[发明专利]一种光催化复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种光催化复合薄膜及其制备方法和应用。本发明提供了一种光催化复合薄膜，包括二硫化钼和氮化铜；所述二硫化钼和氮化铜的质量比为(5～30)：100。本发明所述光催化复合薄膜具有较高的催化效率，根据实施例的记载，本发明所述的光催化复合薄膜在光催化降解甲基橙30min后，降解率最高可达99.8％；本发明还提供了所述光催化复合薄膜的制备方法，所述制备方法操作简单、重复性好、可控性好、制作成本低，原料无毒，利用率高，便于控制薄膜的性能，生产流程容易实现。

技术领域

本发明涉及光催化材料技术领域，尤其涉及一种光催化复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

自从上世纪七十年代发现n型TiO₂在光照下电解水，利用光催化方法处理水污染问题便成为一直以来的研究热点。TiO₂具有物理化学性质稳定、廉价无毒、化学活性高、可以在常温下多次反应等优点。但是，TiO₂也具有明显的局限性，其禁带宽度较大，为3.2eV左右，其催化特性只局限于紫外光波段(约占可见光的5％)，这导致其光吸收利用率较低。所以，人们为了提高光催化材料的光吸收效率，着力探索改善半导体材料内部的电子结构，从而获得比较合适的禁带宽度半导体材料。

但是针对以TiO₂为主体的光催化薄膜来说，简单的技术掺杂半导体材料可以有效的调节材料的禁带宽度。但是单一金属掺杂会很大程度上降低载流子的迁移率，导致光生载流子效率降低，从而影响材料的光催化效率。因此，如何提供一种具有较高光催化效率的光催化薄膜逐渐成为了人们的研究重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化复合薄膜及其制备方法和应用，所述光催化复合薄膜具有较高的光催化效率，所述制备方法操作简单，重复性和可控性均好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光催化复合薄膜，包括二硫化钼和氮化铜；

所述二硫化钼和氮化铜的质量比为(5～30)：100。

优选的，所述光催化复合薄膜的厚度为100～250nm。

本发明还提供了上述技术方案所述的光催化复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

在基体表面同时溅射二硫化钼和氮化铜后，进行退火处理，得到所述光催化复合薄膜。

优选的，所述溅射二硫化钼的过程为：以二硫化钼为靶材，进行直流溅射或射频溅射。

优选的，所述直流溅射的溅射功率为2～10w；

所述射频溅射的溅射功率为25～50w；

所述直流溅射或射频溅射的溅射时间独立地为10～30min。

优选的，所述溅射氮化铜的过程为：以铜为靶材，以N₂为反应气体，以Ar为工作气体，进行直流溅射或射频溅射。

优选的，所述N₂与Ar气的流量比为(0.1～1.0)：1；

所述直流溅射的溅射频率为50～150w；

所述射频溅射的溅射频率为100～300w；

所述直流溅射或射频溅射的溅射时间独立地为10～30min。

优选的，所述退火处理在氩气气氛下进行；

所述氩气气氛的压强为1.0～5.0Pa。

优选的，所述退火处理的温度为150～300℃，所述退火处理的时间为30～90min。