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TiO2半导体薄膜的光催化和气敏性质研究

中文摘要第4-5页
英文摘要第5页
1 绪论第10-14页
    1.1 概论第10页
    1.2 TiO_2的晶体结构及性质第10-11页
    1.3 金红石TiO_2薄膜表面的电子结构第11-12页
    1.4 本论文研究的主要内容及创新点第12-13页
    1.5 本章小结第13-14页
2 实验第14-26页
    2.1 反应溅射法制备TiO_2气敏传感器薄膜第14-16页
    2.2 化学气相沉积法制备TiO_2气敏传感器薄膜第16页
    2.3 溶胶-凝胶法制备TiO_2光催化薄膜第16-18页
    2.4 X射线光电子能谱(XPS)分析CVD法制备的气敏薄膜第18-20页
    2.5 扫描电镜分析第20-21页
        2.5.1 CVD法制备的气敏薄膜的表面形貌第20-21页
        2.5.2 反应溅射法制备气敏薄膜的表面形貌第21页
    2.6 X射线衍射分析第21-24页
        2.6.1 XRD分析反应溅射法制备的气敏薄膜第22-23页
        2.6.2 XRD分析溶胶-凝胶法制备的光催化薄膜第23-24页
    2.7 本章小结第24-26页
3 TiO_2的光催化氧化实验及特性研究第26-40页
    3.1 TiO_2光催化薄膜的制备及降解反应实验第26-29页
    3.2 TiO_2薄膜的光催化机理第29-31页
        3.2.1 光催化反应过程第29-30页
        3.2.2 能带位置第30-31页
        3.2.3 电子、空穴的捕获第31页
    3.3 影响TiO_2膜光催化活性的因素第31-33页
        3.3.1 表面羟基含量第31页
        3.3.2 基片第31-32页
        3.3.3 表面积第32页
        3.3.4 表面羟基第32页
        3.3.5 膜的厚度及孔径第32页
        3.3.6 光的强度影响第32-33页
    3.4 高活性TiO_2光催化薄膜的制备方法第33-36页
        3.4.1 等离子体化学气相沉积法第33页
        3.4.2 水解-沉淀法第33-34页
        3.4.3 溶胶-凝胶法第34-35页
        3.4.4 液相沉积法第35-36页
    3.5 提高光催化活性的途径第36-39页
        3.5.1 光催化反应物理过程和反应热力学、动力学分析第36-37页
        3.5.2 TiO_2表面光敏化第37页
        3.5.3 TiO_2表面修饰技术第37-39页
    3.6 本章小结第39-40页
4 TiO_2气敏薄膜性质及相关问题研究第40-53页
    4.1 气敏效应的检测装置第40页
    4.2 CVD法制备的TiO_2气敏传感器薄膜对氧气的气敏实验第40-42页
    4.3 反应溅射法制备的TiO_2传感器薄膜对还原性气体的气敏实验第42-45页
    4.4 金属氧化物点缺陷理论化第45-49页
        4.4.1 金属氧化物的点缺陷及其K-V符号第45-46页
        4.4.2 质量作用定律与点缺陷理论第46-47页
            4.4.2.1 质量作用定律第46页
            4.4.2.2 描写点缺陷形成及K-V图第46-47页
        4.4.3 K-V图与材料电性能的关系第47-49页
        4.4.4 金属氧化物半导体和金属氧化物固体电解质第49页
    4.5 TiO_2的气敏机理第49-52页
    4.6 氧敏元件的技术特性及其影响第52页
    4.7 本章小结第52-53页
5 金属氧化物的表面性质和表面过程及杂质对金属氧化物的影响第53-65页
    5.1 金属氧化物的表面电子性质第53-58页
        5.1.1 表面态第53页
        5.1.2 表面空间电荷层的形成第53-54页
        5.1.3 表面空间电荷层中电场、电荷密度和电容的计算(一维处理)第54-56页
        5.1.4 薄膜表面的气—气、气—固反应第56-57页
        5.1.5 空间电荷层厚度和Weisz限制第57-58页
    5.2 表面的化学性质第58-62页
        5.2.1 吸附第58-61页
        5.2.2 表面晶格氧和吸附氧第61-62页
    5.3 催化和其它表面反应过程第62-63页
        5.3.1 均匀反应和不均匀反应第62页
        5.3.2 氧化物的催化剂活性金属第62-63页
        5.3.3 离子交换第63页
    5.4 本章小结第63-65页
6 TiO_2薄膜的的应用前景第65-67页
    6.1 TiO_2光催化在治理环境污染方面的应用前景第65-66页
    6.2 TiO_2薄膜气敏传感器的应用前景第66-67页
7 结论第67-68页
致谢第68-69页
参考文献第69-74页

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