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《复旦大学》 2005年
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Ⅰ.射频溅射制备纳米二氧化钛薄膜及其光致特性研究 Ⅱ.含非线性缺陷层的一维光子晶体研究

沈杰  
【摘要】:采用射频磁控溅射(共溅射)技术制备纳米TiO_2薄膜、SiO_2-TiO_2复合薄膜以及金属掺杂的M-TiO_2薄膜,并研究其光催化性和光致亲水性。主要工作包括: 1) 采用射频磁控溅射技术室温制备纳米TiO_2薄膜,并用XRD、AFM、Raman等手段研究了不同溅射气压及不同退火温度处理后薄膜的结构及其相应的亲水性、光催化能力。结果表明:在室温下制备的TiO_2薄膜为无定形结构,当退火温度超过400℃时转化为锐钛矿结构。在400℃下退火1小时的TiO_2薄膜具有良好的亲水性光催化性。 通过循环伏安实验对紫外光照下TiO_2薄膜电极的研究表明,紫外光照下TiO_2薄膜电极存在两种光电化学过程,一是产生光电流的快过程,二是TiO_2表面在紫外光辐照下产生Ti~(3+)的慢过程。TiO_2薄膜电极在254 nm与365 nm的紫外光照射下均有光生电流。在254 nm的紫外光照射一定时间后会产生新的氧化峰,且随着光照时间的增加,峰电流也增加。初步认为在紫外光照一定时间后TiO_2薄膜的循环伏安图的氧化峰属于光生的Ti~(3+),而光致亲水性也与Ti~(3+)的生成有关,即TiO_2薄膜的光致亲水性的转变可能与光生电子与表面的TiO_2相互作用产生Ti~(3+)积累的慢过程导致的表面结构变化存在一定的内在联系。 2) 采用射频磁控共溅射法制备了SiO_2-TiO_2复合薄膜,通过控制SiO_2与TiO_2两个靶的溅射时间可调节TiO_2与SiO_2的比例。400℃退火1小时的SiO_2-TiO_2薄膜为锐钛矿结构。SiO_2-TiO_2的折射率随SiO_2的比例增加而下降。SiO_2的掺入降低了SiO_2-TiO_2复合薄膜的光催化能力,但提高了薄膜的亲水性的维持时间。其中,掺入6-13%SiO_2的SiO_2-TiO_2复合薄膜在紫外光照射下30分钟接触角降到2°,停止照射后5天内接触角小于6°。 3) 采用射频磁控共溅射法制备M-TiO_2(M=Au/Ag/Cu)复合薄膜,通过控制金属(Au/Ag/Cu)靶的溅射时间可调节金属与TiO_2的比例。通过紫外光照降解亚甲基蓝溶液和循环伏安法研究了M-TiO_2薄膜光催化特性和光电化学特性。实验结果表明:400℃退火1小时的M-TiO_2薄膜为锐钛矿结构。掺杂最佳比例1.5%Ag的Ag-TiO_2薄膜在紫外光照射下能增强其对亚甲基蓝溶液的降解速率并产生更大的光电流。这种光催化的增强主要是由于光生电子-空穴对的复合被抑制的结果。此外掺杂Au的Au-TiO_2薄膜光催化活性略有下降,而掺杂Cu的Cu-TiO_2薄膜光催化活性明显减弱。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张峰,李庆霖,杨建军,张治军;TiO_2光催化剂的可见光敏化研究[J];催化学报;1999年03期
2 施利毅,古宏晨,李春忠,房鼎业,张怡,华彬;SnO_2-TiO_2复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;1999年03期
3 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛的尺寸与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年03期
4 张勇,王民权;非线性光学材料的研究进展[J];材料导报;1996年04期
5 潘晓燕,马学鸣;纳米TiO_2的Raman光谱研究进展[J];材料科学与工程;2001年04期
6 ;Preparation and Photocatalytic Characterization of Nanoporous TiO2[J];Chinese Chemical Letters;2002年09期
7 边超,明海;光子晶体的研究进展及应用前景[J];光电子技术与信息;2000年01期
8 罗瑾,周静,祖延兵,林仲华;电沉积二氧化钛纳米微粒膜的光电化学性能和表面形貌研究[J];高等学校化学学报;1998年09期
9 黄弼勤,顾培夫;一维光子晶体禁带的展宽[J];光学学报;2003年12期
10 张彭义,余刚,蒋展鹏;半导体光催化剂及其改性技术进展[J];环境科学进展;1997年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大成,周大利,刘恒,张萍,陈朝珍,全学军;略论二氧化钛的高性能化和高功能化(下)[J];四川有色金属;2001年04期
2 任成军,李大成,周大利,刘恒,钟本和;纳米TiO_2的光催化原理及其应用[J];四川有色金属;2004年02期
3 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
4 李文戈,戴洁,卞国庆,王昕;[(ZnS)_(1.5)NH_2(CH_2)_2CH_3]配合物的制备及其光催化活性[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年01期
5 司友琳;张胜义;陈小景;方春霞;;纳米TiO_2壳聚糖模板法制备及其光催化性能[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年01期
6 方向红;;自洁净玻璃的研究综述[J];安徽职业技术学院学报;2006年03期
7 信欣,李兆波;纳米TiO_2光催化性能及在水处理中的应用[J];安徽化工;2003年06期
8 李莉;宋俊密;陈强;;纳米TiO_2薄膜的制备技术研究进展[J];安徽农业科学;2008年11期
