Получение функциональных плёнок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Актуальность

*
Дороганова Елена Меня оценят в 21 веке 2013г.
Актуальность

Фото зданий с покрытиями на основе диоксида титана
*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Tokyo Dome
Sydney Opera House

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Архитектурные стёкла в г.Белгороде
Сити молл
Линия мега грин
Филармония

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Цель работы
определение оптимальных условий получения плёнок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Гипотеза
определение оптимальных режимов напыления покрытий диоксида титана позволит получить покрытия с одновременно высокой фотокаталитической активностью и максимально возможной степенью смачиваемости

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
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 Шаг в будущее 2013г.
Процесс окисления или восстановления органических соединений, который происходит при участии фотокатализатора под действием света
Фотокатализ

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
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 Шаг в будущее 2013г.
Диоксид титана как фотокатализатор

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Пленки диоксида титана и методы их получения

Патентный поиск

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Экспериментальная часть
Экспериментальные исследования были проведены на кафедре технологии стекла и керамики БГТУ им. Шухова.

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Автор работы благодарит кафедру технологии стекла и керамики БГТУ им. В.Шухова за оказание технической и консультативной помощи в проведении исследований

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Предварительно обезжиренные образцы листового стекла помещались в вакуум-плазменную установку Unicoat 200
Нанесение пленок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
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 Шаг в будущее 2013г.
Режимы термообработки и обозначение образцов

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Исследование структуры пленок на основе TiO2

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Определение фотокаталитической активности
Образцы с нанесенным покрытием облучались УФ- светом с помощью ультрафиолетовой лампы с электрической мощностью 18 Вт, располагаемой на расстоянии 75 мм от поверхности образца.

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Результаты экспериментальной работы
Зависимость оценки фотокаталитической активности
от условий синтеза покрытий

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
Определение смачиваемости пленки

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
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.

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.

Выводы
Установлено, что максимальной степенью смачиваемости обладают составы, синтезированные при содержании 10-15 % доли кислорода в плазме рабочей камеры, при температуре кристаллизации 400-500 оС.

Выводы
Показано, что максимальной фотокаталитической активностью характеризуется составы, полученные при 15-25 % массовой доли кислорода в плазме и термообработанные при 450-500 оС.

*
Дороганова Елена Шаг в будущее 2013г.
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.