[发明专利]核-壳结构的钇锑基复合磁性颗粒光催化剂制备方法

摘要

核-壳结构的催化材料磁性颗粒核-Y3-xYbxSbO7和磁性颗粒核-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)的制备方法，采用脉冲激光溅射沉积的方法：a.靶材制备：采用固相烧结的方法制备Y3-xYbxSbO7和Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)靶材；b.选取衬底：选用铁磁性颗粒γ-Fe2O3、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO作为衬底；c.采用脉冲激光溅射沉积，激光主波长为248nm，激光功率密度为2～3J/cm2，以氮气为保护气氛，在γ-Fe2O3、SiO2或MnO衬底上沉积厚度不同的膜，将上述膜分别于氮气或在氩气中在1340±10℃和1340±10℃温度下处理60±10min，使之晶化而得到所需的磁性复合催化材料，包括制备Y3-xYbxSbO7与Y3-xGaxSbO7。

主权项

核-壳结构的催化材料磁性颗粒核-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)和磁性颗粒核-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)的制备方法：其特征是采用脉冲激光溅射沉积的方法：a.靶材制备：采用固相烧结的方法制备Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)和Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)靶材，靶材直径为10mm，厚度为2mm；b.选取衬底：选用铁磁性颗粒γ-Fe2O3、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO作为衬底；c.采用脉冲激光溅射沉积，激光主波长为248nm，激光功率密度为2～3J/cm2，以氮气为保护气氛，氮气和氧气(纯度为99.99％)的压力为8～10Pa，沉积室内初始压力为6×10-5Pa～2×10-3Pa，靶材至衬底的距离为3～7厘米，衬底的温度为300～700℃，分别溅射Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)靶材和Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)靶材至铁磁性颗粒γ-Fe2O3、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO衬底表面，在γ-Fe2O3、SiO2或MnO衬底上沉积厚度不同的膜，薄膜沉积时间为90～120分钟，将上述六种膜分别于氮气或在氩气中在1340±10℃和1340±10℃温度下处理60±10min，使之晶化而得到所需的磁性复合催化材料γ-Fe2O3-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)、γ-Fe2O3-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)、SiO2-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)、SiO2-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)、MnO-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)或MnO-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)；或采用多靶磁控溅射沉积的方法：a.靶材制备：准备纯金属Yb或Ga与Sb和Y金属靶材，靶材直径为5～6厘米；b.选取衬底：选用铁磁性颗粒γ-Fe2O3、、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO作为衬底；c.采用多靶磁控溅射，溅射功率为60～200W，以氩气为保护气氛，氩气和氧气(纯度为99.99％)的压力为4～32mTorr，氧气的流量比(O2/(O2+Ar))为30％～50％，沉积室内初始压力为3.3×10-6Torr～1×10-5Torr，靶材至衬底的距离为4～15厘米，衬底的温度为0～400℃，薄膜沉积速率为1～2nm/min；在氧气和氩气的混合气体中共溅射纯金属Y、Yb和Sb靶材至铁磁性颗粒γ-Fe2O3、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO衬底表面，在衬底上沉积形成Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)膜层，将上述三种膜层于氮气或氩气中在1340±10℃处理60±10min；使之晶化而得到所需的光催化剂核壳结构γ-Fe2O3(铁磁性颗粒核)-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)(光催化剂壳)、SiO2-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)或MnO-Y3-xYbxSbO7(0.5≤x≤1)。在氧气和氩气的混合气体中共溅射纯金属Y、Ga和Sb靶材至铁磁性颗粒γ-Fe2O3、顺磁性颗粒SiO2或反铁磁性颗粒MnO衬底表面，在衬底上沉积形成Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)膜层，将上述三种膜层于氮气或氩气中在1340±10℃处理60±10min；使之晶化而得到所需的γ-Fe2O3(铁磁性颗粒核)-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)(光催化剂壳)、SiO2-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)或MnO-Y3-xGaxSbO7(0.5≤x≤1)。