一种三层结构的掺钼TiO2光催化薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于光催化薄膜技术领域，具体为一种三层结构的掺钼TiO2光催化薄膜及其制备方法。三层结构中，底层为高浓度掺钼TiO2薄膜，中间为低浓度掺钼TiO2薄膜，顶层为纯TiO2薄膜；本发明专利技术利用多靶射频磁控共溅射技术原位制备三层结构的钼掺杂TiO2薄膜，制膜过程在真空室中一次完成，方法简便高效，适合大面积的工业化生产。本发明专利技术以钼的掺杂浓度来控制各层的费米能级，利用层与层间的费米能级差在薄膜内植入了多个可调制的内建电场，实现了高浓度掺杂半导体在可见光下大量电子-空穴对的迅速分离，最终得到在可见与紫外波段光催化性能优异的薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化薄膜
，具体涉及ー种三层结构的掺钥TiO2光催化薄膜及其制备方法。
技术介绍
TiO2作为ー种重要的半导体材料，具有优良的光学、电学特性，加之耐光腐蚀能力強、化学、力学性能稳定、价格低廉及对人体无毒性等优点，因而在光电化学、太阳能电池、光催化分解水制氢、光催化降解污染物、自清洁玻璃等领域有着广泛的应用前景。然而纯TiO2薄膜的光催化性能有限，且仅限于紫外光激发，因此对TiO2薄膜进行掺杂改性是提高薄膜光催化性能的一个有效方法。然而目前几乎所有的研究人员都遇到了同一个难题虽 然低掺杂浓度下的TiO2薄膜在紫外光下的光生载流子分离效率高、光催化性强，但是薄膜在可见光下的光电性能并无明显提高；高浓度掺杂能够将薄膜的吸收光谱向可见范围延展，然而过高的缺陷浓度造成的载流子复合会极大地降低TiO2薄膜的光催化性能。因此尽管掺杂了各种不同的金属材料，掺杂后的ニ氧化钛薄膜在可见光下并未展现出令人满意的光电、催化性能。为突破这ー瓶颈，必须首先解决高浓度掺杂下提高载流子分离效率这ー难题。已有研究表明[1]，外加电场可以显著抑制载流子复合，不过至今为止实验室所提供的电场多是来自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三层结构的掺钼TiO2光催化薄膜，其特征在于：底层为高浓度掺钼TiO2薄膜，中间层为低浓度掺钼TiO2薄膜，顶层为纯TiO2薄膜；其中，所谓高浓度掺钼TiO2薄膜，是指薄膜中Mo/Ti原子比为3%～10%；所谓低浓度掺钼TiO2薄膜，是指薄膜中Mo/Ti原子比为0.5%～3%。

【技术特征摘要】
1.一种三层结构的掺钥TiO2光催化薄膜，其特征在于底层为高浓度掺钥TiO2薄膜，中间层为低浓度掺钥TiO2薄膜，顶层为纯TiO2薄膜；其中，所谓高浓度掺钥TiO2薄膜，是指薄膜中Mo/Ti原子比为3% 10% ;所谓低浓度掺钥TiO2薄膜，是指薄膜中Mo/Ti原子比为O.5% 3%O2.一种如权利要求I所述的三层结构的掺钥TiO2光催化薄膜的制备方法，其特征在于 利用射频磁控溅射方法，以玻璃或金属为基板，采用三个溅射靶，分别为高浓度钥掺杂二氧化钛陶瓷靶、低浓度钥掺杂二氧化钛陶瓷靶以及纯二氧化钛陶瓷靶；溅射时以Ar离子轰击靶材，将高浓度掺钥TiO2薄膜、低浓度掺钥TiO2薄膜和纯T...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈杰，罗胜耘，颜秉熙，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：