Przezroczyste powłoki samoczyszczące na bazie TiO2:Tb

• Autorzy: Wojcieszak D. , Kaczmarek D. , Domaradzki J. , Mazur M. , Prociów E. , Baniewicz K.

Warianty tytułu

EN

Transparent self-cleaning coatings based on TiO2:Tb

• Konferencja: Konferencja przemysłowo-naukowa : Powłoki wielofunkcyjne(1 ; 11-14.10.2012 ; Świeradów Zdrój, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu domieszkowania terbem na właściwości strukturalne, optyczne oraz fotokatalityczne dwutlenku tytanu. Cienkie warstwy wytworzono wysokoenergetyczną metodą rozpylania magnetronowego. Wyniki badań metodą dyfrakcji rentgenowskiej pokazały, że wytworzone cienkowarstwowe powłoki były nanokrystalicznej, a domieszkowanie terbem powoduje densyfikację struktury TiO₂- rutylu (zmniejszenie średniego rozmiaru krystalitów z 8,7 nm do 6,6 nm) w porównaniu do niedomieszkowanej matrycy TiO₂. Oprócz tego, warstwy TiO₂:(2% at. Tb) miały 3-krotnie większą liczbę ziaren na um² oraz 2-krotnie mniejszą chropowatość w porównaniu do TiO₂. Z kolei badania właściwości optycznych metodą transmisji światła pokazały, że domieszkowanie terbem nie obniża przezroczystości dwutlenku tytanu. Cienkie warstwy badano również pod kątem możliwości ich zastosowania, jako powłoki samoczyszczące (fotokatalityczne). Wyniki badań szybkości dekompozycji fenolu na powierzchni wytworzonych warstw pokazały, że domieszkowanie terbem o 50% zwiększa aktywność dwutlenku tytanu.

EN

In this work influence of Tb-doping on structural, optical and photocatalytic properties of titanium dioxide has been described. Thin films were manufactured by high energy magnetron sputtering method. X-Ray diffraction results have shown that as-deposited thin-film coatings were nanocrystalline and doping with terbium results in TiO₂-rutile structure densification (decrease of average crystallites size from 8.7 nm to 6.6 nm) as compared to un-doped TiO₂ - matrix. Moreover, TiO₂:(2 at.% Tb) films had 3-times higher number of grains per um² and 2-times lower roughness in comparison with TiO₂. Optical investigation performed by optical transmission method have show that doping with Tb does not decrease high transparency of titanium dioxide. Thin films were also examined in order to their application as self-cleaning (photocatalytic) coatings. Results of phenol decomposition" at the surface of as-deposited films have shown that doping with terbium results in 50% increase of titanium dioxide activity.

Słowa kluczowe

PL

powłoka samoczyszcząca; fotokataliza; cienka warstwa; dwutlenek tytanu; terb

EN

self-cleaning coating; photocatalysis; thin film; titanium dioxide; terbium

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 1
• Strony: 16--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Wojcieszak D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Kaczmarek D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Domaradzki J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Mazur M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Prociów E.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Baniewicz K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Granqvist C. G.: Transparent conductors as solar energy materials: A panoramic review, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 91 (17), 2007, s. 1529-1598.
• [2] Natsuhara H., Matsumoto K., Yoshida N., Itoh Т., Nonomura S., Fukawa M., Sato K.: TiO2 thin films as protective material for transparent-conducting oxides used in Si thin film solar cells, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 90, 2006, s. 2867-2880.
• [3] Shen G. X., Chen Y. C., Lin L., Lin C. J., Scantlebury D.: Study on a hydrophobic nano-TiO2 coating and its properties for corrosion protection of metals, Electrochimica Acta, vol. 50 (25-26), 2005, s. 5083-5089.
• [4] Diebold U.: The surface science of titanium dioxide, Surface Science Reports, vol. 48, 2003, s. 53-229.
• [5] Kaczmarek D., Domaradzki J., Wojcieszak D., Wasilewski R., Borkowska A., Prociów E., Ciszewski A.: Structural investigations of TiO2:Tb thin films by X-ray diffraction and atomic force microscopy, Applied Surface Science, vol. 254 (14), 2008, s. 4303-4307.
• [6] Mazur M., Wojcieszak D., Sieradzka K., Kaczmarek D., Domaradzki J., Prociów E.: Wpływ wygrzewania na nanokrystaliczne cienkie warstwy na bazie TiO2 na przykładzie Ti02:Nd, Elektronika (Warszawa), 2012, R. 53, nr 2, s. 16-18.
• [7] Sieradzka K., Mazur M., Domaradzki J., Kaczmarek D., Prociów E., Berlicki Т.: Właściwości cienkowarstwowych, przezroczystych półprzewodników o zadanym typie przewodnictwa elektrycznego do zastosowań w transparentnej elektronice, Elektronika (Warszawa), 2012, R. 53, nr 2, s. 18-20.
• [8] Starowicz Z., Lipiński M.: Plazmonika w fotowoltaice - próby aplikacji, Elektronika (Warszawa), 2012, R. 53, nr 7, s. 101-103.
• [9] Prociów E., Domaradzki J., Kaczmarek D., Wojcieszak D., Morawski A.W., Janus M.: Stabilization of TiO2-anatase in wide temperature range by europium doping, Proceedings of ICTF 14 & RSD 2008, Ghent, Belgium, 17-20 listopada 2008, s. 349-352.
• [10] Domaradzki J., Kaczmarek D., Prociów E. L.: Sposób wytwarzania cienkiej warstwy TiO2 domieszkowanej Eu i cienka warstwa TiO2 domieszkowana Eu, Zgłoszenie patentowe nr P 379 687, 2006.
• [11] Prociów E., Domaradzki J., Kaczmarek D., Berlicki Т.: Sposób wytwarzania cienkich warstw TiO2:Eu, zgłoszenie patentowe P 379 365, 2006.
• [12] Prociów E., Domaradzki J., Kaczmarek D., Berlicki Т.: Sposób wytwarzania cienkich warstw TiO2 i target tytanowy, zgłoszenie patentowe P 382 163, 2007.
• [13] Domaradzki J.: Powłoki optyczne na bazie TiO2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2010.
• [14] Kaczmarek D.: Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw Ti02, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008.