[发明专利]一种Tm掺杂改性钼酸铋光电极、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种Tm掺杂改性钼酸铋光电极、制备方法及其应用，属于半导体技术领域。本发明所述制备方法先采用水热法制备不同Tm掺杂量改性的钼酸铋粉末，依次加入聚乙二醇和乙醇，制成粘稠性较好的悬浮液，再均匀刮涂至导电玻璃上，置于烘箱中，再置于马弗炉中，焙烧，得到Tm掺杂改性锡酸锌光电极。本发明得到的Tm掺杂改性钼酸铋光电极比纯Bi₂MoO₆具有更高的催化活性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种Tm掺杂改性钼酸铋光电极、制备方法及其应用。

背景技术

近年来，半导体光电催化氧化技术作为处理能源危机和环境污染问题的一种先进技术受到了研究者的广泛关注。Bi₂MoO₆(BMO)，禁带宽度为2.6eV，是一种具有钙钛矿结构的N型三元氧化物半导体材料，因高的电子迁移率以及良好的化学稳定性被认为是一种有前途的光催化材料，且与氧化物和二元氧化物相比Bi₂MoO₆复杂的晶体结构可以提高其在不利条件下的稳定性。然而，纯Bi₂MoO₆因较宽的禁带宽度，仅能响应紫外光，大大限制了其推广应用；同时其自身的光生电荷复合率较高，光催化活性并不令人满意。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种Tm掺杂改性钼酸铋光电极的制备方法及其应用，通过Tm掺杂改性使钼酸铋的禁带宽度减小，能够有效拓宽其可见光响应波长，同时将催化剂制成电极，通过外加偏电压可有效降低电荷复合率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种Tm掺杂改性钼酸铋光电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在Tm掺杂改性钼酸铋悬浮液中加入聚乙二醇并搅拌均匀，得到混合均匀的混合液；所述聚乙二醇优选聚乙二醇400；

步骤二：向步骤一所述混合液中加入乙醇，加热搅拌至完全溶解，得到粘稠性悬浮液；

步骤三：将步骤二所述悬浮液均匀刮涂至导电玻璃上，在导电玻璃上形成薄膜，然后置于烘箱中，加热保温得到涂有Tm掺杂改性钼酸铋的导电玻璃；

步骤四：将步骤三得到的涂有Tm掺杂改性钼酸铋的导电玻璃置于马弗炉中，高温焙烧得到Tm掺杂改性钼酸铋光电极。

进一步的，步骤一中所述Tm掺杂改性钼酸铋悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备Tm掺杂改性钼酸铋粉末：在钼酸铋前驱体中添加Tm(NO₃)₃，其中n_Tm：n_Bi＝2：100，调节溶液pH为9，水热条件下反应24h、水热反应温度为180℃，过滤烘干制得Tm掺杂改性钼酸铋粉末；

(2)制备Tm掺杂改性钼酸铋悬浮液：将步骤(1)中制备得到的Tm掺杂改性钼酸铋粉末与去离子水混合，搅拌均匀即形成所述Tm掺杂改性钼酸铋悬浮液，混合比例为Tm掺杂改性钼酸铋粉末：去离子水＝10:1。

进一步的，步骤一中所述Tm掺杂改性钼酸铋悬浮液与聚乙二醇400的体积比为5:1。

进一步的，乙醇与聚乙二醇的体积比为1:10。

进一步的，步骤二中加热搅拌温度为70～80℃。

进一步的，步骤三中薄膜厚度为45μm。

进一步的，步骤三中烘箱温度为80～100℃，保温时间为2～3h。

进一步的，步骤四中焙烧温度为500～600℃，焙烧时间为2～3h。

本发明还提供利用所述制备方法制备得到的Tm掺杂改性钼酸铋光电极。