[发明专利]一种利用仿生法制备BiVO4薄膜的方法

摘要

本发明提供一种利用仿生法制备BiVO4薄膜的方法，将五水硝酸铋和钒酸氨溶于水中，以稀硝酸调节pH值，以硼酸为促进剂，制成前驱液，将基板在紫外光照射下进行功能化处理，使基板表面形成羟基层，再将功能化的基板悬浮于前驱液表面，通过羟基层识别无机物分子在基板表面异相成核，反向诱导生长制备出非晶态薄膜，非晶态薄膜干燥后退火制备出晶化的BiVO4薄膜。本发明工艺简单，实验条件要求较低，工艺过程易控制。该方法是对液相自组装技术的成功应用，将本发明的方法应用于BiVO4薄膜的制备，在光催化领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种利用仿生法制备BiVO4薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)前驱液的配置：向水中加入NH4VO3，搅拌至澄清，然后加入稀硝酸，搅拌均匀，再加入Bi(NO3)3·5H2O，室温下搅拌至澄清，最后加入硼酸，搅拌5～15min至搅拌均匀，得前驱液；前驱液中Bi(NO3)3·5H2O的浓度为0.010～0.012mol/L，NH4VO3的浓度为0.010～0.012mol/L，HNO3的浓度为0.415～0.420mol/L，硼酸的浓度为0.010～0.012mol/L；2)基板的功能化：将基板洗涤干净后置于紫外光下照射，使基板表面形成羟基层，得到表面功能化的基板；3)薄膜的沉积：将基板功能化的一面悬浮于前驱液表面，在70～80℃沉积10～12h，利用基板表面羟基层的分子识别功能吸附前驱液中的[(BiVO3)2+NO3‑]+，然后异相成核组成非晶态的[(BiVO3)2+NO3‑]+OH‑前驱薄膜；4)薄膜的晶化：将非晶态的[(BiVO3)2+NO3‑]+OH‑前驱薄膜在室温下干燥，然后退火，并在300～550℃保温100～140min，得到晶化的BiVO4薄膜，其中的晶化的BiVO4薄膜的晶型为四方相德钒矿和单斜相斜钒矿的复合晶型、单斜相斜钒矿晶型或四方相德钒矿晶型，其形貌为六面体块状和不规则的片状团聚成的球体。