本文關(guān)鍵詞：低氣壓等離子體制備及處理二氧化鈦薄膜的研究

  更多相關(guān)文章： 低氣壓等離子體 發(fā)射光譜 TiO_2薄膜 光催化 N_2和O_2等離子體處理

【摘要】：二氧化鈦薄膜廣泛應(yīng)用于空氣和水體凈化,太陽能電池和自清潔等領(lǐng)域。制備Ti02常用方法有：溶膠-凝膠法、物理氣相沉積法和化學(xué)氣相沉積法等,本論文采用低氣壓等離子體,室溫下,開展了沉積具有光催化活性的Ti02薄膜以及對所制備的薄膜進(jìn)行等離子體處理的研究,得到如下的結(jié)果：1.通過電學(xué)測量和發(fā)射光譜診斷對放電過程進(jìn)行研究。在純氬氣,氬氣和氧氣以及鈦酸四異丙酯(TTIP)和氬氣和氧氣這三種放電體系中,放電功率均隨輸入功率的增加呈現(xiàn)線性增長的關(guān)系,而TTIP分壓和氧分壓對放電功率基本無影響,放電功率在3W～4 W之間變化。對于這三種放電體系的發(fā)射光譜進(jìn)行診斷,其結(jié)果顯示：在純Ar放電中,增加心的流量,Ar原子激發(fā)溫度降低,但是它的譜線強(qiáng)度增強(qiáng)。在Ar+O2和TTIP+Ar+O2放電中,增加氧分壓,激發(fā)溫度緩慢下降,但是隨著輸入功率的增加,Ar原子激發(fā)溫度和氧原子譜線強(qiáng)度依次緩慢增加。2.采用低氣壓等離子體,室溫,以鈦酸四異丙酯為鈦源,氧氣為氧源,研究反應(yīng)條件對制備的二氧化鈦薄膜性質(zhì)的影響。在實(shí)驗(yàn)所考察的范圍內(nèi)其結(jié)果為：Ti02薄膜的光催化活性隨著氧氣分壓、TTIP分壓、輸入功率和沉積時(shí)間的增加先升高到最大值33%后,緊接著就會呈現(xiàn)下降的趨勢。傅里葉紅外吸收光譜顯示所制備的薄膜含有羥基官能團(tuán),羥基的含量與薄膜光催化活性相對應(yīng),羥基含量增多,其活性增強(qiáng),這表明羥基是影響薄膜光催化活性的主要因素,薄膜的紫外可見吸收光譜在365 nm處吸光度的高低也與薄膜的光催化活性的高低相一致。3.經(jīng)過對制備薄膜的實(shí)驗(yàn)條件的考察,選用一個(gè)光催化活性最好的條件制備薄膜,將所沉積的薄膜進(jìn)行N2和O2等離子體處理,450℃焙燒處理,結(jié)果表明：與未處理的相比,經(jīng)過N2等離子體處理后薄膜的光催化活性由33%提高到55%,且與450℃焙燒后它的光催化活性基本一樣,而經(jīng)過O2處理后薄膜的活性略微有點(diǎn)下降。XRD譜圖表明經(jīng)過熱處理和N2處理后有微弱的銳鈦礦相特征峰出現(xiàn)。用N2處理后,Ti02薄膜的活性隨輸入功率和處理時(shí)間的變化規(guī)律呈現(xiàn)出先增長后基本保持不變的趨勢。發(fā)射光譜結(jié)果表明N2分子轉(zhuǎn)動溫度從350 K上升到500 K,振動溫度在4500 K與4800 K之間波動。
【關(guān)鍵詞】：低氣壓等離子體 發(fā)射光譜 TiO_2薄膜 光催化 N_2和O_2等離子體處理
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 緒論9-21
• 1.1 等離子體概述及應(yīng)用9-10
• 1.2 納米二氧化鈦薄膜10-17
• 1.2.1 TiO_2的結(jié)構(gòu)與光催化應(yīng)用11-13
• 1.2.2 TiO_2薄膜的制備及改性13-17
• 1.3 等離子體法制備TiO_2薄膜及研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容19-21
• 2 實(shí)驗(yàn)部分21-28
• 2.1 TiO_2薄膜制備的實(shí)驗(yàn)裝置21-22
• 2.2 放電的診斷方法22-25
• 2.2.1 電學(xué)測量及放電功率的計(jì)算22-23
• 2.2.2 發(fā)射光譜診斷23-25
• 2.3 TiO_2薄膜的表征及光催化評價(jià)25-28
• 2.3.1 表征方法25
• 2.3.2 TiO_2的光催化原理25-27
• 2.3.3 TiO_2薄膜的光催化評價(jià)過程27-28
• 3 低氣壓等離子體的發(fā)射光譜診斷28-41
• 3.1 不同放電體系的放電特性28-33
• 3.1.1 放電的電壓-電流波形28-29
• 3.1.2 放電條件對放電功率的影響29-33
• 3.2 低氣壓等離子體發(fā)射光譜診斷33-41
• 3.2.1 Ar放電中流量和輸入功率的影響33-35
• 3.2.2 Ar+O_2放電中氧氣分壓和輸入功率的影響35-38
• 3.2.3 TTIP+Ar+O_2放電中氧氣分壓和輸入功率的影響38-41
• 4 低氣壓等離子體制備及處TiO_2薄膜41-55
• 4.1 放電條件對制備薄膜的影響41-47
• 4.1.1 總氣壓的影響41-42
• 4.1.2 氧氣分壓的影響42-44
• 4.1.3 輸入功率的影響44-45
• 4.1.4 沉積時(shí)間的影響45-47
• 4.2 TiO_2薄膜的后處理及N_2等離子體處理的機(jī)理研究47-55
• 4.2.1 處理氣氛對薄膜性質(zhì)的影響48-51
• 4.2.2 輸入功率對光催化活性的影響51-52
• 4.2.3 處理時(shí)間對光催化活性的影響52-53
• 4.2.4 N_2等離子體處理的機(jī)理研究53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳燾;羅崇泰;王多書;劉宏開;;離子束轟擊對電子束蒸發(fā)制備二氧化鈦薄膜應(yīng)力的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2009年02期

