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纳米二氧化钛薄膜专业：材料科学与工程姓名：学号：*二氧化钛薄膜的结构二氧化钛薄膜的性质二氧化钛薄膜的制备二氧化钛薄膜的应用41235一、结构这些结构的共同特点是组成结构的基本单位是Ti06八面体(图1-1)。这些结构的区别在于，是由Ti06八面体通过共用顶点还是共边而组成不同的骨架。一、结构锐钛矿结构是由TiO6八面体共边组成。而金红石和板钛矿结构则是由TiO6八面体共顶点且共边组成。二、性质1、光学特性氧化钛(Ti02)薄膜具有优良的透光性、高折射率和良好的化学稳定性，折射率可随制备工艺变化，同时具有纳米材料所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。2、光催化特性纳米Ti02半导体粒子能够催化体相半导体所不能进行的反应。二、性质3、光电转换特性由于纳米Ti02多孔电极表面吸附的染料分子数是普通电极的50倍，而且几乎每个染料分子都与Ti02分子直接作用，光生载流子的界面电子转移速度快，因而具有优异的光吸收和光电转换特性。4、电学特性半导体的介电行为和压电性能与常规的半导体材料有很大不同，介电常数随测量频率的减少呈明显的上升趋势;低频范围内，纳米半导体材料的介电常数呈现尺寸效应;纳米半导体可以产生强的压电效应。三、制备1、化学气相沉积大多数使用常压化学气相法(APCVD)，400一700℃热处理后，TiO2薄膜为锐态矿结构，400℃以下为无定形结构。2、溶胶凝胶法溶胶一凝胶技术和传统的制备薄膜的方法而言，它的主要特点在于易操作和批量生产，所制得薄膜纯度较高，而且省去了粉体制备过程。三、制备3、液相沉积法成膜过程不需要热处理，不需要昂贵的设备，操作简单，可以在形状复杂的基片上镀膜，广泛用于制备功能性薄膜。4、反应溅射法(1)溅射速率高;(2)薄膜的成分易于控制，特别适合于工业化生产;(3)在良好的真空状态下，基片温度不需要很高就可以制备出高质量的TiO2薄膜。三、制备5、脉冲激光沉积法能量在空间和时间上高度集中，可以解决难熔材料的薄膜沉积问题、易于在室温下沉积取向一致的薄膜，可沉积高质量的纳米薄膜、多层膜和超晶格膜等。6、离子自组装技术驱动力是带相反电荷的组分之间的静电引力，离子自组装技术较其他技术而言具有许多优点，如可制备大面积薄膜、厚膜和结构可控、薄膜均匀、常温常压操作、设备简单、成本低等。四、应用1、空气净化室内空气主要有害物质是甲醛、甲苯，它有很强的氧化能力，可以将其分解为CO2和H2O。在室内、建筑物表面涂上纳米TiO2光催化剂，可以有效的降解有害物质，达到净化空气的效果。2、防雾及自清洁涂层利用其亲水性可以使雨水完全浸润在其表面，不会形成分散视线的水滴。利用氧化钛薄膜在紫外光作用下的强氧化能力和薄膜的超亲水性，可形成自清洁表面。四、应用3、抗菌作用TiO2光催化剂不仅有很强的杀菌能力，而且能分解由细菌释放出来的有毒物质，在医院病房、手术室以及人群密集的区域安放TiO2光催化剂后，可有效杀死细菌，防止感染。4、光催化有机废水处理这项新的污染治理技术具有能耗低、操作简单、反应条件温和、具有可利用太阳光、能耗低、可减少二次污染等突出优点，能有效地将有机污染物转化为H2O2：、CO2、PO43+、SO42-；NO3-卤素离子等无机小分子，达到完全无机化的目的。四、应用5、监控汽车尾气作为传感器材料检测多种气体，如H2、CO和02气，特别是用作汽车尾气传感器，借助测定尾气中氧气的含量，可以控制和减少尾气中CO和NOx的污染。6、在光电领域的应用作为用于太阳能电池的减反膜，可使光学反射降低50%左右，相应地使太阳电池的输出提高10%。四、应用7、太阳能电池与水分解染料敏化TiO2纳米薄膜太阳能光电池，光电转换效率达10%以上。也可用于光催化分解水，产生氢气和氧气。谢谢**********************