随着社会的飞速发展,引发的环境污染和能源危机问题,愈发受到人们的关注。二氧化钛是n型半导体,具有特殊的性质、成本低廉、无毒等特点,被广泛应用在废水处理、大气污染的治理、太阳能的转化、光解水制氢、自清洁玻璃及防腐等领域,有其不可替代的作用。但是光催化TiO2有两个主要的缺点：不能被可见光激发和光生电子-空穴复合率高。目前TiO2光催化剂主要利用纳米粉末,分离困难,催化剂的重复利用率不高。因此,制备能被可见光激发的、薄膜状的二氧化钛光催化剂是实现其广泛应用的必经之路。为了解决二氧化钛对可见光的吸收这一问题,可通过掺杂碳来改善可激发TiO2光催化响应的带宽。本文使用气相CO2为C源,利用磁控溅射法在室温下合成碳掺杂的Ti-O薄膜,并对薄膜的成分、结构及耐腐蚀性能性进行了研究。以O2和CO2作为反应气体,通过改变O2和CO2的通入量,在基底上制备出系列Ti-O薄膜,并利用X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计、及电化学测试方法分析薄膜的成分、结构、吸光度及耐腐蚀性能。XRD结果表明利用CO2作碳源制备薄膜能促使薄膜中TiO晶相的出现。当CO2与O2共存时,将抑制TiO晶相的生成。通过对薄膜的吸收光谱的测定并通过作图法计算其带隙宽度,反应气氛对薄膜的禁带宽度是有影响的,且在反应气体中无氧气的情况下对带隙宽度影响显著。利用CO2作为碳源和氧源成功合成了C掺杂Ti-O薄膜,且掺杂的碳是以C原子取代O原子的形式存在：表面过多的碳元素主要是薄膜暴露于大气环境中表面的污染碳；只通入CO2且其通入量增加时,薄膜晶格中C的掺杂量明显减少,说明Ti原子优先与O原子结合,当CO2与O2共存时,薄膜晶格中C的掺杂量明显减少,且二价Ti离子的含量相对减少。电化学阻抗测试结果表明,薄膜样品掺碳后,碳可能起到了延长光生载流子的作用,薄膜的电子交换阻力减小,有利于表面氧化还原的发生。极化曲线测试结果虽然相差不大,但和本身的耐腐蚀性能较好的金红石相的1#样品相比,其余五组样品均有一定的耐腐蚀性能,3#样品的自腐蚀电位相对较低,腐蚀几率相对最小,腐蚀速率的快慢需要具体考察腐蚀电流密度和腐蚀速率。文章同时还研究了退火对薄膜的成分和结构的影响。我们发现,XRD和拉曼光谱的结果都表明退火后薄膜的晶相主要为锐钛矿,且结晶更充分,晶粒更细小。退火能够改善TiO2的结晶质量,减少晶体缺陷。经退火后,未退火前薄膜表面吸附的原来主要是来自污染的碳经退火后含量明显减少,且表层晶格中的Ti-C键被破坏了,而距离表面较深的晶体内部的Ti-C键仍然存在。退火后薄膜中氧原子所处的化学环境不同,表层的钛元素以四价钛离子的形式存在,表面的Ti-C键变成了Ti-O键。本论文的研究结果证明研究者设计使用C02作为碳源的方法合成碳掺杂的钛氧薄膜是可行的,而且能扩展薄膜的吸收带,提高对可见光的吸收。且只通入C02作碳源制备薄膜能促使薄膜中TiO晶相的出现,且二价Ti离子的含量相对减少,薄膜晶格中C的掺杂量随C02通入量的增加而减少；当CO2与O2共存时,将抑制TiO晶相的生成,薄膜晶格中C的掺杂量明显减少。碳的掺杂使薄膜的自腐蚀电位降低,腐蚀几率减小,耐腐蚀性能提高。