研究目的
研究热氧化温度对钨掺杂二氧化钛薄膜相演变及光催化性能的影响。
研究成果
W-TiO2薄膜成功制备,其性能受热氧化温度和钨含量显著影响。该薄膜在紫外光照射下表现出良好的光催化活性,对亚甲基蓝染料的降解速率高于未掺杂TiO2。其中550°C退火的5.5原子百分比W-TiO2薄膜展现出最高的光催化效率。
研究不足
该研究聚焦于热氧化温度和钨含量对W-TiO?薄膜性能的影响。其局限性在于所测试的退火温度范围和钨掺杂浓度可能未涵盖优化光催化活性的所有可能条件。
1:实验设计与方法选择:
采用直流与射频磁控共溅射系统,在空气中热氧化钨掺杂钛薄膜后进行溅射,制备钨掺杂二氧化钛(W-TiO2)薄膜。研究了退火处理和钨含量对W-TiO2薄膜微观结构的影响。
2:样品选择与数据来源:
将纯钛膜和钨钛膜在室温下沉积于(001)硅片和玻璃基底上。随后将样品在450、500、550和600°C的空气环境中进行退火(热氧化)处理。
3:550和600°C的空气环境中进行退火(热氧化)处理。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用直径为76.2毫米的钛靶和钨靶。通过低温泵将溅射腔室抽至5×10?7托的本底真空度,采用纯度为99.999%的氩气。
4:2毫米的钛靶和钨靶。通过低温泵将溅射腔室抽至5×10?7托的本底真空度,采用纯度为999%的氩气。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:样品在450、500、550和600°C的空气环境中退火6小时,升温速率为5°C/分钟。
5:550和600°C的空气环境中退火6小时,升温速率为5°C/分钟。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过X射线衍射(XRD)分析薄膜结晶度;采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察微观结构与厚度;通过亚甲基蓝(MB)分解溶液测定光催化活性。
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