磁控濺射法ZnO薄膜及ZnO-TiO2復(fù)合薄膜的制備研究.pdf

1、由于傳統(tǒng)粉末光催化劑在使用過程中存在產(chǎn)生二次污染、分離與回收困難等問題,因而薄膜光催化劑逐漸成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。玻璃由于價(jià)格便宜而且非常普通,在其表面涂上高光催化活性的ZnO薄膜將會(huì)使其在自潔凈玻璃等環(huán)保領(lǐng)域具有廣闊的使用前景。本文以高純金屬鋅、金屬鈦為靶材,氧氣為反應(yīng)氣體,選用普通載玻片作為基底,采用直流磁控濺射法制備ZnO薄膜,并采用雙靶共濺射的方法制備不同復(fù)合量的ZnO-TiO2復(fù)合薄膜。借助掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射

2、(XRD)等儀器,系統(tǒng)研究了直流磁控濺射工藝參數(shù)對(duì)薄膜表面形貌與結(jié)構(gòu)的影響；并對(duì)其光催化性能及親水性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　 研究結(jié)果表明:采用直流磁控濺射法,在濺射功率為150W、工作氣壓為2.0Pa、沉積時(shí)間為60min、氧氣、氬氣流量都為40sccm、靶基距60mm的條件下,獲得的ZnO薄膜表面平整致密,質(zhì)量最優(yōu)。并且ZnO薄膜經(jīng)400℃退火后薄膜表面質(zhì)量好,結(jié)晶程度高,C軸擇優(yōu)取向相對(duì)較好。
　　 采用雙靶共濺

3、射的方法成功制備了ZnO-TiO2復(fù)合薄膜,XRD分析表明,經(jīng)復(fù)合后薄膜的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,并且在Ti靶的濺射功率為150W時(shí),出現(xiàn)了TiO2銳鈦礦(101)面、(004)面和(112)面的衍射峰。
　　 對(duì)Zno薄膜進(jìn)行結(jié)合力測(cè)試顯示,ZnO薄膜的結(jié)合力約為21N。復(fù)合膜的結(jié)合力略有降低,約為17N。
　　 光催化性和親水性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于ZnO薄膜,經(jīng)400℃退火的樣品對(duì)甲基橙的降解率高于其它溫度退火的樣品,且