniumdioxidefilmandFe计，C，十一dopedfilmshavebeenpreparedbyanewsol—gelmethodinwhichethylacetoacetatewasusedasthechelatingreagentanddrain—coatingwasperformedwithself-madeequipment．Thestructureandcharacteristicsoftheresultingfilmswerechara

5、cterizedbythermogravimetry(TG)，differentialthermoanalysis(DTA)，X-raydiffraction(XRD)，environmentalscanningelectronmicroscope(SEM)andUV-Visspectra．Titaniumdioxidefilmsanditsmodifiedfilmswithanatasestructurewereobtainedbythemethodwedeveloped，andfilmsgrewinorientation．Inaddition，filmswereanataseformwit

6、houtothercrystalstructure，whichdemonstratedthatthefilmswithexclusivestructurewerepreparedbythemethod．ForFeJ+dopedtitaniumdioxidefilms，whenFe／Ti<一3％，dopingofFe3+madetheXRDdiffractionpeakweakerandaverageparticlediameterdecreased，whichprovedthatitdopingcallrestrainthecrystallizationoftitaniumdioxideand

7、favorabletopreparematerialswithsmallparticlediameter．ForCr)+一dopedtitaniumdioxidefilms，thecorrespondingstructureandcharacteristicswerealsoanalyzedandtested．KEYWORDS：TitaniumdioxideFilmDopingModificati