APCVD法Cu基Ti3O5復(fù)合材料的制備及性能影響因素研究.pdf

1、信息時代對于信息存儲、傳遞的需求越來越高，新的研發(fā)層出不窮，目前， Ti3O5的相變可逆性成為實驗熱點，不同溫度下 Ti3O5的晶型轉(zhuǎn)變兼具為數(shù)據(jù)存儲與讀取的能力；同時作為光催化，擁有無毒、無污染的優(yōu)良性能，但也有吸收光譜在紫外區(qū)的缺陷，而半導(dǎo)體的復(fù)合摻雜有助于優(yōu)化催化能力。大量研究者致力于Ti3O5的制備及應(yīng)用開發(fā)，尋找性能優(yōu)化方法并擴(kuò)展其實用性范圍。
　　本文主要內(nèi)容是在常壓化學(xué)氣相沉積法的基礎(chǔ)上，探究Cu基Ti3O5微納米材

2、料（Cu2O/Ti3O5復(fù)合材料）的制備。討論合成機(jī)理，實驗分別考察沉積溫度、反應(yīng)時間、保溫時間及Si/Ti摩爾比等條件對Ti3O5成核-晶型與晶相生長及光催化性能、親水性方面的影響，探討Cu2O/Ti3O5復(fù)合材料的性能優(yōu)勢，研究表明：
　　（1）以純黃銅片為基底，先均勻氣相沉積一層硅化膜，后在混氣沉積硅化鈦薄膜的基礎(chǔ)上，成功熱氧化法誘導(dǎo)得到 Ti3O5。最佳實驗條件為溫度720℃，摩爾比為3的混合氣體沉積120s，后在此溫度下

3、保溫120min。樣品形貌顯示線狀Ti3O5上附著密密麻麻的小顆粒，且線狀結(jié)構(gòu)從團(tuán)聚的基底上向四面伸長，其直徑約為0.5μm，長度在7μm。
　　（2）低溫時樣品幾乎顆粒狀，大規(guī)模晶核在此生成，在溫度提升到720℃，膜面長出細(xì)長濃密的線狀結(jié)構(gòu)，繼續(xù)升溫的后果是線狀結(jié)構(gòu)頂端團(tuán)聚，晶核接觸氧的機(jī)會降低，Ti3O5生成能力降低；較短的沉積時間下，由于原料的不足，只能得到“芽狀”的晶核，而過長的時間，樣品沉積太厚，顆粒團(tuán)聚，樣品形貌不佳；

4、保溫時間決定了硅化鈦薄膜與氧氣的反應(yīng)程度，隨時間延長，Ti3O5生成效率變高，并且在120min時生長狀態(tài)最好，繼續(xù)保溫，原料消耗殆盡對復(fù)合材料產(chǎn)生不利影響；Si/Ti摩爾比由1增加到3的過程中，隨薄膜硅化鈦種類、晶相含量的變化，生成的樣品Ti3O5含量變高，太高的摩爾比，樣品顆粒堆積明顯，Ti3O5線狀結(jié)構(gòu)基本消失，影響復(fù)合材料的應(yīng)用。
　?。?）使用紫外光-可見光分光光度計檢測 Cu基 Ti3O5微納米材料對亞甲基藍(lán)溶液的光催