[發(fā)明專利]一種W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810974360.X
• 申請(qǐng)日: 2018-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN109078633A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾祥濤;夏鈺東;王紅艷;朱浩;孫柏;倪宇翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/30
• 分類號(hào): B01J23/30;B01J35/02
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發(fā)明公開了一種W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)的制備方法，屬于光催化材料制備領(lǐng)域。a、將石英玻璃切割為基片，依次在丙酮去離子水中采用超聲波各清洗5分鐘，干燥。將洗好的玻璃基片固定在可旋轉(zhuǎn)的樣品臺(tái)上，將W靶和Bi2O3靶安裝在磁控濺射儀上，使基片平面與水平面成5°?10°夾角，Bi2O3靶法線與基片法線成80°?85°，靶間距為6?7cm，W靶法線與基片法線夾角50°?55°靶間距為10?11cm，關(guān)閉腔門。c、使用機(jī)械泵抽真空，使真空達(dá)到10pa以下，打開分子泵，使真空達(dá)到5*10(?4)pa以下，充入氬氣，將氣壓升到0.2Pa?0.5Pa。d、打開轉(zhuǎn)動(dòng)，打開W靶直流濺射，Bi2O3交流濺射，同時(shí)濺射30分鐘。e、將樣品放于干燥箱中500°退火1小時(shí)，即得到具有三維納米結(jié)構(gòu)的W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)陣列。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，在光催化領(lǐng)域，光催化劑在水解以及污染物的降解方面表現(xiàn)出其光輝的前景，然而光催化劑的發(fā)展卻遇到了一系列問題，如量子效率低、光生電子空穴對(duì)復(fù)合率高等。基于以上原因，提高催化劑性能需要采用提高催化反應(yīng)面積的方式。通過采用磁控濺射制備特殊的納米結(jié)構(gòu)的方法可大幅提高催化反應(yīng)面積，從而提高其反應(yīng)效率，提升反應(yīng)性能。本發(fā)明采用磁控濺射方法，制備工藝簡(jiǎn)單，將W摻雜入Bi2O3，可制備出復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)，表面積獲得大幅提升，具有很好的光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)的制備方法，它能有效的制備出具有納米形貌且催化性能很好的復(fù)合材料。

發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明采用磁控濺射法，主要分為基底清洗、安裝靶材和樣品、抽真空、磁控濺射、燒結(jié)成相五個(gè)過程。首先將石英玻璃切成若干面積相同小片，在丙酮、無水乙醇、去離子水中分別用超聲清洗，干燥。將樣品放置在磁控濺射儀內(nèi)樣品臺(tái)，安裝好W和Bi2O3靶材，抽真空然后通入一定量氬氣形成氛圍。開啟直流濺射和交流濺射開關(guān)和轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)，濺射半個(gè)小時(shí)，然后放氣，打開腔門。最后在干燥箱中退火1個(gè)小時(shí)，獲得具有三維納米結(jié)構(gòu)的樣品。

具體制備方法包括如下步驟：一種W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟：

步驟a、將石英玻璃切割成面積大小一致的小片，然后依次在丙酮、無水乙醇、去離子水中采用超聲波各清洗5分鐘，作為基片，干燥備用；

步驟b、將步驟a得到的石英玻璃基片固定在磁控濺射儀的可旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)上，使基片平面與水平面成5°～10°夾角；將W靶和Bi2O3靶安裝在磁控濺射儀腔內(nèi)，Bi2O3靶法線與基片法線成80°～90°，靶間距為6～7cm，W靶法線與基片法線夾角40°～55°靶間距為 10-11cm，關(guān)閉腔門；

步驟c、使用機(jī)械泵和分子泵對(duì)磁控濺射儀抽真空，使工作腔內(nèi)的真空度達(dá)到5×10^-4pa 以下，再向工作腔內(nèi)充入氬氣，將工作腔內(nèi)氣壓升到0.2-0.5pa，形成氬氣氛圍；

步驟d、在步驟c所述的條件下，先后打開樣品臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)和濺射開關(guān)，W靶直流濺射， Bi2O3靶交流濺射，同時(shí)濺射30分鐘，然后打開放氣閥，開門并將樣品取出；

步驟e、將步驟d得到的基片樣品放于干燥箱中500℃退火1小時(shí)，結(jié)晶，即得到具有三維納米結(jié)構(gòu)的W摻雜Bi2O3納米結(jié)構(gòu)陣列。

步驟b中所述的Bi2O3靶安裝角度為85°，W靶為45°。

步驟d中所述的W靶直流濺射的濺射電流在0.05～0.2A之間，Bi2O3靶交流濺射的功率在200W。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：