液相沉积法制备镁合金负载纳米TiO<,2>薄膜及其性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thardway
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
TiO2作为一种弱的n型半导体材料,具有良好的化学稳定性和光催化活性。镁合金是轻型结构金属材料,在航天、航空、汽车、电子工业、生物材料上有广阔的应用前景。将TiO2薄膜沉积在镁合金产品上,使镁合金产品具有光催化效应,能够降解有机物,实现清洁除污、杀菌除臭等功能。本论文采用液相沉积法(LPD)制备镁合金负载纳米TiO2薄膜。在室温下,配制(NH42TiF6和H3BO3的混合溶液,添加纳米锐钛矿TiO2粉末作为结晶诱导剂,在镁合金上沉积出纳米TiO2薄膜。将溶液中沉积出来的粉末干燥,经不同温度下热处理,用X射线衍射法(XRD)研究其物相变化规律;采用DSC-TG分析锐钛矿转变的形成温度;研究分析了在不同条件下得到的TiO2薄膜的晶体结构、表面形貌、耐腐蚀性能和光催化性能。采用正交实验方法优化了影响耐腐蚀性能的工艺参数。实验结果表明:沉积态的TiO2在194.2℃开始转变成锐钛矿型结构。反应温度的提高能促进TiO2晶核的形成和长大。相对于反应温度,热处理温度对锐钛矿的衍射峰强度影响更强烈,热处理温度在300℃-350℃之间影响最为剧烈。薄膜的X射线衍射表明:提高热处理温度有利于锐钛矿结构的形成,促使晶粒长大;热处理温度从300℃升高到420℃,锐钛矿D101从低于100nm升高到112nm;随着热处理时间的延长薄膜的锐钛矿相结构越来越完整,主峰变的尖锐,而且强度也随之增强,延长热处理时间和提高热处理温度一样有利于锐钛矿型TiO2薄膜的形成,促使锐钛矿型晶粒生长,热处理时间从1h升高到2.5h时,锐钛矿D101从99nm升高到109nm;提高热处理升温速率对于锐钛矿型TiO2薄膜的形成和晶粒生长影响很小。通过研究薄膜的表面形貌可知:表面颗粒垂直于基体生长,呈八面体外观结构,粒径大约为150nm;在锐钛矿的形核和结晶过程中,生长择优取向很明显;适当短的沉积时间可以获得均匀、整齐、致密的薄膜表面,20小时以上继续延长沉积时间出现宏观裂纹;较低的热处理温度下制备的薄膜表面较为平缓,晶体学外观初步形成,局部还有微小的孔洞存在,其尺寸范围在10nm左右,进一步提高热处理温度能够加速锐钛矿的生长,促进颗粒之间生长融合,有利于微孔的坍陷闭合,提高其表面晶体学特征;延长热处理时间,促进表面颗粒间的融合,减小颗粒间隙,颗粒棱角变得明显;快速升温对于晶型转化过程和表面宏观形貌影响甚微,但是能影响到表面的介观结构。断面SEM和EDS
其他文献
在现代社会,人们对环境问题的关注日益高涨。随之而来的社会经济政策也逐渐朝向更加绿色的替代方案。绿色环保技术越来越受欢迎,其中,燃料电池技术是绿色能源最活跃的领域之一。与化石燃料发电相比,燃料电池发电是可再生且更清洁的,其应用并不局限于道路车辆中,在我们的日常活动中也蕴藏着不小的潜力。燃料电池使用的燃料中,除氢以外,能量密度最高的燃料是甲醇。甲醇与氢气相比具有一定的优势:它廉价、丰富、容易储存、运输
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础.能源开发利用极大地促进了城市社会经济发展,然而经济发展对能源的巨量消耗也带来了一系列环境问题,如:全球气候变暖、区域大气污
Li2FeSiO4允许两个锂离子在其结构单元中可逆脱出/嵌入,即其理论比容量可以达到330mAh/g,而被认为是目前最有发展前景的锂离子电池正极材料之一。但是,Li2FeSiO4电子导电率和锂离子扩散速率很低,在材料制备煅烧过程中很容易分相产生电绝缘SiO2杂相,这些缺点导致Li2FeSiO4的高倍率充放电性能很差。本论文以溶胶凝胶工艺为基础,在纳米尺度上,引入导电相,形成“绝缘Li2FeSiO4
随着社会的发展与进步,可持续发展的内在需求对建筑行业提出了更高的要求,绿色建筑工程是新时期背景下建筑行业未来发展的重要趋势.为了保障建筑行业能够健康、稳定、长期的
近年来,作为一种新型的二级纳米结构,胶体纳米颗粒团簇因其拥有单个初级纳米颗粒无法比拟的优势而受到人们的广泛关注与研究。目前已报道的胶体纳米颗粒团簇的制备方法,按照操作步骤可大致分为一步合成法和多步合成法。一步法具有操作简单、重复性高、纳米团簇尺寸均匀等优点,但在形貌控制方面存在一定局限性;多步合成法有利于制备壳层结构复合纳米颗粒团簇材料,但往往受限于极其繁琐的制备过程,导致产率低、重复性差等问题,
现如今,城市化进程的不断深入,建筑行业得到了良好的发展,房屋建筑的质量也随之成为了人们关注的重点.在房屋建筑工程中,防渗漏施工技术是非常重要的一项技术,大部分房屋都需
湿地是地球上最重要的生态系统之一,在生物圈中起着不可替代的作用,并为人类的生产、生活提供多种资源,具有巨大的生态服务功能。但是由于人类对湿地的不合理利用,世界范围内湿地
通过对当前中小学生英语学习现状的调查发现,中小学生在学习英语的过程中普遍存在学习兴趣低落的情况,这对于提升中小学生英语教学效果是非常不利的。为了充分调动中小学生的英
模拟罗家寨气田高酸性腐蚀环境,利用高压釜研究了N80SS油管钢的高温高压腐蚀行为和应力腐蚀行为以及其和井下工具材质偶接时的电偶腐蚀行为。利用SEM、EDS和XRD研究了N80SS油