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总气压与Ar/O2流量比对直流对向靶磁控溅射TiO2薄膜光催化性能的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学] O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津大学环境科学与工程学院,天津300072, [2]国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192, [3]天津大学化学工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划项目(973)(2012CB720100)和国家自然科学基金(20973124)资助
中文摘要:

采用对向靶磁控溅射法在不同气压和Ar/O2流量比条件下,以氟化SnO2(FTO)导电玻璃为基底制备了多晶TiO2薄膜.台阶仪测量结果显示所制备TiO2薄膜的平均厚度约为200nm.随着溅射气压的升高。TiO2薄膜由锐钛矿与金红石混晶结构转变为纯锐钛矿结构.分别采用场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)分析了不同气压和Ar/O2流量比对TiO2薄膜表面形貌的影响,结果显示TiO2薄膜的表面粗糙度随溅射总气压和Ar/O2流量比的增加而增大.以初始浓度为100×10^-6(体积分数)的异丙醇(IPA)气体为目标物检测所制备TiO2薄膜的光催化性能,并分析该气相光催化反应的机理,在紫外照射条件下异丙醇先氧化为丙酮再被氧化为CO2.当总溅射气压为2.0Pa、Ar/O2流量比为1:1时,溅射所得TiO2薄膜具备最优光催化活性并可在IPA降解反应中保持较高的催化活性和稳定性.

英文摘要:

Polycrystalline TiO2 thin films were prepared by direct current facing-target magnetron sputtering at different sputtering pressures and Ar/O2 flow ratios. The average thickness of all prepared films was 200 nm, measured by surface roughness tester. With increase in sputtering pressure (p,=), the prepared films changed from mixtures of anatase and futile phases to pure anatase. The influences of different sputtering pressures and Ar/O2 flow ratios on surface morphology of prepared films were investigated by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and atomic force microscopy (AFM). The film surface was found to become rougher with increasing pressure and Ar/O2 flow ratios. Photocatalytic activities of the prepared TiO2 thin films were investigated by decomposition of iso-propanol (IPA) with initial concentration of 100×10-6 (volume fraction) under UV irradiation. The IPA was oxidized to acetone and further to carbon dioxide. TiO2 thin film deposited at 2.0 Pa with an Ar/O2 flow ratio of 1:1 showed the highest photocatalytic activity and maintained a high stability constant during the reaction.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781