TiO2纳米棒薄膜的水热诱导生长及表征.pdf

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1、⑧论文作者签名：坌k墨指导教师签名：趣论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4．委员5：j型聱堑f鹫丝堡f驾逖鋈立陋峰嘲塑骘隧狲圣硬f／!丝煎f巡咝塑垫-______-，_J___，●____，J____●●--●_●_1J●-____●●●__-_●_●●．●_-_●●●●●●J11．CharacterizationofT——iO——z——N，，———，．．a．，—．．．n．．．．．．．o．．．．．．r．．．．．o．．．．．．d．．．．．．．．．．．F．．．．．．．i．．1．．．m．．．．．．．．．．s．

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3、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：爿匆蔚签字日期：力硎年弓月，。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：力切A-签字日期：枷，、年弓月f口日导师签名：∥／签字日期荔枷‘，，年弓月I,1日摘要摘要作为最重要的宽禁带半导体

4、二氧化钛(Ti02)材料，其纳米化可表现出一些体材料无法具有的优越性能，从而可进一步推动Ti02在新领域中的应用。基于基板Ti02纳米结构形式的材料适合于光电器件上的应用，而一维纳米结构作为构筑基元，又可制作具有高比表面积等特性的器件。因此，可控地制备基于基板一维纳米结构材料，即纳米棒薄膜或阵列，是当前纳米材料研究重要方向。本文以纳米点薄膜和纳米致密薄膜为诱导层，在硅基上水热可控地生长出Ti02纳米棒薄膜，并对此制备及性能进行了系统的研究。本文先用分相自组装法在基板上旋涂一层纳米致密薄膜以及纳米点薄膜Ti02诱导层，经不同温度热处理后对其进行水热处理。结果表明：当热

5、处理温度为500℃时，基板上诱导层为锐钛矿相，随热处理温度的升高，基板上薄膜的晶型发生改变，当热处理温度升高到800℃时，诱导层中有金红石相出现。当诱导层为无定形时，经水热处理后基板上没有Ti02纳米棒的生长；当诱导层中出现金红石相时，其诱导能力较仅为锐钛矿时有所增加。本文制备的Ti02纳米点薄膜作为诱导层经相同条件水热处理诱导一维Ti02纳米棒的生长能力较Ti02纳米致密薄膜为晶种的诱导能力强。通过水热参数的改变，可以改变Ti02纳米棒的形貌、尺寸以及密度。SEM结果显示：采用三氯化钛为钛源时纳米棒形貌为针状；采用钛酸四丁酯(TBOT)为钛源时生长的纳米棒为四方棒

6、状。钛源浓度变化时，基板上Ti02纳米棒密度可控制在～3．7—83“m～，直径在⋯20244nm，长度在～180—826nln范围内变化。随水热时间变化，基板上纳米棒尺寸和密度也相应变化。XRD及TEM测试结果显示：三氯化钛和钛酸四丁酯为钛源时，基板上Ti02纳米棒均为金红石相，棒生长方向分别是[101]和[001】。两种形貌的纳米棒均由无数细小的纳米纤维组成，在强酸环境中，基板上诱导层在强酸环境下先溶解然后沉积出稳定的金红石相，作为生长金红石纳米棒的晶种，再经取向黏附过程形成由无数纳米纤维组成的棒状结构。对基板上Ti02纳米棒的润湿性以及光催化性能进行测试，结果表

7、明：随基板上Ti02纳米棒密度的增加，基板表面最终转变到超亲水状态；随Ti02纳米棒的增加，其光催化降解能力逐渐增强。关键词：Ti02；纳米棒薄膜；分相自组装；诱导层；水热法；亲水性；可控浙江大学硕士学位论文AbstractAsoneofthemostimportantwidebandgapsemiconductormaterials，titaniumdioxide(Ti02)innanoscalehasawiderangeofapplicationsinphotoelectricconversion，environment，energyfieldsbecaus