通过氢还原热处理提升TiO2薄膜的抗菌性能

提升在可见光区间的抗菌效率一直是二氧化钛(TiO2)抗菌性能研究的重要方向.采用脉冲激光沉积(PLD)制备TiO2薄膜,并通过氢还原热处理的方法提升TiO2表面的氧空位浓度从而增强其抗菌性能.结果发现,在以单晶氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为衬底时,生长的TiO2薄膜为高度择优取向的锐钛矿相.生长温度越高,锐钛矿相的XRD衍射峰越强,薄膜越致密.将在600℃下生长的350 nm厚的TiO2薄膜进行抗菌性能测试,发现其抗菌率约为86％.对样品进一步在4％H2氛围下进行还原处理,发现其抗菌率提升到约为97％.通过XPS、UV-Visible和PL测试,发现TiO2经过还原热处理后在其表面形成更多的氧空位,在TiO2带隙中形成氧空位缺陷能级,导致在可见光区域吸光性能增强,使其具有更高的抗菌性能.通过氢还原过程调控材料的缺陷组成,并研究TiO2薄膜的光催化抗菌性能及抗菌机理.这种简易的调控TiO2光吸收的方法可为规模生长提供技术可行性.