采用溶膠-凝膠旋涂法,分別以鈦酸四丁酯（Ti（OC₄H₉）₄）為鈦源、硝酸鋅（Zn（NO₃）₂·6H₂O）為鋅源、硝酸銅（Cu（NO₃）₂·3H₂O）為銅源制備了不同摻雜量的Zn、Cu共摻TiO₂薄膜。分別采用X射線衍射儀（XRD）、薄膜測厚儀、紫外-可見分光光度計（UV-Vis）對所制備的樣品進行表征。結果表明:與本征TiO₂和2.0 at%Zn²⁺-TiO₂相比,Cu²⁺的摻雜減小了樣品的晶面間距及晶粒尺寸、增加了樣品的半高寬及比表面積,進而提高了薄膜的光催化活性能。隨著Cu²⁺摻雜量的增加,樣品沿（101）晶面擇優(yōu)取向先增強后減弱,薄膜的吸光度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,TiO₂的帶隙值由3.424 eV減小到3.325 eV。與本征Ti... 

【文章來源】：光電子·激光. 2020,31(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同Cu摻雜量的Zn-Cu共摻

由上表可知,與本征TiO2和單摻Zn2+-TiO2相比,Cu2+的摻入使得樣品的半高寬增加、晶面間距減小(除A4外)、晶粒尺寸減小、比表面積增大。晶粒尺寸的減小表明,Zn2+和Cu2+的摻雜對TiO2晶粒的生長有所抑制,從而使晶粒得到細化;比表面積的增加,有效地提高了薄膜的光催化性能。晶格參數(shù)的改變可能是Zn2+(0.074 nm)和Cu2+(0.072 nm)的離子半徑與Ti4+(0.068 nm)相近,摻雜后進入薄膜導致結晶度降低,產(chǎn)生缺陷。綜合晶格參數(shù)與XRD得到的結果可知,共摻樣品中摻雜量為2.0 at%Zn2+-1.0 at%Cu2+-TiO2的薄膜結晶度最好。圖2為共摻薄膜的半高寬和晶粒尺寸與Cu摻雜量的關系圖,通過此圖可以更清楚的觀察兩者間的關系。3.2 Zn2+-Cu2+-TiO2薄膜厚度的分析

表2 不同樣品的膜厚Tab.2 The film thickness of different samples Sample Film thickness of selected points/nm Average value/nm 1 2 3 A0 58.80 57.57 57.35 57.90 A1 58.16 56.53 58.86 57.85 A2 66.70 62.60 63.50 64.30 A3 61.50 57.30 62.80 60.50 A4 63.10 62.30 61.40 62.30 A5 73.90 71.70 72.30 72.60由圖3所示,可以清晰的看到樣品不同選取樣點厚度的變化趨勢。同一樣品的不同選取點薄膜厚度的變化并不是很明顯,說明實驗所制備的樣品薄膜表面比較均勻。其中,A3樣品曲線變化最為明顯,而A4與A1走勢相近,因此A4樣品膜厚適宜且薄膜表面較為均勻[21]。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3595142