Ni^2＋掺杂TiO2薄膜微观结构及亲水性能.pdf

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1、第43卷第7期中南大学学报(自然科学版)VI．43No72012年7月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)July2012Ni2+掺杂TiO2薄膜微观结构及亲水性能张向超一，杨华明(1．长沙学院土木工程系，湖南长沙，410022；2中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙，4100831摘要：采用溶胶一凝胶法结合浸渍～提拉技术制备Ni。掺杂TiO2薄膜。利用X线衍射(xm3)、原子力显微镜(AFM)、x线光电子能谱(XPS)、紫外一可见吸

2、收光谱(UV-vis)~l接触角测试等表征手段，研究Ni不同掺杂量对TiO薄膜的晶型结构、化学组成、氧化态及光学和亲水性能的影响。研究结果表明：Ni掺杂TiO2的晶相主要为锐钛矿，随着Ni掺杂量的增加，TiO2晶格发生一定的畸变，掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生不同程度的红移，与水的接触角逐渐减小。10％Ni2+掺杂TiO2薄膜的接触角仅为12。，表现出良好的润湿性，将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。关键词：二氧化钛；薄膜；光催化；掺杂；亲水性能中图分类号：0643文献标志码：A文章编号：1

3、672—7207(2012)07—2554—06EffectofdopingNi2+onmicrostructureandhydrophilicpropertiesofTiO2nanocompositefilmZHANGXiang—chao一．YANGHua—ming(1．DepartmentofCivilEngineering，ChangshaUniversity,Changsha410022，China；2．SchoolofResourcesProcessingandBioengineering，Cen

4、tralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：TheNidopedTiO2nanocompositefilmdepositedonglasssubstratewassynthesizedbythesol—geldip—comingmethod．Theas-synthesizedsampleswerecharacterizedusingX—raydifraction(XRD)，atomicforcemicroscopy(AFM)，X—rayphotoele

5、ctronspectroscopy(xps)，andultraviolet—visible(UV-vis)absorptionspectraanalysistechnologies．Thecrystallinestructure，surfacemorphologyandsurfacechemicalcompositionoftheNidopedTiO2nanocompositefilmwereprimarilyinvestigated．TheresultsdemonstratethattheNidopedZ

6、iO2nanocompositefilmisanatasecrystallinephasewithsphericalshapeparticleswithgrainsizeofabout8．5l1In．WiththedopantcontentofNiincreasingfrom1％to10％inmolarratioofNiz+toTi，thecrystallinelatticeoftheTiO2hasaberrant，theabsorptionedgeshiftstowardsvisiblelightregi

7、onandthewatercontactangleofthesurfaceofthesampleswiththewaterdropletisonly12。，indicatingthattheNidopedTiO2nanocompositefilmshowspromisingapplicationsinthefieldofdevelopmentforthenovelself-cleaningbuil~ngmateria1．Keywords：Tio2；film；photocatalysis；dope；hydro

8、philicproperty环境污染与能源危机是威胁人类生存和社会经济产生氢气和氧气以来【”，对光催化的研究已经进行了可持续发展的两大全球性问题。自从Fujishima和近四十年，受到化学、材料、物理和环境等领域的科Honda在1972年报道利用TiO2电极在光照下分解水学家的普遍关注，主要围绕“光催化分解水制氢、薄收稿日期：201卜09一lO：修回日期：201l一12—24基金项目：国家自然科学基金资助项目(5