本发明公开了一种人工多孔二氧化钛复合结构,包括衬底、过渡层、人工二氧化钛结构、孔、通气孔,其中,过渡层位于衬底的两面,且过渡层内分布有孔;人工二氧化钛结构为长方体结构,且人工二氧化钛结构上分布有孔,通气孔位于人工二氧化钛结构的内部,且贯穿人工二氧化钛结构。本发明通过设计碳薄膜的尺寸,能够人工的调节通气孔的尺寸;利用钛和碳共溅射,通过调整钛和碳的溅射功率,能够设计孔的尺寸和密度;本发明的孔和通气孔形成三维的孔状结构,当气流流入本发明的结构中,能够更有效的净化甲醛。此外,本发明的制备方法与现有的半导体工艺兼容,适合工业生产。
1.一种人工多孔二氧化钛复合结构,包括衬底、过渡层、人工二氧化钛结构、孔、通气孔,其特征在于:所述的过渡层位于衬底的两面,且过渡层内分布有孔;所述的人工二氧化钛结构为长方体结构,且人工二氧化钛结构上分布有孔;所述的通气孔位于人工二氧化钛结构的内部,且贯穿人工二氧化钛结构;所述的孔的直径小于500xa0nm;所述的通气孔为长方体结构,且长和宽的尺寸范围为1xa0μm~100xa0μm。
2.根据权利要求1所述的一种人工多孔二氧化钛复合结构,其特征在于:所述的人工多孔二氧化钛复合结构的制备方法为:步骤1:采用钛靶和碳靶,利用共溅射的方法在衬底两面镀上钛、碳复合薄膜;xa0步骤2:在镀有钛、碳复合薄膜的衬底上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图形,使用显影的方法去除所述的阵列图形位置处的牺牲层;步骤3:利用磁控溅射的方法在阵列图形位置沉积碳薄膜;步骤4:采用去胶剂去除衬底上的牺牲层;步骤5:在衬底上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图案,阵列图案的位置与步骤2所述的阵列图形的位置重合,且阵列图案的宽度大于阵列图形的宽度,且阵列图案的长度小于阵列图形的长度,使用显影的方法去除所述的阵列图案位置处的牺牲层;步骤6:将经历步骤5的衬底放置在滚轴之上,利用衬底两面的钛靶和碳靶,采用共溅射的方式,在步骤5所述的衬底上沉积钛、碳混合薄膜;步骤7:将步骤6得到的结构放入高温炉内,温度大于500度,氧化时间大于30分钟以燃烧掉碳,形成孔,将牺牲层燃烧掉,同时将钛氧化成二氧化钛,进而得到人工多孔二氧化钛复合结构。技术领域
本发明涉及多孔二氧化钛的制备领域,尤其是涉及到一种人工多孔二氧化钛复合结构及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展,人们生活水平不断提高,人们也越来越注重身体的健康。同时,随着科技的发展,空气的污染也越来越受到人们的关注。甲醛就是空气污染物的一种。一般来说,新装修完的房子内的家具、沙发、油漆等都会释放甲醛。甲醛是一种有强烈刺激性气味的气体,一定浓度的甲醛对人的神经系统、肺、肝脏等器官均可产生伤害。二氧化钛具有光催化特性,在紫外光的照射下,二氧化钛表面能够激发产生电子和空穴,催化甲醛与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水,实现甲醛的净化。要使得二氧化钛能够有效的净化甲醛,必须二氧化钛的比表面积。制备多孔二氧化钛是增加比表面积的一个有效的方法。设计人工结构的多孔二氧化钛,增加比表面积,对于实现甲醛的有效净化具有重要的意义。
发明内容
本发明的技术目的是提供一种人工多孔二氧化钛复合结构,该复合结构具有人工可控的三维孔,且三维孔与空气接触的有效面积大,能够充分利用二氧化钛,提高二氧化钛分解甲醛的效率。本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为:一种人工多孔二氧化钛复合结构,包括衬底、过渡层、人工二氧化钛结构、孔、通气孔,其中,过渡层位于衬底的两面,且过渡层内分布有孔;人工二氧化钛结构为长方体结构,且人工二氧化钛结构上分布有孔,通气孔位于人工二氧化钛结构的内部,且贯穿人工二氧化钛结构。上述方案中:所述的孔的直径小于500xa0nm;所述的通气孔为长方体结构,且长和宽的尺寸范围为1xa0μm~100xa0μm。