Получение функциональных плёнок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Актуальность

Актуальность
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

Области применения диоксида титана
*
Дороганова Елена Открытие 2014.

Фото зданий с покрытиями на основе диоксида титана
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Tokyo Dome
Sydney Opera House

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Архитектурные стёкла в г.Белгороде
Сити молл
Линия мега грин
Филармония

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Цель работы
определение оптимальных условий получения плёнок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Гипотеза
определение оптимальных режимов напыления покрытий диоксида титана позволит получить покрытия с одновременно высокой фотокаталитической активностью и максимально возможной степенью смачиваемости

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Задачи
1. Провести литературный анализ процессов фотокаталитического использования диоксида титана.
2. Провести литературный поиск методов получения диоксида титана для указанных выше целей.
3.Исследовать температурно - временные режимы нанесения функциональных плёнок на основе диоксида титана.
4.Произвести оценку экспериментальных образцов на предмет фотокаталитической активности и степени смачиваемости.
5.Обобщить полученные результаты и сделать вывод

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Процесс окисления или восстановления органических соединений, который происходит при участии фотокатализатора под действием света
Фотокатализ

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Мягкий анатаз нашёл применение в качестве добавки (E171) в продуктах питания (мороженое, соусы для заправки салатов, кулинарные изделия) и лекарственных препаратах
Рутил является несколько более распространенным в области практического применения из-за более высокой устойчивости и большей белизны
Кристаллические модификации диоксида титана

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Диоксид титана как фотокатализатор

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Пленки диоксида титана и методы их получения

Патентный поиск
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Экспериментальная часть
Экспериментальные исследования были проведены на кафедре технологии стекла и керамики БГТУ им. Шухова.

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Автор работы благодарит кафедру технологии стекла и керамики БГТУ им. В.Шухова за оказание технической и консультативной помощи в проведении исследований

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Предварительно обезжиренные образцы листового стекла помещались в вакуум-плазменную установку Unicoat 200
Нанесение пленок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Нанесение пленок на основе TiO2
Эксперимент проводился по режиму: напряжение 420–520 В; сила тока 3,3 А; общее давление – 0,22 Па; время напыления – 30 мин. Часть образцов термообрабатывалась на воздухе. Варьировалась доля кислорода в плазме от 0 до 25 % с шагом 5 %;

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Режимы термообработки и обозначение образцов

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Исследование структуры пленок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Определение фотокаталитической активности
Стаканы, герметично закрытые прозрачной полиэтиленовой плёнкой, облучались УФ- светом с помощью ультрафиолетовой лампы с электрической мощностью 18 Вт, располагаемой на расстоянии 75 мм от поверхности образца.

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Результаты экспериментальной работы
Зависимость оценки фотокаталитической активности
от условий синтеза покрытий

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Определение смачиваемости пленки

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Результаты экспериментальной работы
Зависимость смачиваемости от условий синтеза покрытий

Выводы
Анализ литературных данных показал, что для получения диоксида титана, обладающего фотокаталитической активностью, необходимо определенное стехиометрическое соотношение титана и кислорода. Для этого наиболее оптимальным способом является метод вакуум - плазменного напыления, который позволяет строго регулировать содержание кислорода путем автоматического дозирования в соответствии с заданными параметрами.
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

Выводы
В результате выполнения исследовательской работы были исследованы разные режимы нанесения покрытий с различным содержанием кислорода, а также температуры последующей термообработки с целью синтеза фотокаталитической фазы диоксида титана анатаза.
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

Выводы
Установлено, что максимальной степенью смачиваемости обладают составы, синтезированные при содержании 10-15 % доли кислорода в плазме рабочей камеры,
при t кристаллизации 400-500оС.
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

Выводы
Выяснено, что максимальной фотокаталитической активностью характеризуется составы, полученные при 15-25 % массовой доли кислорода в плазме и термообработанные при 450-500 оС.
*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.

*
Дороганова Елена Открытие 2014 г.
Выводы
В результате выполнения
исследовательской работы определено,
что покрытия диоксида титана
одновременно
с высокой фотокаталитической
активностью и смачиваемостью
возможно синтезировать
при содержании О2 15% в плазме
рабочей камеры вакуум-плазенной
установки и
последующей их термообработкой в диапазоне
температур 400-500 оС.
В результате выполнения
исследовательской работы определено,
что покрытия диоксида титана
одновременно
с высокой фотокаталитической
активностью и смачиваемостью
возможно синтезировать
при содержании О2 15% в плазме
рабочей камеры вакуум-плазенной
установки и
последующей их термообработкой в диапазоне
температур 400-500 оС.