2 劉歡;龔樹萍;劉劍橋;萬久曉;周東祥;;釩摻雜二氧化鈦薄膜制備與材料特性分析[J];功能材料;2011年11期

3 高立華;高松華;;二氧化鈦薄膜光催化性能及改性的研究進(jìn)展[J];中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2012年01期

4 徐靈戈，黎甜楷，王淑琴，，徐維并;溶膠－凝膠法制備摻雜二氧化鈦薄膜及其光電性能研究[J];感光科學(xué)與光化學(xué);1995年02期

5 武正簧;制備條件對二氧化鈦薄膜性能的影響(英文)[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2001年03期

6 王祖濻,張鳳寶;二氧化鈦薄膜的液相沉積法制備研究[J];分子催化;2003年06期

7 成曉玲,胡社軍,匡同春,曾鵬,謝光榮,汝強(qiáng);納米二氧化鈦薄膜制備研究進(jìn)展[J];表面技術(shù);2005年04期

8 刁顯珍;張思琦;;二氧化鈦薄膜材料的制備及其性能研究[J];功能材料;2011年S2期

9 衛(wèi)會云;邢杰;張笑妍;鞏毛毛;李偉民;;二氧化鈦薄膜的制備及退火對其形貌、結(jié)構(gòu)的影響[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年06期

10 牟文寧;翟玉春;石雙志;;低溫條件下在水溶液中制備二氧化鈦薄膜(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳燾;羅崇泰;王多書;金揚(yáng)利;;電子束蒸發(fā)制備二氧化鈦薄膜應(yīng)力研究[A];中國真空學(xué)會2006年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2006年

2 林惠娟;王建和;;不同氮摻雜量及熱處理溫度對二氧化鈦薄膜性質(zhì)之影響[A];第一屆兩岸三地綠色材料學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

3 胡振宇;杝肇和;_5淑美;儕屾祥;余o咼

本文編號：612681