二氧化钛光催化功能薄膜的电化学制备方法_张欣宇VIP免费

文章编号:1001-3849(2005)05-0021-04�二氧化钛光催化功能薄膜的电化学制备方法张欣宇,陈铁群,王春艳(华南理工大学机械工程学院材料科学与技术研究所,广东广州510640)摘要:二氧化钛光催化薄膜是目前备受科研工作者关注的一种功能薄膜材料,利用TiO2薄膜在紫外光照射下所表现出的特有的光催化特性,如高的光催化活性、强的氧化性、超亲油亲水等,可将其用于污染治理、杀菌抗菌、防污自清洁、防雾等场合,在环境保护、医疗卫生、建筑等领域有着重要的应用前景。评述了TiO2光催化薄膜的各种电化学制备技术,分析了各种电化学方法制备TiO2薄膜的原理及所制得薄膜的性能特点,并对TiO2薄膜电化学制备技术的发展予以展望。关键词:二氧化钛;光催化;功能薄膜;电化学制备中图分类号:TQ150.6文献标识码:AElectrochemicalPreparationsofTitaniumDioxidePhotocatalyticFunctionalThinFilmsZHANGXin-yu,CHENTie-qun,WANGChun-yan(InstituteofMaterialsScienceandTechnology,CollegeofMechanicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Titaniumdioxidephotocatalyticthinfilmisakindoffunctionalfilmtowhichmanyat-tentionsarepaidbymanyresearchersatpresent.UnderirradiationofUVlight,TiO2thinfilmwillexhibitsexceptionalphotocatalyticpropertiessuchashighphotocatalyticactivity,betteroxi-dationandsuperhydrophilic-lipophilicpropertiesetc.Itcanbewidelyusedinmanyfieldssuchasenvironmentalprotection,antimicrobeandself-cleaning,surfaceantifoggingetc.ElectrochemicalmethodsforpreparingTiO2thinfilmarereviewed.PrincipleofpreparingmethodsandpropertiesofthepreparedTiO2thinfilmsareanalyzed.And,thefutureofelectrochemicalpreparationsofthiskindoffunctionalfilmisprospected.Keywords:titaniumdioxide;photocatalysis;functionalfilm;electrochemicalpreparation引言TiO2是一种具有多种功能特性的半导体材料,一直以来在化工、电子、能源、环保等领域有着重要的应用价值。利用TiO2的可见光透过性和紫外屏蔽特性,可将其用于涂料,增强其保色、保光、抗老化等特性;利用TiO2的半导体和电学特性,可将其用于各种传感器和电气元件上。基于TiO2较高的光电转化效率以及耐光腐蚀、化学稳定性等特点,也可将其应用于太阳能电池,用于制备清洁能源。此外,在紫外光的照射下,TiO2具有许多独特的光催化特性,如高的光催化活性、强的氧化性、表面亲水亲油等,·21·2005年9月电镀与精饰第27卷第5期(总164期)�收稿日期:2004-11-08作者简介:张欣宇(1975-),男,吉林辉南人,华南理工大学机械工程学院博士研究生.在光解制氢、污染治理、杀菌抗菌、表面防污自清洁等领域有着广阔的应用前景[1～4]。近年来,TiO2的光催化特性越来越多地引起人们的关注,有关TiO2光催化技术的研究目前已是材料、环保等领域的一个研究热点。目前广泛研究的TiO2光催化剂主要有粉体和薄膜两种。TiO2薄膜材料虽然目前在光催化活性上不及粉体材料强,但薄膜材料所具有的特点克服了粉末催化剂易失活、易团聚、活性成分难以回收再利用等缺点,并可极大地扩展TiO2光催化材料的应用领域,因此更具有实际应用价值。TiO2薄膜材料在制备循环型污水处理装置、空气净化设备、防污自清洁器件等方面都有着广阔的应用前景。制备TiO2薄膜的方法很多[5,6]目前研究较多的为溶胶-凝胶法、反应溅射以及各种化学气相沉积(CVD)方法。溶胶-凝胶法简单易操作,但膜基结合力较差,制备成本较高,大面积的制膜困难;各种CVD以及反应溅射方法制备的TiO2薄膜性能优良,但制备条件苛刻,所需设备复杂,反应不易控制,因此也不适合大规模的生产制备。电化学制备技术是制备金属及非金属薄膜材料的常用方法,与其它制备方法相比,具有设备简单、操作方便、膜层质量易控制、成本不高等优点。此外常规的TiO2薄膜制备技术多采用玻璃、陶瓷、硅片等耐热材料为基体材料,这在实际使用中具有一定的局限性,而电化学制备方法则可极大地扩展基体材料的范围,使TiO2薄膜可形成于金属材料及各种导电材料表面,促进该类功能性膜层的实际应用。因此电化...