24 / 2021-03-18 15:25:24

具备长期防雾性能的Fe3+掺杂TiO2防雾薄膜及其防雾机理研究

防雾；TiO2；掺杂；自修复；密度泛函计算

二氧化钛（TiO₂）被紫外线照射后，其表面会表现出超亲水性。这种独特的性能意味着它可以应用在防雾领域。然而，它也面临超亲水性持续时间短，光响应范围仅限于紫外光的问题。掺杂不仅可以扩展二氧化钛的光响应范围，它同样能够延长二氧化钛亲水性的持续时间。本工作通过溶胶-凝胶法和Fe³⁺元素掺杂，制备出了具备长期防雾性能的二氧化钛薄膜。结合实验与密度泛函计算，本研究揭示了Fe³⁺掺杂影响二氧化钛防雾性能的微观机制。防雾实验表明Fe³⁺掺杂量在1.0 mol%时，薄膜的防雾性能能够持续60天。密度泛函计算表明长期防雾性能源于Fe³⁺掺杂下，TiO₂在日光下光解性能的增强和表面羟基的稳定性的提高。