不同形貌TiO2薄膜的电浸润性能研究

作     者：郝茜 

作者单位：湖北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董兵海

授予年度：2015年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：超疏水 TiO2纳米棒 TiO2空心球 电浸润性 

摘      要：浸润性是固体表面的重要性质之一,在表面化学、生物学、物理学和医学等领域有大量潜在应用而受到广泛研究。固体表面浸润性主要受两个因素的影响:一是固体表面自由能;二是固体表面粗糙度。此外,光、电、磁、热等对固体表面浸润性也有很大的影响。本论文的研究内容和结论如下:(1)采用水热生长法制备了具有规则阵列结构的TiO纳米棒阵列薄膜。经过连续式离子层吸附与反应法循环浸泡,将CdS沉积在TiO纳米棒阵列薄膜中。最后将沉积有CdS的TiO纳米棒阵列薄膜浸泡在氟硅烷乙醇溶液中,得到了超疏水TiO纳米棒阵列薄膜。经研究发现TiO纳米棒阵列薄膜的表观接触角随着外加电压的增大而减小。当外加电压为0V时,TiO纳米棒阵列薄膜的表观接触角达到152°,当外加电压增大到36V时,薄膜的表观接触角减小到85°。研究还发现在外加电压相同时,薄膜厚度越厚,其表观接触角减小的幅度越小;在外加电压相同时,沉积有CdS的TiO纳米棒阵列薄膜的表观接触角减小的幅度要大于未沉积CdS的TiO纳米棒阵列薄膜;在相同外加电压下,氯化钾溶液的浓度越大,Ti02纳米棒阵列薄膜表观接触角减小的幅度越大。(2)采用水热生长法制备了TiO空心球薄膜.经过连续式离子层吸附与反应法循环浸泡,将CdS沉积在Ti02空心球薄膜中。最后将沉积有CdS的TiO空心球薄膜浸泡在氟硅烷乙醇溶液中,得到了超疏水TiO空心球薄膜。经研究发现TiO空心球薄膜的表观接触角随着外加电压的增大而减小。当外加电压为0V时,TiO空心球薄膜的表观接触角达到150°,当外加电压增大到45V时,薄膜的表观接触角减小到86°。研究还发现在外加电压相同时,薄膜厚度越厚,其表观接触角减小的幅度越小;在外加电压相同时,沉积有CdS的TiO空心球薄膜的表观接触角减小的幅度要大于未沉积CdS的TiO空心球薄膜;在相同外加电压下,氯化钾溶液的浓度越大,TiO空心球薄膜表观接触角减小的幅度越大。(3)首先制备了TiO纳米棒/空心球复合薄膜。然后经过连续式离子层吸附与反应法循环浸泡,将CdS沉积在TiO复合薄膜中。最后将沉积有CdS的TiO复合薄膜浸泡在氟硅烷乙醇溶液中,得到了超疏水TiO纳米棒/空心球复合薄膜。经研究发现TiO复合薄膜的表观接触角随着外加电压的增大而减小。当外加电压为0V时,TiO复合薄膜的表观接触角达到150°,当外加电压增大到48V时,复合薄膜的表观接触角减小到86°。研究还发现,在外加电压相同时,沉积有CdS的TiO复合薄膜的表观接触角减小的幅度要大于未沉积CdS的TiO复合薄膜;在相同外加电压下,氯化钾溶液的浓度越大,TiO复合薄膜表观接触角减小的幅度越大。