9 吴德勇;;TiO_2光催化剂可见光改性研究进展[J];安徽农业科学;2012年12期
10 沈广霞,褚道葆,周幸福,顾家山;TiO_2修饰电极电催化研究及在有机电合成中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔晓莉;江志裕;;电沉积纳米TiO_2薄膜的特征及其光催化性质[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
2 崔晓莉;江志裕;;电沉积方法制备纳米TiO_2自清洁玻璃[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
3 黄亮;;染料敏化纳米晶TiO_2太阳能电池发展概况[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
4 江宏富;宋海燕;张学斌;刘杏芹;彭定坤;孟广耀;;硅藻土基光催化膜的制备表征及催化性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
5 尹棋亚;李道荣;;光催化材料用于水果保鲜的研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
6 刘鑫;刘福田;张宁;王冬至;;可见光活性纳米TiO_2光触媒研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
7 张青龙;沈毅;李飞;;Ag~+/Fe~(3+)共掺杂纳米TiO_2薄膜光催化性研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
8 王颖;顾卡丽;李健;;智能变色涂层及其应用[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
9 熊建裕;乔学亮;陈建国;张继国;;TiO_2光催化活性的研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
10 朱新锋;杨家宽;肖波;王秀萍;;大颗粒纳米晶TiO_2催化剂的制备及光催化性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
3 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
5 邹巍巍;有机物表面修饰二氧化钛光催化剂的制备、表征和应用[D];华东理工大学;2011年
6 童天中;晶相可控纳米TiO_2微球的制备、表征及其金属改性研究[D];华东理工大学;2010年
7 张军;复合金属硫化物光催化剂的制备及其可见光活性研究[D];武汉理工大学;2010年
8 汪青;溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
9 张代生;上转换微纳米晶@TiO_2核/壳结构红外光催化材料的制备和表征[D];吉林大学;2011年
10 苑举君;TiO_2纳米结构及n-型TiO_2纳米结构/p-型金刚石异质结制备、表征及性质研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董娅佩;静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 朱曜峰;碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究[D];浙江理工大学;2010年
3 孙冲;硅藻土负载TiO_2的制备及其染料吸附降解性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 李叶青;TiO_2的负载及其对染料废水光降解研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 樊丽霞;卤族元素掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 顾松涛;稀土—氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
7 徐超;氧化锌的制备、改性及其光催化性能的研究[D];中国海洋大学;2010年
8 洪海霞;Ag~+掺杂TiO_2薄膜在304不锈钢上的制备及其抗海水腐蚀性能研究[D];中国海洋大学;2010年
9 崔志洁;电磁功能化导电聚合物的制备及其结构表征[D];中国海洋大学;2010年
10 周亭;多孔二氧化钛薄膜的制备及性能研究[D];天津理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁伟,廖海达,赵增迎;高纯二氧化钛的制备[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年04期
2 余锡宾,王桂华,罗衍庆,李和兴;TiO_2超微粒子的量子尺寸效应与光吸收特性[J];催化学报;1999年06期
3 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛表面光学特性与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年02期
4 高铁,钱朝勇,于向阳;TiO_2表面超亲水性[J];材料导报;2000年07期
5 褚道葆,周幸福,林昌健,谭建光;电化学法制备高热稳定性锐钛矿型纳米TiO_2[J];电化学;1999年04期
6 黄丹,黄宁平,袁春伟;TiO_2薄膜的自组装制备及表征[J];东南大学学报;1997年01期
7 孙顺明;功能电子陶瓷的MOCVD薄膜技术[J];电子元件与材料;1999年01期
8 柳闽生,杨迈之,郝彦忠,余赪,蔡生民,李永舫;纳米尺度TiO_2/聚吡咯多孔膜电极光电化学研究[J];高等学校化学学报;1997年06期
