[发明专利]一种BiFeO3

说明书

本发明专利公开了一种BiFeO₃和Bi₂WO₆复合薄膜的制备方法，分别以硝酸铋、硝酸铁、钨酸铵、去离子水、乙酰丙酮、乙二醇、冰乙酸和硝酸为主要原料分别制备BiFeO₃和Bi₂WO₆前驱体溶液，然后将两种溶液混合搅拌得到稳定的Bi₃WFeO₉前驱体溶液。混合的前驱体溶液在玻璃基体上经过涂膜，热解和退火得到晶态薄膜。Bi₃WFeO₉薄膜具有比BiFeO₃和Bi₂WO₆更好的光催化性，可以应用于建筑物玻璃或者外墙表面，可高效分解污染物具有自清洁功能。本发明在光催化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及光电子材料领域，尤其涉及一种BiFeO₃和Bi₂WO₆复合薄膜的制备方法。

背景技术

半导体光催化技术是当前解决全球环境污染问题的研究热点之一。Bi₂WO₆是一类非金属含氧酸盐结构的新型光催化材料，因其较高的催化活性和稳定性而作为近年来半导体光催化材料研究一个重点，而且钨酸盐根等酸根离子具有结构稳定、不易发生光腐蚀等优点。但Bi₂WO₆具有较大的禁带宽度( 2.70eV) ，只能被紫外光或部分可见光激发，可见光吸收范围为420-470nm，且光生电子空穴对容易发生复合，从而使材料的光催化性能降低，不能达到预期的要求。因此，为了降低电子-空穴复合率，对Bi₂WO₆材料进行复合以提高材料的光催化性能成为近年来以及以后的一个研究热点。铁酸铋BiFeO₃作为一种典型的铁磁材料，由于其带隙较窄（2.1 eV）可利用太阳光中的可见光部分，以及利用其铁电材料微观固有的电场来实现光生电子-空穴的高效分离，可以降低Bi₂WO₆中的光生载流子的复合几率、提高光催化效率，所以BiFeO₃材料是一种具有潜在应用价值的可见光催化材料。因此，将Bi₂WO₆与BiFeO₃进行复合，有望成为性能良好的纳米复合光催化材料。

将BiFeO₃和Bi₂WO₆复合光催化材料应用于建筑物玻璃或者外墙表面，可高效分解污染物，此外，由于其具有优良的亲水性，当雨水冲刷时，水流从污染物根部进行全面冲洗，可将附着在墙体上的残留的灰尘和分解后的带有油性污迹清洗干净，即BiFeO₃和Bi₂WO₆纳米复合光催化材料具有自清洁功能。为了更加方便的应用复合薄膜，我们发明了一种直接涂覆在平板玻璃上BiFeO₃/Bi₂WO₆复合薄膜的制备方法。

发明内容

本发明采用化学溶液沉积法，结合层层退火工艺制备BiFeO₃/Bi₂WO₆复合薄膜，薄膜的制备及测试过程主要分为三个阶段，即前驱体溶液的配制阶段，湿膜的制备阶段，热处理成膜阶段，以普通平板玻璃为基体。

具体方案如下：