通过氢还原热处理提升TiO_(2)薄膜的抗菌性能

提升在可见光区间的抗菌效率一直是二氧化钛(TiO_(2))抗菌性能研究的重要方向.采用脉冲激光沉积(PLD)制备TiO_(2)薄膜,并通过氢还原热处理的方法提升TiO_(2)表面的氧空位浓度从而增强其抗菌性能.结果发现,在以单晶氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为衬底时,生长的TiO_(2)薄膜为高度择优取向的锐钛矿相.生长温度越高,锐钛矿相的XRD衍射峰越强,薄膜越致密.将在600℃下生长的350 nm厚的TiO_(2)薄膜进行抗菌性能测试,发现其抗菌率约为86%.对样品进一步在4%H2氛围下进行还原处理,发现其抗菌率提升到约为97%.通过XPS、UV-Visible和PL测试,发现TiO2经过还原热处理后在其表面形成更多的氧空位,在TiO_(2)带隙中形成氧空位缺陷能级,导致在可见光区域吸光性能增强,使其具有更高的抗菌性能.通过氢还原过程调控材料的缺陷组成,并研究TiO_(2)薄膜的光催化抗菌性能及抗菌机理.这种简易的调控TiO_(2)光吸收的方法可为规模生长提供技术可行性.

高温气/固电化学界面调控研究进展

在高温固体氧化物燃料电池等器件中,气/固界面对电极反应性能及器件寿命有显著影响。因此,高温气/固电化学界面的精准调控和原位表征是新能源器件中材料研究与开发的一个核心方向。回顾了应用于高温电化学基础研究与器件领域中的高温气/固界面的制备调控的发展历程,总结了发展高温气/固界面原位动态表征的必要性及近年来原位表征的发展现状,指出了更精细的高温气/固界面研发的挑战。结合当前多学科发展方向,建议在未来的研究中提升界面调控的精确度至原子尺度,研发更多适用于高温气/固界面的原位表征方法,并结合运用机器学习等新的数据科学研究方法等。