专利名称：氧化钛薄膜的光催化高级氧化制备方法
技术领域：
本发明涉及氧化钛薄膜的光催化高级氧化制备方法，更确切地说是一种可在 钛金属基体表面原位光催化高级氧化合成氧化钛薄膜的新方法，属于陶瓷薄膜合 成技术领域。
背景技术：
氧化钛薄膜具有独特的光催化性能、电学性能和优异的生物医学性能，在废 水光催化处理、半导体、通讯、临床医学等领域有广泛的应用前景。通常用于制 备氧化钛薄膜有高温氧化法、等离子注入和沉积、溶胶-凝胶等方法。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种可在钛金属基体表面原位光催化高级氧 化合成氧化钛薄膜的氧化钛薄膜的光催化高级氧化制备方法。
技术方案本发明将环保领域用于去除污水中有机污染物的光催化高级氧化 技术应用于制备氧化钛薄膜，即通过紫外光(/2V)不断催化11202分解为羟自由基 (-OH)，再通过羟自由基('OH)对钛金属基体表面形成光催化高级氧化反应，从而 在钛金属基体表面原位合成氧化钛薄膜。氧化过程通过Hz02被不断催化分解为 羟自由基(OH)而得以进行，反应如下
H202 + &v —2-OH (1)
2H02> &v —2.0H + 02 (1)
■OH + HOf —H02.+ OH- (1)
H02'+ H202 —OH + H20 + 02 (1)
羟自由基是强反应的氧化剂，其氧化反应能力高于H202，仅次于元素F。由于 钛金属基体中含有的Ti与O具有很强的化学吸附反应能力，因此，钛金属基体 表面的Ti首先被，OH氧化并生成氧化钛薄膜。 本发明是通过以下技术方案加以实现将钛金属基体放入H202水溶液中，
&02水溶液按体积百分比计H2O25%-20%，然后在20。C-100。C温度下，用紫 外光照射H202水溶液，通过紫外光催化H202分解为羟自由基(-OH)对钛金属基 体进行光催化高级氧化处理，处理lh-24h后，取出样品并在丙酮和去离子水中 分别超声清洗IO分钟，即可在钛金属基体表面获得氧化钛薄膜。
有益效果本发明采用的技术方案是在相对低温(小于100。C)下，通过紫 外光(M;)催化水溶液中H202分解为羟自由基COH)，再通过羟自由基('OH)对钛金 属基体表面形成高级氧化反应，从而在钛金属基体表面原位合成氧化钛薄膜。整 个制备过程无需高温处理，因此，该技术能在制备氧化钛薄膜的同时不影响到钛 金属基体的体性能。
图1是采用本发明方法制备的氧化钛薄膜的扫描电镜SEM照片；其中图la 为Ti-50.8at%Ni金属基体表面无氧化钛薄膜的原始形貌；图lb为在Ti-50.8at%Ni 金属基体表面采用了本发明方法制备的氧化钛薄膜的表面形貌，表明氧化钛薄膜 具有微观多孔结构特征。
图2是采用本发明方法制备的氧化钛薄膜从表面开始沿其深度方向各元素分 布曲线，采用X射线光电子能谱仪对氧化钛薄膜经Ar离子溅射层层减薄后的表 面元素分析获得，表明在Ti-50.8at%Ni金属基体表面生成了厚度约300nrn的氧 化钛薄膜。
具体实施例方式
本发明的制备方法是将钛金属基体放入H202水溶液中，11202水溶液按体
积百分比计H2O25%-20%，然后在20。C-100。C温度下，用紫外光照射11202水 溶液，通过紫外光催化H202分解为羟自由基0OH)对钛金属基体进行光催化高级 氧化处理，处理lh-24h后，取出样品并在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分 钟，即可在钛金属基体表面获得氧化钛薄膜。
下面通过实施例进一步阐明本发明的特点和效果。
将Ti-50.8at%Ni金属基体放入H202水溶液中，H202水溶液按体积百分比计 H2025%，然后在60。C温度下，用波长为254nm的紫外光照射H202水溶液，通 过紫外光催化H202分解为羟自由基(，OH)对钛金属基体进行光催化高级氧化处
理，处理24h后，取出样品并在丙酮和去离子水中分别超声清洗IO分钟，即可 在钛金属基体表面获得氧化钛薄膜。如图lb扫描电镜SEM照片所示，在 Ti-50.8at%Ni金属基体表面制备了具有微观多孔结构的氧化钛薄膜，图2表面元 素深度分布曲线表明所制备的产物主要为氧化钛薄膜。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非 是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，还可在上述 说明的基础上做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有实施方式 予以穷举，而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本 发明的保护范围内。
权利要求
1.一种氧化钛薄膜的光催化高级氧化制备方法，其特征在于将钛金属基体放入H2O2水溶液中，H2O2水溶液按体积百分比计H2O2 5％-20％，然后在20℃-100℃温度下，用紫外光照射H2O2水溶液，通过紫外光催化H2O2分解为羟自由基(·OH)对钛金属基体进行光催化高级氧化处理，处理1h-24h后，取出样品并分别在丙酮和去离子水中超声清洗10分钟，即可在钛金属基体表面获得氧化钛薄膜。
全文摘要
氧化钛薄膜的光催化高级氧化制备方法是一种可在钛金属基体表面原位光催化高级氧化合成氧化钛薄膜的新方法，可在钛金属基体表面原位氧化合成氧化钛薄膜，其制备的方法为将钛金属基体放入H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>水溶液中，H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>水溶液按体积百分比计H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> 5％-20％，然后在20℃-100℃温度下，用紫外光照射H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>水溶液，通过紫外光催化H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>分解为羟自由基(·OH)对钛金属基体进行光催化高级氧化处理，处理1h-24h后，取出样品并在丙酮和去离子水中分别超声清洗10分钟，即可在钛金属基体表面获得氧化钛薄膜。
文档编号C23C8/00GK101187003SQ200710191038
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者储成林, 尹立红, 林萍华, 浦跃朴, 王如萌, 盛晓波, 董寅生 申请人:东南大学