TiO2納米棒薄膜的水熱誘導(dǎo)生長及表征.pdf

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1、⑧論文作者簽名：坌k墨指導(dǎo)教師簽名：趣論文評閱人1：評閱人2：評閱人3：評閱人4：評閱人5：答辯委員會主席：委員1：委員2：委員3：委員4．委員5：j型聱塹f鷲絲堡f駕逖鋈立陋峰嘲塑騭隧猻圣硬f／!絲煎f巡咝塑墊-______-，_J___，●____，J____●●--●_●_1J●-____●●●__-_●_●●．●_-_●●●●●●J11．CharacterizationofT——iO——z——N，，———，．．a(chǎn)．，—．．．n．．．．．．．o．．．．．．r．．．．．o．．．．．．d．．．．．．．．．．．F．．．．．．．i．．1．．．m．．．．．．．．．．s．

2、．．withanAssistedLayerv,41,v-⑧Author’Ssignature：Supervisor’Ssignature：Ext—m1Reviewers．五與魚墼ExaminingCommitteeChairperson：了!掣p巫酞8mimngc—mee№mers：j孥華_鑒卜一趁Z叢叢緝左魚：魚!Dateoforaldefence：!-．‘·、本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得逝婆盤堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而

3、使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：爿匆蔚簽字日期：力硎年弓月，。日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解逝婆盤堂有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)浙鎏盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：力切A-簽字日期：枷，、年弓月f口日導(dǎo)師簽名：∥／簽字日期荔枷‘，，年弓月I,1日摘要摘要作為最重要的寬禁帶半導(dǎo)體

4、二氧化鈦(Ti02)材料，其納米化可表現(xiàn)出一些體材料無法具有的優(yōu)越性能，從而可進(jìn)一步推動Ti02在新領(lǐng)域中的應(yīng)用?；诨錞i02納米結(jié)構(gòu)形式的材料適合于光電器件上的應(yīng)用，而一維納米結(jié)構(gòu)作為構(gòu)筑基元，又可制作具有高比表面積等特性的器件。因此，可控地制備基于基板一維納米結(jié)構(gòu)材料，即納米棒薄膜或陣列，是當(dāng)前納米材料研究重要方向。本文以納米點(diǎn)薄膜和納米致密薄膜為誘導(dǎo)層，在硅基上水熱可控地生長出Ti02納米棒薄膜，并對此制備及性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文先用分相自組裝法在基板上旋涂一層納米致密薄膜以及納米點(diǎn)薄膜Ti02誘導(dǎo)層，經(jīng)不同溫度熱處理后對其進(jìn)行水熱處理。結(jié)果表明：當(dāng)熱

5、處理溫度為500℃時，基板上誘導(dǎo)層為銳鈦礦相，隨熱處理溫度的升高，基板上薄膜的晶型發(fā)生改變，當(dāng)熱處理溫度升高到800℃時，誘導(dǎo)層中有金紅石相出現(xiàn)。當(dāng)誘導(dǎo)層為無定形時，經(jīng)水熱處理后基板上沒有Ti02納米棒的生長；當(dāng)誘導(dǎo)層中出現(xiàn)金紅石相時，其誘導(dǎo)能力較僅為銳鈦礦時有所增加。本文制備的Ti02納米點(diǎn)薄膜作為誘導(dǎo)層經(jīng)相同條件水熱處理誘導(dǎo)一維Ti02納米棒的生長能力較Ti02納米致密薄膜為晶種的誘導(dǎo)能力強(qiáng)。通過水熱參數(shù)的改變，可以改變Ti02納米棒的形貌、尺寸以及密度。SEM結(jié)果顯示：采用三氯化鈦為鈦源時納米棒形貌為針狀；采用鈦酸四丁酯(TBOT)為鈦源時生長的納米棒為四方棒

6、狀。鈦源濃度變化時，基板上Ti02納米棒密度可控制在～3．7—83“m～，直徑在?20244nm，長度在～180—826nln范圍內(nèi)變化。隨水熱時間變化，基板上納米棒尺寸和密度也相應(yīng)變化。XRD及TEM測試結(jié)果顯示：三氯化鈦和鈦酸四丁酯為鈦源時，基板上Ti02納米棒均為金紅石相，棒生長方向分別是[101]和[001】。兩種形貌的納米棒均由無數(shù)細(xì)小的納米纖維組成，在強(qiáng)酸環(huán)境中，基板上誘導(dǎo)層在強(qiáng)酸環(huán)境下先溶解然后沉積出穩(wěn)定的金紅石相，作為生長金紅石納米棒的晶種，再經(jīng)取向黏附過程形成由無數(shù)納米纖維組成的棒狀結(jié)構(gòu)。對基板上Ti02納米棒的潤濕性以及光催化性能進(jìn)行測試，結(jié)果表

7、明：隨基板上Ti02納米棒密度的增加，基板表面最終轉(zhuǎn)變到超親水狀態(tài)；隨Ti02納米棒的增加，其光催化降解能力逐漸增強(qiáng)。關(guān)鍵詞：Ti02；納米棒薄膜；分相自組裝；誘導(dǎo)層；水熱法；親水性；可控浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAsoneofthemostimportantwidebandgapsemiconductormaterials，titaniumdioxide(Ti02)innanoscalehasawiderangeofapplicationsinphotoelectricconversion，environment，energyfieldsbecaus