[发明专利]一种具有光响应特性的磷酸铋薄膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种具有光响应特性的磷酸铋薄膜及其制备方法和应用。将Bi(NO₃)₃和Na₃PO₄分别溶于乙二醇，配成一定浓度的溶液A和溶液B，将溶液B缓慢滴加到溶液A中，并加入一定量浓硝酸，得到无色澄清的BiPO₄前驱溶液。前驱溶液陈化后得到无色澄清的BiPO₄溶胶。用溶胶凝胶方法的旋涂法和逐层退火工艺在导电玻璃基片上制备出具有具有光响应特性的单斜相结构BiPO₄薄膜。本发明设备要求简单，实验条件温和，所配成的溶胶能长期保持稳定，且溶胶浓度精确可控，所制备的BiPO₄薄膜在模拟太阳光下的光电流达到了0.861～0.934mA/cm²，可以用于有机污染物的降解方面。

主权项

1.一种具有光响应特性的磷酸铋薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将Bi(NO₃)₃溶于乙二醇中，配成溶液A，将Na₃PO₄溶于乙二醇中，配成溶液B；按Bi与P的摩尔比为1:1，将溶液B滴加入溶液A中并搅拌，产生沉淀，滴加浓硝酸至沉淀消除，配制成无色澄清的BiPO₄溶液，继续搅拌使其混合均匀，得到BiPO₄前驱溶液；将BiPO₄前驱溶液静置10～12h，得到无色澄清的BiPO₄溶胶；步骤2：将BiPO₄溶胶旋涂在导电玻璃基片上，形成BiPO₄湿膜，BiPO₄湿膜经烘烤后得到BiPO₄干膜，BiPO₄干膜经退火后得到BiPO₄薄膜；步骤3：待BiPO₄薄膜自然冷却后，在BiPO₄薄膜上重复步骤2，直至达到所需厚度，即得到具有光响应特性的磷酸铋薄膜；所述步骤2中BiPO₄湿膜的烘烤温度为150～160℃，烘烤时间为8～10min；所述步骤2中退火时是以8～10℃/min的升温速率将BiPO₄干膜升到175～350℃的退火温度，并在该温度下退火，退火保温时间为15～20min。