锐钛矿相大孔掺氮二氧化钛薄膜的大气压等离子体化学气相沉积及其光催化活性研究

二氧化钛是最有应用潜力的无机非金属光催化半导体材料之一，氮杂质的氧替位态掺杂以及表面微结构的多孔化，是提高其可见光光催化效能的有效手段。本项目将在低温等离子体物理基础上设计新型介质阻挡放电激励电源，开展大气压介质阻挡放电等离子体增强化学气相沉积法制备锐钛矿相大孔掺氮二氧化钛薄膜的技术和机理研究，并探讨该材料的可见光响应光催化机制和应用。其创新之处在于：利用大气压介质阻挡放电的空间丝状放电模式，在二氧化钛薄膜表面局部区域积聚能量激发反应活性，进而诱发表面柱状大孔微结构的织构化生长；利用介质阻挡放电具有的高能量激励有效提高离子基团的反应活性，实现氮杂质在二氧化钛中的氧替位态有效掺杂，并促进二氧化钛材料的锐钛矿相晶化和薄膜快速生长。前期预研工作已初步确认了该课题的可行性。该研究思路和技术手段在国内外未见报道，相关成果有望在光催化生态环境材料、太阳能电池电极材料等领域获得应用。