[发明专利]一种铁酸铋光催化薄膜的制备方法

说明书

本发明属于材料生长技术领域，具体涉及一种铁酸铋光催化薄膜的制备方法，包括以下步骤，步骤一：称量九水硝酸铁和五水硝酸铋备用；步骤二：将步骤一中称量完毕的九水硝酸铁和五水硝酸铋混合均匀，然后向里面加入乙二醇甲醚，得到混合液；步骤三：向步骤二得到的混合液中加入一定量的柠檬酸络合剂，然后加入适量的乙二醇甲醚调节溶液，然后在室温下继续搅拌；步骤四：将步骤三得到的溶液在室温下陈化，得到铁酸铋前驱液；步骤五：取一定大小的SiO₂/Si衬底；步骤六：将步骤四得到的铁酸铋前驱液滴在SiO₂/Si衬底面上；然后用匀胶机制备成薄膜；步骤七：将步骤六得到的薄膜在加热板上预热，预热结束后麻将样品放在马弗炉中退火，退火后得到铁酸铋光催化薄膜。

技术领域

本发明属于材料生长技术领域，具体涉及一种铁酸铋光催化薄膜的制备方法。

背景技术

作为一种单相多铁性材料，铁酸铋材料在高密度、低功耗、非挥发新型传感器，多态磁电存储器，自旋电子学和光电器件等领域具有重要的应用前景。

制备铁酸铋薄膜分别可以用物理沉积方法和化学沉积方法；物理沉积方法主要是指磁控溅射法，脉冲激光沉积法和分子束外延法等；化学沉积方法主要是指化学气相沉积法，金属有机物分解法，溶胶—凝胶法和水热法等；其中，溶胶—凝胶法是目前用的较多也较为简单的方法，其优点：(1)成本低，操作简单；(2)化学计量比易于控制，进行掺杂容易；(3)能大面积做薄膜。溶胶—凝胶法制备铁酸铋薄膜就是先把需要的化合物在合适的溶剂中溶解并加少量的添加剂，陈化形成均匀的溶胶，再用匀胶机把胶体均匀的旋涂在基片上，经过水解，聚合反应形成凝胶，然后进行预热和退火处理得到所需厚度的薄膜。

发明内容

本发明的目的是在于通过溶胶凝胶法控制硝酸铁和硝酸铋摩尔质量比和退火温度、退火时间，室温下在SiO₂/Si衬底表面制备成纯相铁酸铋光催化薄膜。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铁酸铋光催化薄膜的制备方法，包括以下步骤，

步骤一：称量九水硝酸铁[Fe(NO₃)₃·9H₂O]和五水硝酸铋[Bi(NO₃)₃·5H₂O]备用，其中硝酸铁与硝酸铋的摩尔数比例为1：(0.95～1.05)；

步骤二：将所述步骤一中称量完毕的九水硝酸铁和五水硝酸铋混合均匀，然后向里面加入乙二醇甲醚，然后搅拌30min～60min，直至九水硝酸铁和五水硝酸铋完全溶解，得到混合液；

步骤三：向所述步骤二得到的混合液中加入一定量的柠檬酸络合剂，并继续搅拌，然后加入适量的乙二醇甲醚调节溶液，使铁酸铋溶液的浓度为0.20-0.35mol/L，然后在室温下继续搅拌3h～4h；

步骤四：将所述步骤三得到的溶液在室温下陈化24h～72h，得到铁酸铋前驱液；

步骤五：取一定大小的SiO₂/Si衬底，然后将SiO₂/Si衬底清洗干净，并烘干备用；

步骤六：将所述步骤四得到的铁酸铋前驱液滴在所述步骤五得到的SiO₂/Si衬底面上；然后用匀胶机制备成薄膜；

步骤七：将所述步骤六得到的薄膜在加热板上预热3min～5min，预热结束后麻将样品放在马弗炉中退火，退火后得到铁酸铋光催化薄膜。