xa0本发明提供的一种人工多孔二氧化钛复合结构的制备方法为:步骤1:采用钛靶和碳靶,利用共溅射的方法在衬底两面镀上钛、碳复合薄膜;xa0步骤2:在镀有钛、碳复合薄膜的衬底上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图形,使用显影的方法去除所述的阵列图形位置处的牺牲层;步骤3:利用磁控溅射的方法在阵列图形位置沉积碳薄膜;步骤4:采用去胶剂去除衬底上的牺牲层;步骤5:在衬底上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图案,阵列图案的位置与步骤2所述的阵列图形的位置重合,且阵列图案的宽度大于阵列图形的宽度,且阵列图案的长度小于阵列图形的长度,使用显影的方法去除所述的阵列图案位置处的牺牲层;步骤6:将经历步骤5的衬底放置在滚轴之上,利用衬底两面的钛靶和碳靶,采用共溅射的方式,在步骤5所述的衬底上沉积钛、碳混合薄膜;步骤7:将步骤6得到的结构放入高温炉内,温度大于500度,氧化时间大于30分钟以燃烧掉碳,形成孔,将牺牲层燃烧掉,同时将钛氧化成二氧化钛,进而得到人工多孔二氧化钛复合结构。综上所述,本发明提供了一种人工多孔二氧化钛复合结构及其制备方法。与现有技术相比,本发明通过设计碳薄膜的尺寸,能够人工的调节通气孔的尺寸;利用钛和碳共溅射,通过调整钛和碳的溅射功率,能够设计孔的尺寸和密度;本发明的孔和通气孔形成三维的孔状结构,当气流流入本发明的结构中,能够更有效的净化甲醛。此外,本发明的制备方法与现有的半导体工艺兼容,适合工业生产。
附图说明
图1是本发明一种人工多孔二氧化钛复合结构的结构示意图;图2为在衬底上沉积的阵列图形的碳薄膜的结构示意图;图3为利用钛靶和碳靶共溅射制备钛、碳混合薄膜的结构示意图。图中:1衬底、2过渡层、3人工二氧化钛结构、4孔、5通气孔、6碳薄膜、7钛靶、8碳靶、9滚轴。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。图1是本发明一种人工多孔二氧化钛复合结构的结构示意图;图2为在衬底上沉积的阵列图形的碳薄膜的结构示意图;图3为利用钛靶和碳靶共溅射制备钛、碳混合薄膜的结构示意图,图中,衬底1、过渡层2、人工二氧化钛结构3、孔4、通气孔5、碳薄膜6、钛靶7、碳靶8、滚轴9。对于本发明,过渡层2位于衬底1的两面,且过渡层2内分布有孔4;人工二氧化钛结构3为长方体结构,且人工二氧化钛结构3上分布有孔4,通气孔5位于人工二氧化钛结构3的内部,且贯穿人工二氧化钛结构3。上述方案中:所述的孔4的直径小于500xa0nm,对于本实施例孔的直径为100xa0nm;所述的通气孔5为长方体结构,长3xa0μm,宽1xa0μm。xa0本发明提供的一种人工多孔二氧化钛复合结构的制备方法为:步骤1:采用钛靶7和碳靶8,利用共溅射的方法在衬底1两面镀上钛、碳复合薄膜;xa0步骤2:在镀有钛、碳复合薄膜的衬底1上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图形,使用显影的方法去除所述的阵列图形位置处的牺牲层;步骤3:利用磁控溅射的方法在阵列图形位置沉积碳薄膜6,如图2所示;步骤4:采用去胶剂去除衬底1上的牺牲层;步骤5:在衬底1上滴加紫外光抗蚀剂构成牺牲层,利用紫外曝光技术在牺牲层上得到阵列图案,阵列图案的位置与步骤2所述的阵列图形的位置重合,且阵列图案的宽度为2xa0μm,长度为2xa0μm,使用显影的方法去除所述的阵列图案位置处的牺牲层;步骤6:将经历步骤5的衬底1放置在滚轴9之上,利用衬底1两面的钛靶7和碳靶8,采用共溅射的方式,在步骤5所述的衬底1上沉积钛、碳混合薄膜;步骤7:将步骤6得到的结构放入高温炉内,温度大于500度,氧化时间大于30分钟以燃烧掉碳,形成孔,将牺牲层燃烧掉,同时将钛氧化成二氧化钛,进而得到人工多孔二氧化钛复合结构。综上所述,本发明提供了一种人工多孔二氧化钛复合结构及其制备方法。与现有技术相比,本发明通过设计碳薄膜6的尺寸,能够人工的调节通气孔的尺寸;利用钛和碳共溅射,通过调整钛和碳的溅射功率,能够设计孔的尺寸和密度;本发明的孔和通气孔形成三维的孔状结构,当气流流入本发明的结构中,能够更有效的净化甲醛。此外,本发明的制备方法与现有的半导体工艺兼容,适合工业生产。以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。