[发明专利]一种快速增强纳米银薄膜可见光降解效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过空气等离子体辐照增强纳米银薄膜可见光降解效率的方法，属于物理应用技术领域。

背景技术

纳米银薄膜具有比表面积大和表面活性高等优点，又具有独特的光电特性和生物学特性，广泛应用在催化、生物传感器、药物载带、纳米分子组装等一系列领域中。纳米银薄膜同时具有的可见光光催化性能和抗菌性能，使得纳米银薄膜在可见光空气净化、污水净化处理方面具有广阔的应用前景。然而相对于一些半导体光催化材料(例如TiO₂)而言，纳米银薄膜的可见光降解效率偏低，因此探索提高纳米银薄膜的可见光降解效率的方法，具有很强的实用性和科学意义。

发明内容

本发明旨在提供一种通过空气等离子体辐照快速增强纳米银薄膜可见光降解效率的方法，所要解决的技术问题是使纳米银薄膜的可见光降解效率有较为明显的提升。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明快速增强纳米银薄膜可见光降解效率的方法，其特点在于：通过空气等离子体辐照纳米银薄膜表面。

本发明快速增强纳米银薄膜可见光降解效率的方法，其特点也在于：辐照的时间为2-10s。

上述通过空气等离子体辐照纳米银薄膜是按如下方式进行：将厚度为3-20nm的纳米银薄膜放入真空磁控溅射镀膜设备中，将设备内真空度稳定在7～10Pa，以射频功率3w使设备内形成空气等离子体，辐照纳米银薄膜2～10s。

薄膜的可见光降解效率可以通过薄膜的光降解速率来表征，薄膜的光催化降解速率采用图1所示的静态可见光催化系统来获得。实验中，以罗丹明6G作为光催化实验的降解对象，在罗丹明6G中加入薄膜作为催化剂对其进行降解，以通过隔热滤光片和400nm截止滤光片的氙灯光源产生可见光，对其进行照射，并通过紫外可见光光谱仪测试降解一段时间后溶液的吸光度A，并与未加入催化剂的初始罗丹明6G的吸光度A₀进行对比，可见光降解速率等于-ln(A/A₀)。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明通过空气等离子体辐照增强了纳米银薄膜光降解效率，形成等离子体所需要的时间短，只需要将真空室抽气到8Pa左右，不需要另外充入高纯气体，抽气时间缩短至5分钟，既缩短了抽气时间，又降低了成本、方法简单、易于实现，拓展了纳米银薄膜在可见光光催化方面的应用。

附图说明

图1为本发明所用静态可见光催化系统示意图；

图2为厚度6nm的纳米银薄膜在不同辐照时间下的降解速率的柱状图。

具体实施例

实施例1

以厚度为6nm的纳米银薄膜为例，本实施例首先通过真空蒸发镀膜的方法制备面积为400mm²、厚度为6nm的纳米银薄膜：制备时真空度为6.4×10^-4Pa，装载蒸发源的钼舟通电电流为80A，用测厚仪监测膜厚，到6nm时，停止沉积，并取出样品。

将上述纳米银薄膜分别放入真空磁控溅射设备中，将设备内真空度抽至8Pa左右，以射频功率3w，使设备内形成空气等离子体，分别辐照不同的纳米银薄膜样品2s、5s、10s。

经测试，纳米银薄膜在空气等离子体辐照前后的光降解速率如图2所示，提高率如表1所示。从图中可以看出，经过空气等离子体辐照，纳米银薄膜的可见光催化降解速率有了显著的提高，6nm厚度的Ag在空气等离子体辐照2、5、10s后，可见光催化效率分别提高69％、170％、255％。因此，通过空气等离子体辐照可以快速的提高纳米银薄膜可见光降解效率。

表1厚度6nm的纳米银薄膜在不同辐照时间下可见光催化效率相对于不辐照时的提

升率

辐照时间提升率2s69％5s170％10s255％