刘晓雨穆晓宇贾光一刘昌龙,2,3

1（天津大学理学院 天津 300072）2（天津市低维功能材料物理与制备技术重点实验室 天津 300072）3（北京师范大学射线束与材料改性教育部重点实验室 北京 100875）



Ti离子注入SiO2合成TiO2纳米颗粒及其光学性质

刘晓雨1穆晓宇1贾光一1刘昌龙1,2,3

1（天津大学理学院 天津 300072）
2（天津市低维功能材料物理与制备技术重点实验室 天津 300072）
3（北京师范大学射线束与材料改性教育部重点实验室 北京 100875）

摘要将105 keV的Ti离子注入到SiO2玻璃至1´1017、2´1017cm‒2，并在氧气气氛下进行热处理，借助紫外可见分光光度计、掠入射X射线衍射光谱仪、透射电子显微镜、原子力显微镜等多种测试仪器，详细研究了TiO2纳米颗粒的形成、结构、分布及其光吸收和催化性能。研究结果表明，高注量Ti离子注入结合氧气气氛热处理可以在SiO2基底中形成TiO2纳米颗粒，并以金红石相为主。合成的TiO2纳米颗粒的形貌明显依赖于离子的注量，随离子注量增加，形状不规则且分散排列的TiO2纳米颗粒会转变成尺寸较为均匀、分布致密的纳米颗粒，进而形成了TiO2类颗粒膜结构。另外，光催化降解实验结果表明，合成的纳米颗粒对罗丹明B溶液具有一定的降解作用。

关键词离子注入，TiO2纳米颗粒，热退火，类颗粒膜

基金资助：国家自然科学基金(11175129、11535008)和天津市自然科学基金(12JCZDJC26900)资助

第一作者：刘晓雨，女，1990年5月出生，2013年于天津大学获得学士学位，现为该校凝聚态物理专业在读硕士研究生

Supported by Natural Science Foundation of China (11175129, 11535008) and Natural Science Foundation of Tianjin (12JCZDJC 26900)

First author: LIU Xiaoyu (female) was born in May1990, and received her bachelor degree from Tianjin University in 2013. Now she is a master candidate at Tianjin University, majoring in condensed matter physics

Received 29 October 2015; accepted 18 January 2016

CLC TL13

自1972年Honda和Fujishima证明了TiO2单晶电极能够成功裂解水以来[1]，TiO2半导体因其诸多的优越性能，如化学稳定性、耐光性、无毒、成本低廉以及光催化性能等[2-3]，而引起了广泛关注。……