纳米TiO_2介孔薄膜的模板组装制备研究

以TiCl4为无机前驱体、三嵌段高分子共聚物EO20PO70EO20为模板剂，在非水条件下制备了有序的锐钛矿TiO2纳米晶介孔薄膜。通过热重-差热(TG-DTA)分析、X射线衍射(XRD)分析、原子力显微观察(AFM)及N2吸附-脱附等测试对样品进行了表征。结果表明，薄膜具有均一的大介孔孔径(～10nm)，其BET比表面积为150m^2·g^-1，薄膜较宽的无机壁厚显著提高了介孔结构的热稳定性。通过红外(IR)光谱分析考察了溶胶-凝胶过程中发生的物理化学变化。在对薄膜表面形貌进行AFM观察的基础上初步探讨了嵌段共聚物EO20PO70EO20对薄膜孔结构形成的导向机理。

模板组装纳米TiO_2多孔膜及形成机理

以钛酸丁酯(TBTi)为原料,加入高分子表面活性剂聚乙二醇(PEG)作模板,采用溶胶-凝胶技术合成了孔径10-500nm可调的纳米TiO2多孔薄膜。扫描电镜(SEM)观察结果表明,合成过程中水含量增加形成的薄膜孔密度减小,而PEG加入量的增加,薄膜表面孔径和孔密度增大。通过红外光谱测试对溶胶-凝胶过程中发生的物理化学变化进行了系统的分析,初步探讨了薄膜多孔结构的形成机理。

协同组装法制备二氧化钛多孔薄膜

以聚苯乙烯微球(polystyrenesphere,PS)和超细TiO2纳米粉为原料,采用协同组装法制备了TiO2多孔薄膜。在组装过程中,TiO2纳米粉通过毛细管力可以直接组装在模板微球的间隙内。探讨了工艺参数,如:蒸发温度、TiO2含量及PS和TiO2质量比对薄膜形貌和结构的影响。结果表明:采用协同组装法可获得有序多孔的TiO2薄膜,薄膜的孔径及无机墙的厚度与TiO2含量及PS对TiO2的质量比密切相关。X射线衍射分析表明薄膜为锐钛矿结构。在350～800nm的波长范围内薄膜的透光率可达75%以上,禁带宽度约为3.12eV。