卢 靖, 黄剑锋, 吴建鹏, 曹丽云, 黄毅成

(陕西科技大学材料科学与工程学院， 陕西 西安 710021)

0 引 言

稀土元素掺杂二氧化钛由于改变了TiO2固有的晶格结构，晶体中存在的缺陷更有利于抑制空穴电子对的复合，从而使其比单纯TiO2的光能利用率高，光催化降解效果更好[1-3]，是一种理想的环保型高效催化剂.溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备薄膜反应条件温和，成膜均匀，而且可在分子水平上实现均匀可控掺杂，是目前最常用的一种薄膜制备技术[4].本研究采用Sol-gel法制备出稀土Sm3+掺杂TiO2薄膜，并系统研究了工艺因素对薄膜制备的影响.

1 实验

1.1 Sm3+掺杂TiO2薄膜的制备

将分析纯的钛酸丁酯和无水乙醇按1∶25的摩尔配比混合均匀，加入适量水和水解抑制剂二乙醇胺制得混合溶液.向混合溶液中缓慢加入SmCl3，使稀土掺杂量分别为0.5%mol，1.0%mol和1.5%mol.用HCl调节溶液pH值范围为2.5～4.5，室温磁力搅拌2 h后形成均匀溶胶，陈化24 h作为镀膜液备用.实验采用浸渍-提拉法镀膜，镀膜前玻璃基板在丙酮、乙醇混合溶液中超声清洗2 h，薄膜的厚度由镀膜的层数决定.湿膜在80 ℃下干燥，随后在马弗炉中400 ～550 ℃煅烧2 h，随炉冷却得到最终产物，XRD测试所需粉体的制备方法与薄膜完全一致，陈化得到的凝胶直接干燥、煅烧即得粉体.

1.2 薄膜的表征

薄膜的物相组成采用日本Rigaku公司生产D/max 2200PC型X射线衍射仪测定,用荷兰Philips-FEI公司生产Quanta 200型扫描电镜观察薄膜的微观结构与表面形貌.

2 结果分析与讨论

2.1 前驱体pH值对成膜性能的影响

前驱体pH值的变化对薄膜成膜性能有较大……