9 杨柏,黄金满,郝恩才,沈家骢;半导体纳米微粒在聚合物基体中的复合与组装[J];高等学校化学学报;1997年07期
10 钱新明,宋庆,白玉白,李铁津,汤心颐,董绍俊,汪尔康;CdS敏化对TiO_2纳米薄膜电极光生电荷转移特性的影响[J];高等学校化学学报;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈慰宗,付灵丽,忽满利;一维光子晶体结构对反射光相位的影响[J];光电子.激光;2003年07期
2 张拥华,仇欣杰,李宏强,陈鸿;一维光子晶体研究进展[J];物理;2001年10期
3 陈慰宗,忽满利,李绍雄,高平安,申影;一维光子晶体禁带的特点及增宽[J];西北大学学报(自然科学版);2002年06期
4 ;光学晶体、液晶[J];中国光学与应用光学文摘;2000年03期
5 陈慰宗,付灵丽,卜涛,白晋涛;掺杂一维光子晶体的杂质态[J];电子元件与材料;2003年11期
6 郑新亮,陈慰宗,付灵丽;用等效膜理论分析一维光子晶体的禁带特征[J];西北大学学报(自然科学版);2003年04期
7 刘启能;;一维光子晶体能带全貌特征的色散研究[J];激光杂志;2007年02期
8 ;光学晶体、液晶[J];中国光学与应用光学文摘;2008年03期
9 陈慰宗,郑新亮,付灵丽,李绍雄,申影,高平安;一维光子晶体中的电磁模密度[J];光子学报;2003年02期
10 黄弼勤,顾培夫;一维光子晶体禁带的展宽[J];光学学报;2003年12期
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1 高艳;王海锋;;缺陷一维光子晶体传输特性的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
2 胡佳惠;;基于一维光子晶体缺陷模的光纤温度探测器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 肖国宏;王骥;林青勇;顾春晖;龚俊锋;;微波段一维光子晶体带隙结构的研究[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
4 陈慰宗;付灵丽;李绍雄;;一维光子晶体完全光子禁带与结构的关系[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
5 李建荣;王超义;江绍基;;含特异材料缺陷层一维光子晶体多缺陷现象及其内部场分布[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 卢向东;;用RTCM算法研究一维光子晶体的缺陷模[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
7 李夏;蒋玉蓉;薛唯;喻志农;;一维光子晶体可调滤波器设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 蒋玉蓉;李夏;薛唯;;界面粗糙度对一维光子晶体带隙特性的影响[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 闫斌英;陈鹤鸣;;多波长负折射率光子晶体滤波器的特性分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 欧阳征标;孟庆生;罗贤达;;一维缺陷态光子晶体缺陷模的模式规律[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
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1 王占华;刺激—响应聚合物复合一维光子晶体[D];吉林大学;2011年
2 陈苏;新型一维光子晶体的制备和传输特性的研究[D];武汉大学;2009年
3 邓立儿;一维光子晶体的理论计算及三维反蛋白石结构的研究[D];北京交通大学;2010年
4 强海霞;一维光子晶体全向反射镜和滤波器的设计及特性研究[D];南京理工大学;2011年
5 陈溢杭;含特异材料的一维光子晶体中的缺陷模性质研究[D];中山大学;2006年
6 张高明;左手材料光学性能研究[D];湖南大学;2006年
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8 梁华锋;基于MEMS技术的红外微光电器件研究[D];华中科技大学;2010年
9 张文富;微纳光子波导与功能器件研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
10 何琼毅;相干驻波场驱动下介质的光谱特征与相干光学烧孔实现光速减慢[D];吉林大学;2007年
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1 孙明艳;一维光子晶体的光学特性研究[D];北京工业大学;2010年
2 谷海霞;紫外线波段一维光子晶体的光学特性研究[D];太原理工大学;2010年
3 闫江周;一维光子晶体及其表面波传感器的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
4 嵇保建;长脉冲激光对一维光子晶体薄膜损伤机理的数值模拟[D];南京理工大学;2010年
5 高慧慧;金膜—一维光子晶体结构的热辐射特性[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 赵凤娇;一维光子晶体结构的理论研究[D];中北大学;2013年
7 黄云波;纳米颗粒一维光子晶体的制备及其在控制发光方面的应用[D];上海师范大学;2013年
8 刘平安;太赫兹波段一维光子晶体腔及其应用[D];中国计量学院;2013年
9 申俊华;一维光子晶体的禁带特性研究[D];东北大学;2008年
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