1997年，东京大学的 Fujishima等人报道了紫外光诱导下氧化钛 表面产生超亲水性能的现象。这一现象在实际应用上的重要性立刻引 起了许多研究机构和公司的重视。氧化钛薄膜的光诱导超亲水性能是 一个新的研究方向，对其发生的机理以及光诱导超亲水性能与材料结 构的关系等尚有待进一步研究。另外，虽然氧化钛薄膜在强紫外光照 射下很快能够达到超亲水状态，但在弱紫外光照射下或停止光照后， 不能产生超亲水性能。所以，如何使氧化钛薄膜在弱紫外光照下或停 止光照后仍具有超亲水性，使其应用更为实用的研究有重要的意义。 本论文采用溶胶-凝胶法，在玻璃表面制备了均匀、透明的 M³⁺ 掺杂TiO₂纳米复合薄膜。研究了工艺参数如：加入不同种类及不同 量的掺杂金属离子、二氧化硅及聚乙二醇、热处理温度、薄膜厚度等 因素对薄膜的结构和亲水性的影响。用接触角仪对薄膜的亲水性能进 行表征。用椭圆偏振光仪和 721分光光度计测量了薄膜的厚度和透光 率；采用SEM、AFM及XRD、XPS、IR等测试手段研究了薄膜的表 面形貌，纳米粒子的大小、晶型、薄膜的组成等。并分析各因素对薄 膜光催化超亲水性的影响。 研究结果表明：采用溶胶－凝胶法能够在玻璃基片上制得透明的 金属离子掺杂的TiO₂纳米复合薄膜。薄膜的成分如掺杂的金属离子 互 广西大学硕士学位论文 一：种类及掺杂量、二氧化硅的加入量、热处理温度、膜厚、紫外光强度、 照射时间等因素可以影响薄膜的亲水性。室外自然光(紫外光强度小 于 lmw儿m勺照射下，在较短的光照时间内，掺杂 15％MSD离子的 3TM卜3TM术；、S3TM卜3皿F薄膜玻璃（三层，500℃热处理lh） 表面与水的接触角小于5”，具有超亲水性。T10。纳米薄膜的光催化 超亲水表面形成的可能机理是：T10。纳米薄膜在紫外光催化下，一方 面可以降解吸附在其表面的微量有机污物，另一方面，在其表面形成 有利于水的吸附的氧空位等缺陷结构。掺杂特定离子，如M。｝，可以 提高 T i 0。半导体的光催化活性。使掺杂适量的 M。讣离子的 TIO。纳米：薄膜在自然光的催化下就能产生超亲水特性。