TiO2染料敏化薄膜的制备与结构表征.pdf

林志东 等：TiO2 染料敏化薄膜的制备与结构表征 2907 TiO2 染料敏化薄膜的制备与结构表征 ∗ 林志东，刘黎明 （武汉化工学院材料科学与工程学院，湖北 武汉 430073 ） 摘 要：采用溶胶-凝胶法添加聚乙二醇表面活性剂 力扫描显微镜与X 射线光电子能谱研究发现 TiO2 薄 制备了 TiO2 纳米粒子，采用滚压涂敷法在玻璃基底 膜中存在着大量的纳米孔，薄膜的孔隙间吸附了大量 上制得 TiO2 纳米多孔薄膜，采用吸附法对多孔薄膜 的氧。退火活化处理可以除去吸附氧，使薄膜空隙间 表面进行染料敏化处理。染料敏化处理前后，薄膜的 吸附其他敏感材料，从而改善 TiO2 薄膜的特性，使 微结构没有改变，但薄膜表面的成分发生了改变。对 其具有更广的应用前景。 薄膜进行了XPS ，AFM ，SEM 和XRD 分析。结果表 明，TiO2 纳米晶薄膜中纳米粒子晶型为锐钛矿，薄膜 2 实验部分 具有网络多孔结构，TiO2 粒子的粒径在20~30nm 间， 2.1 实验仪器与药品 薄膜中空穴的孔径在50~150nm 不等，未敏化处理的 主要仪器有：德国Omicron 多功能表面分析仪， 薄膜空隙中吸附了大量的氧，薄膜敏化处理后，表面 英国 VG SCIENTIFIC LTD 公司ESCALAB-220IXL 的吸附氧被敏化剂分子中的氧取代，染料敏化剂分子 多功能电子能谱仪，Rigaku Dmax-2400 X 射线衍射 通过化学吸附在薄膜表面。 仪，JSM-5600LV 低真空扫描电子显微镜。化学试剂 关键词：TiO2 纳米晶；多孔薄膜；染料敏化 均为分析纯试剂。 中图分类号：O487 文献标识码：A 2.2 TiO2 多孔膜的制备 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊 TiO2 纳米粒子溶胶的制备，将 13mL 钛酸四正丁 1 引 言 酯加入 4mL 异丙醇中混合均匀，将混合液缓慢滴加 到pH 值为3.0 的120mL 硝酸去离子水溶液中。滴加 TiO2 纳米材料不仅具有光催化、光电转化、电 完后，混合液在 75~80℃下搅拌反应 12h，反应后的 致变色、抗紫外辐射等特性，而且它自身稳定性高， 溶胶减压蒸馏浓缩到合适浓度，加入 2%聚乙二醇搅 完全无毒，与环境兼容。它在光电转换，废水、废气 拌均匀得到所需的TiO2 纳米溶胶。 等污染物的光降解、抗菌保结、自洁净表面、抗紫外 TiO2 纳米多孔薄膜的制备,将玻璃两侧用 3M 透 辐射等方面有着广阔的应用前景，是目前人们研究最 明胶带固定，采用磁控射频溅射法制作一层致密的 多的