微納復(fù)合結(jié)構(gòu)硅基底表面TiO2薄膜的生長(zhǎng).pdf

1、光催化技術(shù)是一種高效、清潔的治理環(huán)境污染的技術(shù)，在未來(lái)有著廣闊的應(yīng)用前景。在眾多的半導(dǎo)體中，TiO2具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、成本低、適合的導(dǎo)帶電位等優(yōu)點(diǎn)，是目前最為常見(jiàn)的光催化劑。但粉末形態(tài)的TiO2在催化體系中為懸浮相，容易中毒，回收困難，限制其推廣應(yīng)用。將TiO2擔(dān)載到載體（如玻璃、金屬、陶瓷等材料）上，制成TiO2薄膜，方便其回收和重復(fù)利用。目前，薄膜形態(tài)TiO2的比表面積較小是限制這一技術(shù)發(fā)展的主要原因。因此，提高薄膜形態(tài)TiO

2、2的比表面積，并對(duì)擔(dān)載的載體進(jìn)行優(yōu)化，從而提高薄膜形態(tài)TiO2的催化效率是TiO2光催化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。
　　針對(duì)薄膜形態(tài)TiO2比表面積低、催化效果差這一問(wèn)題，本文采用商用的硅作為擔(dān)載時(shí)的載體，通過(guò)刻蝕得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面，并在這一表面生長(zhǎng)TiO2，通過(guò)不同的水熱反應(yīng)時(shí)間及煅燒溫度來(lái)控制TiO2的表面形貌，從而提高其催化效率。通過(guò)SEM，XRD，紫外-可見(jiàn)漫反射吸收光譜等表征手段對(duì)樣品特性進(jìn)行表征，并對(duì)擔(dān)載的薄膜形

3、態(tài)TiO2進(jìn)行光催化性能測(cè)試，測(cè)試其催化分解甲基橙和亞甲基藍(lán)的效果。
　　本論文主要圍繞以下三個(gè)方面展開(kāi)討論:
　　(1)發(fā)展了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)的制備大面積的具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅基底方法，通過(guò)紫外-可見(jiàn)漫反射吸收光譜的表征，所制備的結(jié)構(gòu)展示出很好的抗反射性能，對(duì)光的反射率可以由35％降低到5％，進(jìn)而增加了TiO2薄膜表面對(duì)光的吸收效率。從掃描電子顯微鏡的表征中，可以看出該微納復(fù)合結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積，提高了TiO2薄膜的擔(dān)載

4、量及增加了TiO2薄膜與反應(yīng)物的接觸面積，進(jìn)而提高了光催化的性能。
　　(2)采用化學(xué)生長(zhǎng)法在微納復(fù)合結(jié)構(gòu)基底表面制備TiO2薄膜。由于Si-H鍵與TiCl4反應(yīng)的△G＜0，說(shuō)明在常溫的條件下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。經(jīng)過(guò)反復(fù)水解及生長(zhǎng)，形成交織化的鈦醇薄膜，與溶膠．凝膠法制備TiO2的過(guò)程相類似。將制備有鈦醇薄膜的硅基底放入裝有鈦酸四丁酯、冰醋酸和去離子水組成的混合溶液的反應(yīng)釜中，加熱制備TiO2薄膜。通過(guò)對(duì)制備時(shí)間及煅燒溫度的控制，從