本文選題：磁控濺射 + 二氧化鈦薄膜��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：二氧化鈦是目前研究最廣泛的半導(dǎo)體光催化材料之一,具有催化活性高、價廉、耐腐蝕性強等特點,已被廣泛應(yīng)用于光解水制氫、抗菌除臭、廢氣凈化、降解有機物、自清潔等方面。但由于其禁帶寬度較寬,量子效率也較低,限制了二氧化鈦的大面積應(yīng)用。本文通過金屬修飾與N摻雜的協(xié)同作用,對Ti02薄膜進(jìn)行改性,以使其獲得更高的光催化氧化性能。采用磁控濺射法制備了Fe修飾N摻雜Ti02薄膜(Fe-N-TiO2),研究了Fe修飾量與熱處理對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌、表面元素化學(xué)態(tài)以及光吸收性能的影響。結(jié)果表明：Fe修飾N摻雜使薄膜晶粒細(xì)化,比表面積增大；Fe含量的增加有助于晶粒長大；且有助于金紅石相向銳鈦礦相轉(zhuǎn)變,Fe含量為1.5 at.%時,薄膜為純銳鈦礦相；Fe元素是以Fe3+氧化態(tài)形式替位存在于TiO2晶格中,N-取代O2-進(jìn)入晶格中；隨著Fe含量的增加吸收邊紅移程度增大,當(dāng)Fe含量達(dá)到3.0 at.%時,吸收邊紅移至近410nm；對薄膜進(jìn)行退火處理后,薄膜的結(jié)晶性變好,吸收邊有一定程度的紅移。采用磁控濺射法制備了Ni修飾N摻雜Ti02薄膜(Ni-N-TiO2),研究了Ni修飾量對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和性能的影響。Ni修飾N摻雜使薄膜晶粒細(xì)化,比表面積增大；且使薄膜中金紅石相轉(zhuǎn)化為銳鈦礦相,Ni含量為0.7 at.%時,薄膜為純銳鈦礦相；Ni元素是以Ni2+氧化態(tài)形式間位存在于Ti02晶格中；隨著Ni含量的增加吸收邊紅移程度增大,當(dāng)Ni含量達(dá)到4.8 at.%時,吸收邊紅移至近450nm。Fe修飾N摻雜Ti02薄膜的可見光催化氧化活性順序為：1.5 at.%Fe-N-TiO21.0 at.%Fe-N-TiO2N-TiO23.0 at.%Fe-N-TiO2TiO2,2h后最高可降解羅丹明B48.2%。Ni修飾N摻雜Ti02薄膜的可見光催化氧化活性順序為：0.7 at.%Ni-N-TiO20.8 at.%Ni-N-TiO2N-TiO24.8 at.%Ni-N-TiO2TiO2,2h后最高可降解羅丹明B45.9%。
[Abstract]:TiO _ 2 is one of the most widely used semiconductor photocatalysis materials . It has the characteristics of high catalytic activity , low cost , strong corrosion resistance , etc . It has been widely used in the fields of hydrogen production , antibiosis , deodorization , waste gas purification , degradation of organic matter and self - cleaning .
The increase of Fe content contributes to grain growth .
and the film is a pure anatase phase when the Fe content is 1.5 at . % .
The Fe element is in the form of Fe3 + oxidation state in the TiO2 crystal lattice , and the N - substituted O2 - enters the lattice ;
With the increase of Fe content , the absorption edge redshift increased , while Fe content reached 3.0 at . % , the absorption edge red moved to near 410nm .
Ni - modified N - doped Ti02 thin films ( Ni - N - TiO2 ) were prepared by magnetron sputtering . The effect of Ni modification on the structure , morphology and properties of thin films was studied .
and the rutile phase in the film is converted into an anatase phase , and the Ni content is 0.7 at . % , and the thin film is a pure anatase phase ;
The Ni element is present in the crystal lattice of Ti02 in the form of Ni 2 + oxidation state ;
The visible light catalytic oxidation activity sequence of Fe - modified N - doped Ti02 thin films was : 1.5 at . % Fe - N - TiO31.0 at . % Fe - N - TiO31.0 at . % Fe - N - TiO31.0 at . % Fe - N - TiO20 . 0 at . % Ni - N - TiO20.8 at . % Ni - N - TiO24 . 8 at . % Ni - N - TiO2TiO2 , and the highest degradable rhodamine B 45.9 % after 2h .

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ134.11;O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1882943