真空電弧沉積摻Zn二氧化鈦薄膜光催化及耐磨性研究.pdf

1、二氧化鈦具有優(yōu)異的光催化活性，它能將環(huán)境中存在的微量有機物降解為無污染的無機物，還能殺死細菌病毒。但是，二氧化鈦光催化劑須依賴于紫外光，對太陽光的利用率低，因而限制了它的應(yīng)用。為了提高二氧化鈦在可見光區(qū)的光催化活性，充分利用太陽光，必須對其進行改性。而且，作為一種薄膜，摩擦或機械性能對其可靠性和功能性具有重要的影響。因此，對其摩擦學(xué)特性及摩擦磨損特性進行研究不僅具有重要的理論意義，也具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文采用真空電弧沉積法在

2、玻璃基片上沉積了摻雜Zn的二氧化鈦薄膜，借助于X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡、光電子能譜、紫外.可見分光光度計、分光光度計等分析方法，研究了二氧化鈦薄膜的制備工藝(氧分壓、薄膜厚度、Zr沉積時間、沉積速率、離子束輔助束流、退火溫度)對二氧化鈦薄膜結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、表面形貌、光催化性能的影響，采用微型摩擦磨損試驗儀來探討摻雜Zn的二氧化鈦耐磨性能。 實驗表明：沉積的二氧化鈦薄膜均為非晶態(tài)，經(jīng)退火處理后全部為銳鈦礦相，呈A(101

3、)衍射晶面擇優(yōu)取向，且在600℃范圍內(nèi)，隨退火溫度的升高，結(jié)晶得到改善。摻雜Zn薄膜基本上都是由粒徑約為100nm顆粒組成，顆粒形狀為球形和橢球形，且在薄膜上彌散分布著鈦滴。薄膜在波長范圍300nm～850nm內(nèi)都有一定的吸收邊，且在小于350nm的紫外區(qū)有強烈吸收，在可見光范圍內(nèi)具有較好的透過性。摻雜Zn的二氧化鈦薄膜具有較好的紫外光催化性能，具有一定的可見光光催化性能，氧分壓為1.0Pa、Ti沉積時間為10min、Zr沉積時間為2m