植酸模板調(diào)控TiO2薄膜的液相沉積及薄膜性能研究.pdf

1、TiO2薄膜具有較高的光催化活性、穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、良好的機(jī)械性能、無(wú)毒以及良好的生物相容性等，使其得到了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注及研究興趣，在光催化、太陽(yáng)能、光電子器件、傳感器、保護(hù)涂層材料及生物材料等領(lǐng)域有大量研究及廣泛應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展，TiO2薄膜在實(shí)際應(yīng)用中也被期望能夠越來(lái)越多元化，由此它們也必須同時(shí)兼顧具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能以及良好的機(jī)械順應(yīng)性等等。
　　目前，制備TiO2薄膜的傳統(tǒng)方法中，如化學(xué)氣相沉積、脈沖激光

2、沉積、濺射沉積、電沉積等等，盡管這些方法可以獲得表面性能良好的薄膜，但是它們?nèi)菀资軜悠繁砻娌灰?guī)則形態(tài)的限制以及成本昂貴等。液相沉積法，一種在低溫、液相中制備TiO2薄膜的化學(xué)制備技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、沉積條件溫和、對(duì)基底形狀不受限制以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。然而，液相沉積法制備TiO2薄膜也有不足之處，例如薄膜與基底的結(jié)合不牢固，造成薄膜易于脫落，也即薄膜與基底應(yīng)力不匹配，而僅僅通過(guò)改善沉積參數(shù)如溫度和pH是解決不了根本問(wèn)題的。因此，本文中通過(guò)

3、設(shè)計(jì)引入模板層來(lái)對(duì)TiO2薄膜沉積進(jìn)行調(diào)控。
　　本課題中，通過(guò)引入有機(jī)多膦酸官能團(tuán)的植酸分子作為調(diào)控模板層并液相沉積法來(lái)制備TiO2薄膜。通過(guò)SEM、AFM、FT-IR、XPS、XRD表征方法分析了改性TiO2薄膜的材料學(xué)特征，可以發(fā)現(xiàn)成功實(shí)現(xiàn)了PA模板調(diào)控TiO2薄膜的沉積，并且薄膜質(zhì)量也得到改善;PL譜、Mott-Schottky圖譜討論了改性TiO2薄膜表面的電學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而通過(guò)水接觸角的測(cè)試評(píng)價(jià)了薄膜表面自由能狀態(tài)，TiO

4、2薄膜顯示出超親水狀態(tài)（水接觸角小于5°）以及更為穩(wěn)定的表面電子狀態(tài);采用三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)對(duì)其力學(xué)相關(guān)行為進(jìn)行了定性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)PA誘導(dǎo)沉積的TiO2薄膜能夠承受更大塑性變形（彎曲程度達(dá)180°），顯示出優(yōu)異的抗彎曲性能;通過(guò)血液實(shí)驗(yàn)及體外成骨細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)分析討論了PA誘導(dǎo)沉積TiO2薄膜的相關(guān)生物學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)改性TiO2薄膜顯示出良好的生物相容性，表現(xiàn)為優(yōu)異的血液相容性（血小板不易激活）以及良好的骨相容性（成骨細(xì)胞易于粘附及增殖）;最后，綜