[发明专利]一种Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜的制备方法，包括ZnO薄膜的制备，将制备好的ZnO薄膜与硝酸银溶液混合均匀，进行紫外光光照后得到Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜。本发明的制备方法能够克服现有技术中在制备ZnO薄膜时的电化学性能不理想、制备过程复杂、所需化学试剂昂贵或者有毒等缺陷。

技术领域

本发明涉及纳米复合薄膜材料领域，具体涉及一种Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜的制备方法。

背景技术

当前，能源危机和环境问题成为制约世界经济和社会发展的两大关键问题，开发和利用清洁性可再生能源如太阳能发电等，改善能源结构，减少温室气体排放，保护人类赖以生存的环境，已经成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分；另一方面，传统的环境治理方法存在诸如对污染物降解不彻底、耗能高、投入大以及可能引起二次污染等弊端，因此，寻找降解效率高、能耗低的污染物降解方法是当今的研究热点。由于光催化降解技术可以利用太阳光解水技术将太阳能转化为洁净氢能以及降解有毒有机污染物，因此光催化降解技术有望成为解决能源和环境问题的有效途径，而宽禁带半导体因其较好的光催化降解污染污染物的能力受到科研工作者的广泛关注。

ZnO是一种重要的宽带隙半导体，具有直接带隙(约3.37eV)和室温高激子结合能(约60MeV)。因其在光电探测器、光催化剂、气体传感器、太阳能电池、发光二极管、发光材料等诸多领域具有潜在的应用前景而被科研工作者广泛地研究。然而，表面光生电子-空穴对的快速复合，对可见光响应差，光腐蚀等原因阻碍了其在光催化、光响应和光伏器件中的应用，因此实现ZnO对可见光的响应是其应用于生产和生活各个领域的关键。为此，人们通过对ZnO进行掺杂和用窄带隙半导体材料进行敏化可有效地增强ZnO材料对可见光的吸收，这种复合材料既可以提高材料的比表面积，又可以使材料的光响应范围扩展到可见区以及抑制光生电子-空穴对的复合。

目前，有关ZnO基纳米材料对可见光响应的研究工作也较多，但均存在制备过程复杂、化学试剂价格昂贵或者复合材料有毒等问题，从而限制了该类材料在生产生活中的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜的制备方法，以弥补现有技术中在制备ZnO薄膜时的电化学性能不理想、制备过程复杂、所需化学试剂昂贵或者有毒等缺陷。

本发明提出的一种Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜的制备方法，包括ZnO薄膜的制备，将制备好的ZnO薄膜与硝酸银溶液混合均匀，进行紫外光光照后得到Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜。

优选地，包括如下步骤：

S1、制备ZnO籽晶层：将醋酸锌溶液与稳定剂进行反应得到ZnO前驱体溶液；将ZnO前驱体溶液涂覆于衬底基片上后，依次进行滴胶，匀胶，一次预处理，冷却至室温，二次预处理，退火，得到ZnO籽晶层；

S2、制备ZnO薄膜：将ZnO籽晶层与含有锌离子的溶液进行反应，得到薄膜样品；将薄膜样品烘干得到ZnO薄膜；

S3、在ZnO薄膜表面负载Ag纳米颗粒：将ZnO薄膜与硝酸银溶液混合均匀，依次进行紫外光光照、清洗、烘干后得到Ag纳米颗粒负载ZnO薄膜。

优选地，S1中，醋酸锌溶液与稳定剂进行反应的具体操作为：将醋酸锌溶液与稳定剂混合均匀，升温，保温，降温，静置。

优选地，保温的温度为40-80℃，时间为1-4h。

优选地，保温在搅拌的条件下进行。

优选地，静置的温度为室温，时间为20-28h。

优选地，S1中，滴胶在1200-1800r/min的转速下进行。

优选地，S1中，匀胶在2500-3500r/min的转速下进行。