The invention discloses a preparation method of BiVO4/Ag3PO4 film for photo catalytic water decomposition, which belongs to the field of inorganic non-metallic materials; comprises the following steps: Step 1: preparation of the precursor of bismuth vanadate seed layer; step two: preparation of bismuth vanadate seed layer; step three: preparation of bismuth vanadate thin film; step four: adopt a three electrode system. Ag3PO4, the BiVO4/Ag3PO4 film prepared by this method has high photoelectric conversion efficiency and low initial potential of light oxidation water. It has broad application prospects in the fields of photocatalytic degradation, photoelectrochemical catalytic water decomposition, artificial photosynthesis, and light assisted energy storage battery.
【技术实现步骤摘要】
一种光电催化水分解用BiVO4/Ag3PO4薄膜的制备方法
本专利技术属于无机非金属材料领域,涉及光电催化水分解用的采用磷酸银修饰的钒酸铋薄膜的制备方法,具体是指一种光电催化水分解用BiVO4/Ag3PO4薄膜的制备方法。
技术介绍
进入二十一世纪以来,环境污染与能源危机问题不断加剧,成了人类社会所面临的急需解决的问题。为了人类社会的可持续发展,研究和发展无污染的新型能源技术迫在眉睫。太阳能作为一种新能源,具有无污染,用之不竭等特点,因此对太阳能进行转化利用成为了目前的研究热点之一。自从1972年日本学者首次报道了利用二氧化钛光阳极进行光电分解水,提出了太阳能转化为化学能的新途径[A.FujishimaandK.Honda.Photolysis/decompositionofwateratthesurfaceofanirradiatedsemiconductor.Nature,1972,238,37/38.],极大的推动了太阳能转化技术的研究。然而,二氧化钛禁带宽度较宽,仅能吸收太阳光谱能量的5%,限制了其在光电转化领域的应用。因而,研究者们开发研究了大量新型的具有高催化活性的窄带隙半导体材料,例如三氧化钨、三氧化二铁、钒酸铋等。其中,钒酸铋作为一种新兴的半导体材料受到研究者们的广泛关注。由于其带隙较窄(单斜相钒酸铋为2.4eV),因而可以吸收太阳光谱中的可见光部分,更加充分的利用太阳光谱能量。而且其价带位置大约为2.4eV,产生的光生空穴可以有效的将水氧化为氧气。并且,钒酸铋物理及化学稳定性好,价格低廉,无毒性,在光电转化领域具有很大的应用前景。然而,钒 ...
【技术保护点】
1.一种光电催化水分解用BiVO4/Ag3PO4薄膜的制备方法,其特征在于,步骤如下:步骤一:制备钒酸铋种子层前驱液;1.1,称取摩尔比为1:1.5的硝酸铋以及乙二胺四乙酸,溶解于水中并调节PH至10,搅拌形成无色透明溶液;1.2,称取摩尔比为1:0.5的偏钒酸铵以及乙二胺四乙酸溶液,溶解于水中并调节PH至10,搅拌形成黄色透明溶液;将其同步骤1.1的无色透明溶液混合均匀;混合后得钒酸铋种子层前驱液;步骤二:制备钒酸铋种子层;2.1,将预处理后的FTO导电玻璃置于匀胶机上,取钒酸铋种子层前驱液进行旋涂,旋涂3次,每次10滴,每次旋涂后置于500 ℃中保温15 min;2.2,将旋涂后的FTO导电玻璃置于空气气氛中,升温至500 ℃,保温1h,得到BiVO4种子层;步骤三:制备钒酸铋薄膜;3.1,称取摩尔比为1:1.5的硝酸铋和乙二胺四乙酸溶液,调节pH=9.2,搅拌至无色透明后加入与硝酸铋等摩尔量的偏钒酸铵,搅拌至形成黄色透明溶液,转移至高压反应釜中;3.2,将步骤二制备的含BiVO4种子层的FTO导电玻璃斜插入反应釜中,将覆盖有种子层的一侧朝下且浸没于步骤3.1的黄色透明溶液中;3. ...
【技术特征摘要】
1.一种光电催化水分解用BiVO4/Ag3PO4薄膜的制备方法,其特征在于,步骤如下:步骤一:制备钒酸铋种子层前驱液;1.1,称取摩尔比为1:1.5的硝酸铋以及乙二胺四乙酸,溶解于水中并调节PH至10,搅拌形成无色透明溶液;1.2,称取摩尔比为1:0.5的偏钒酸铵以及乙二胺四乙酸溶液,溶解于水中并调节PH至10,搅拌形成黄色透明溶液;将其同步骤1.1的无色透明溶液混合均匀;混合后得钒酸铋种子层前驱液;步骤二:制备钒酸铋种子层;2.1,将预处理后的FTO导电玻璃置于匀胶机上,取钒酸铋种子层前驱液进行旋涂,旋涂3次,每次10滴,每次旋涂后置于500℃中保温15min;2.2,将旋涂后的FTO导电玻璃置于空气气氛中,升温至500℃,保温1h,得到BiVO4种子层;步骤三:制备钒酸铋薄膜;3.1,称取摩尔比为1:1.5的硝酸铋和乙二胺四乙酸溶液,调节pH=9.2,搅拌至无色透明后加入与硝酸铋等摩尔量的偏钒酸铵,搅拌至形成黄色透明溶液,转移至高压反应釜中;3.2,将步骤二制备的含BiVO4种子层的FTO导电玻璃斜插入反应釜中,将覆盖有种子层的一侧朝下且浸没于步骤3.1的黄色透明溶液中;3.3,将反应釜置于180℃环境中反应3h,冷却至室温,取出水热后的FTO导电玻璃,用去离子水洗涤后100℃干燥;3.4,将3.3干燥后的导电玻璃置于500℃,空气氛围下热处理4h,获得生长有BiVO4薄膜的FTO导电玻璃;步骤四:沉积Ag3PO4;4.1,制备磷酸钠的银氨溶液;4.2,采用三电极体系,以长有BiVO4薄膜的FTO导电玻璃为工作电极,含有磷酸钠的银氨溶液为电解液,在BiVO4薄膜表面恒电位沉积Ag3PO4,施加恒电位0.2V(vs.SCE),电沉积30/120s,即获得BiVO4/Ag3PO4薄膜。2.根据权利要求1所述的一种光电催化水分解用BiVO4/Ag3PO4薄膜的制备方法,其特征在于,所述的步骤1....
【专利技术属性】
技术研发人员:王涛,高斌,范晓莉,冯亚亚,龚浩,李晶晶,郭虎,何建平,黄现礼,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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