有序TiO,2薄膜材料制备及沉积CdS的研究

《有序TiO,2薄膜材料制备及沉积CdS的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、有序Ti02薄膜材料制各及沉积CdS的研究1摘要有序纳米介孔材料具有规则连续可调的纳米级孔道结构，具有量子限制效应，小尺寸效应，表面效应，宏观量子隧道效应，以及介电限域效应，在石油化工、生物催化、光催化、环境保护、医药分离、微型电磁装置、光致发光材料、电极材料、信息储存等领域存在诱人的应用前景，引起国际物理学、化学及材料学界的高度关注，成为跨学科的研究热点之一。对于介孔材料，目前的发展主要集中在介孔材料的制备、功能化及其应用方面。其中有序的Ti02介孔材料为在其孔道内负荷半导体，功能染料、贵金属、碳纳米管等异质组分以提高介孔Ti02在光催化

2、、亲水性等领域的效率提供了理想的宿主材料。本文采用溶剂蒸发诱导自组装法，在不同条件下分别制备了蠕虫状介孔Ti02和粒子规整排列的纳米Ti02薄膜和粉体材料。利用TG．DSC、XRD、FT-IR、RmIlan、AFM、SEM、TEM等测试技术对所制备的样品进行了表征，发现蠕虫状介孔Ti02经350℃焙烧后，模板被完全去除，而且为有序的蠕虫状介孔结构，晶相为锐钛矿；而粒子规整排列的纳米TiQ经400℃焙烧后为粒子均匀排列的球状结构，晶相为锐钛矿。对不同焙烧温度的样品进行光催化降解罗丹明B的性能研究，发现400℃焙烧的蠕虫状介孔Ti02和500℃

3、焙烧的粒子规整排列的纳米Ti02具有最高的光催化活性。通过测量不同焙烧温度下Ti02薄膜的接触角，发现蠕虫状介孔Ti02薄膜的亲水性优于粒子规整排列的纳米Ti02薄膜，这与介孔Ti02的多孔结构有关。经高压汞灯照射后二者亲水性均有显著提高，蠕虫状介孔Ti02具有多孔结构和大的比表面积，经紫外光照射后产生了光诱导超亲水性。在蠕虫状介孔Ti02薄膜电极上利用电沉积法沉积了CdS，通过测定ITO／Ti02／CdS复合薄膜的光电流响应谱，判定CdS被沉积在了介孔Ti02孔道及其表面上，而且其光电响应范围被拓宽至哈尔滨工程大学博十学位论文可见光区，光

4、电流显著增强。通过测定薄膜的吸收光谱，发现ITO／Ti02／CdS复合薄膜的吸收强度大大增加，且吸收显著红移，由此判定形成了Ti02．CdS异质结，从而使可激发光波长拓展到可见光部分，提高了对太阳光的利用率。关键词：介孔；二氧化钛；光催化；亲水性；电沉积有序Ti02薄膜材料制各及沉积CdS的研究AbstractInrecentyears，Periodicmesoporousmaterialswithuniformporediametersandhilghspecificsurfaceareahavebeenwidelyused勰cataly

5、sts，catalystsupports，chemicalsensors，electricalandopticaldevices，andshape／sizeselectiveadsorbentsforenvironmentallyhazardouschemicals．Althoughthesynthesisandapplicationoforderedmicroporoussolidshavebeenwellestablished，uumerousattemptstoobtaingeometricallyregularmesoporousm

6、aterialswereunsuccessfuluntilintheearly1990s．Formesoporousmaterials，theinvestigationfocusonthepreparing，functionsandapplication．Amongthese，thelargeporemeso-nc—Ti02materialspresent900dhostporousstructuretoformnoVclhcterojunctionthroughgrowingavarietyofwidehand—gapsemiconduc

7、torsandassemblingfunctionalpolymers，noblemetals，carbonnanotubes，andothercomponentsinthelargemesoporechannels，whichcouldbeusefulforthedevelopmentofimprovedefficiencyinphotocatalysis，photoelectricconversion，andhydrophiliccoatingmaterialsapplications．Wormhole-likemesoporousti

8、taniaanduniformednanocrystallinetitaniahavebeensuccessfullysynthesizedthroughevaporate—in