TiO2的应用非常广泛,物理化学性质也各异,其性质与应用领域总结如表1-2。
表1-2 TiO2的性质与应用领域
1。5 多孔TiO2薄膜的制备方法
目前,多孔TiO2薄膜的制备方法很多,有微波法、模板法、溶剂热法、电沉积法、直接氧化法、反相胶束法溶胶-凝胶法、物理气相沉积法、化学气相沉积法等。这里主要对以下三种方法进行介绍与评述:
1。5。1 化学气相沉积(CVD)法
化学气相沉积(CVD)法指的是在基片上经过使反应物气化,发生化学反应而形成具有不挥发性的固体薄膜或材料的方法。包括金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、低压化学气相沉积法(LPCVD)和等离子体化学气相沉积法(PECVD)等。要保证 CVD 法进行顺利需满足三个基本条件:(1)反应生成物中除了所需沉积物是固态外,其余皆须是气态;(2)反应物在沉积的温度下需有尽量高的蒸气压力;(3)为使全部沉积反应中的沉积物都可以固定在加热的基片上,其自身的蒸气压需尽量低。影响化学气相沉积薄膜质量的因素主要有基片的选择、沉积的温度和反应气体的比例。在沉积反应中,只要改变或调节参与化学反应的各组成成分,就能方便地控制沉积物的成分和特性,从而可以制得各种不同物质的薄膜和材料。
Murakami TN[6] 等最先用电泳法在 ITO的基底上沉积生成了TiO2薄膜,再用化学气相沉积法进行处理,最后所得薄膜用于染料敏化太阳能电池,表现出优良的光电性能。Backmanu[7]等采用MOCVD法,利用粒子辅助合成了纳米TiO2薄膜,揭示了沉积物在沉积条件下的影响,介绍了不同薄膜结构形成的原因等。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
1。5。2 溶胶-凝胶(Sol-Gel)法
溶胶-凝胶法(Sol-Gel)是现在制备纳米材料的一种优良方法,近年来在纳米TiO2薄膜的制备上广泛应用[8]。其制备工艺原理是:以钛的无机盐或钛醇盐为材料,同水在无水酒精溶剂中发生反应,经缩聚与水解反应获得溶胶,后经丝网印刷、浸渍提拉等方法使其沉积于基底,再进行高温烧结可制得纳米TiO2薄膜。这种方法具有独特的优点:制备工艺简单,可批量生产,反应条件易控制,所得薄膜稳定均匀、易于掺杂、孔径小且分布范围窄,可制作成均匀的多种复合物,使TiO2的性能得到改善。研究表明,薄膜的性能大多依托于制备中与基底外的结构。但因材料表面活性剂和钛醇盐较贵,制备中需许多有机溶剂,故制取薄膜的成本高。此外,要在较高温度下,对薄膜进行热处理;薄膜附着于基体的能力较差。
陈建军[9]等以无水酒精为溶剂,钛酸四正丁酯为先驱物,探究各种条件下制备纳米TiO2催化剂时的凝胶,获得了制取稳定溶胶的最佳条件。Zayme O[10]研究了PH值和煅烧对TiO2薄膜结构与光学性能的影响,结果发现沉积薄膜在300°C以下为无定形结构,且随着PH值的下降和煅烧温度的上升,玻璃基体上薄膜的表面粗糙度变大。
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