[发明专利]一种具有3D多级结构的硅光催化剂的制备方法

摘要

本发明属于半导体光催化技术领域，涉及一种具有3D多级结构的硅光催化剂的制备方法，该光催化剂由硅柱阵列经过清洗过程，然后在水浴温度为30℃下进行刻蚀，通过调控刻蚀时间获得多级硅。制备出的多级硅的光吸收强度大，其光电流为‑30mAcm^‑2，是硅柱阵列的7.5倍。在光电的共同作用下对4‑氯酚进行脱氯，其脱氯效率在反应60min后可达90％以上，表现出了高效的光电催化能力。该方法具有反应条件温和，制备工艺简便，成本低，制备周期短，易于掌控等优点，且制备的多级硅光催化剂能够有效地增强材料对光的吸收，减少光反射，提高光吸收效率，促进光生电子和空穴的分离，提高光催化活性，在光电催化脱氯中效果明显。

主权项

一种具有3D多级结构的硅光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)在室温下，将硅柱阵列依次经过丙酮、无水乙醇和高纯水中超声清洗，然后将超声清洗后的硅柱阵列置于体积比为3：1的H₂SO₄和H₂O₂混合溶液中浸泡15min以上，彻底除去硅片表面的有机物质层和金属杂质；将得到的硅柱阵列用高纯水反复冲洗，然后于室温下置于体积分数为5％的HF水溶液中，浸泡不多于1min，除去硅表面的自然氧化层；(2)将步骤(1)得到的硅柱阵列置于4.2M HF和0.005M AgNO₃的混合溶液中，水浴温度为30℃，刻蚀10～30min，得到多级硅；(3)将步骤(2)得到的多级硅用高纯水反复冲洗，然后置于7.66M的HNO₃水溶液中，去除残留在硅柱阵列表面上的Ag颗粒；取出后用高纯水清洗干净，N₂下吹干，即得到具有3D多级结构的硅光催化剂。