[发明专利]一种磷酸银薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体光催化与光电化学材料的制备方法，特别是一种磷酸银薄膜的制备方法。

背景技术

太阳能是一种清洁、丰富、永不枯竭的资源，应用前景十分广阔。其中一个重要的用途就是太阳光催化。它包括光解水和光降解两种类型，即利用半导体捕获太阳光使水分解，或使污染物降解。最常见的光催化剂为TiO₂，它具有化学性质稳定、成本低廉、表面积大等优点，然而过宽的带隙使其仅能利用太阳光中极少的一部分紫外光。

磷酸银Ag₃PO₄作为一种新型可见光响应光催化剂，在可见光的照射下具有优异的光催化性能，能够降解有机污染物。目前，提高磷酸银Ag₃PO₄可见光催化活性的方法主要有以下几种：(1)调控能带结构，如掺杂Bi³⁺，通过调节导带与价带的位置，改变氧化还原电势，进而使其光催化活性得以增强；(2)构建异质结，如形成Ag₃PO₄/AgBr核壳结构，通过构建异质结构，减少电子与空穴的复合，从而达到提高光催化性能的效果；(3)形貌调控，如细化粒径、制备多面体结构，通过控制形貌，使高能面暴露，进而改善其光催化性能；(4)等离子激元增强效应，如包覆Ag纳米颗粒或在Ag纳米线的外壁自组装形成Ag₃PO₄壳层，利用Ag粒子的表面等离体共振效应，拓宽其对可见光的吸收，以增强光催化性能。然而，从工业应用以及二氧化钛的发展历程来看，获得磷酸银Ag₃PO₄薄膜对于该材料的广泛应用十分重要。它一方面有利于光催化剂的回收，另一方面能够用作光电化学电池的光阳极，省去染料敏化环节，降低成本、提高转换效率。

发明内容

本发明的目的是要提供一种磷酸银Ag₃PO₄薄膜的制备方法，以解决目前磷酸银Ag₃PO₄基光催化剂不易回收，且不容易实现光电能量转换、光解水制氢的问题。

实现本发明目的采用的技术方案：一种磷酸银Ag₃PO₄薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)用酒精、丙酮试剂依次超声清洗玻璃或硅片基底；2)用溅射、热蒸发方法在基底上沉积一层Ag膜；3)在Ag膜上滴上硝酸银AgNO₃，旋涂、干燥；再滴上磷酸氢二钠Na₂HPO₄水溶液，旋涂、干燥；4)再将其置于马弗炉中，升温至300～550℃，保温烧结0.5～3h；得到磷酸银Ag₃PO₄薄膜。

所述的硝酸银AgNO₃水溶液的质量百分比浓度为0.017％-0.34％；

所述的磷酸氢二钠Na₂HPO₄水溶液的质量百分比浓度为0.014％-0.28％；

所述磷酸银Ag₃PO₄薄膜为结构，厚度为0.3～10μm。

本发明的有益效果如下：

1.本发明方法简单、无毒，且易于操作。

2.本发明方法不需要使用惰性气氛保护，成本低，适合进行工业化生产。

3.得到的膜层附着力较好，且膜层的厚度易于控制。

附图说明

图1为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的制备过程。

图2为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的扫描电镜图片俯视图。

图3为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的扫描电镜图片截面图。

图4为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的XRD图谱。

图5为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的紫外-可见光吸收谱曲线及其禁带宽度测算结果。

图6为本发明磷酸银Ag₃PO₄薄膜的可见光降解罗丹明特性曲线。

具体实施方式

实施例1：