1.一种多孔网状结构BiVO4薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)前驱液的配置:
向去离子水中加入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,继续搅拌至澄清,得到前驱液;其中加入的NH4VO3、稀硝酸、Bi(NO3)3·5H2O和硼酸的摩尔比为1:(40~44):1:(0.8~1.2),前驱液中Bi离子的浓度为0.008~0.012mol/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单分子层,得到表面吸附羟基层的基板;
3)薄膜的自组装:
将表面吸附羟基层的基板的羟基层一面悬浮于前驱液表面进行自组装吸附,利用基板
2+ - +
表面羟基层的静电作用吸附前驱液中的小分子[(BiVO3) NO3] ,然后异相成核自组装形成多孔网状非晶态的[(BiVO3)2+NO3-]+OH-前驱薄膜;
4)薄膜的层层自组装:
将多孔网状非晶态的[(BiVO3)2+NO3-]+OH-前驱薄膜在室温下干燥后用紫外光进行照射,使[(BiVO3)2+NO3-]+OH-前驱薄膜表面形成羟基单分子层,即形成基板-OH[(BiVO3)2+NO3-]OH-,然后将其悬浮于前驱液表面进行自组装吸附,利用羟基层的静电作用吸附前驱液中的小分子[(BiVO3)2+NO3-]+,然后异相成核自组装形成基板-OH[(BiVO3)2+NO3-]OH-[(BiVO3)2+NO3-]+;如此反复多次进行薄膜的层层自组装,得到多孔网状非晶态薄膜;
5)薄膜的晶化:
将多孔网状非晶态薄膜在室温下干燥后放入马弗炉中,在300~400℃下保温120~
180min,得到多孔网状结构BiVO4薄膜;
所述步骤3)和步骤4)中在进行自组装吸附时,控制前驱液的温度为65~75℃;
所述步骤3)和步骤4)中自组装吸附的时间为18~22min。
2.根据权利要求1所述的多孔网状结构BiVO4薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中的基板为FTO导电玻璃、ITO导电玻璃、玻璃载玻片或Si基板。
3.根据权利要求1所述的多孔网状结构BiVO4薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2)和步骤4)中紫外光照射的时间为30~40min,紫外光的波长为184.9nm。
4.根据权利要求1所述的多孔网状结构BiVO4薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤4)和步骤5)中的干燥时间为6~8h。
5.权利要求1-4中任意一项所述的多孔网状结构BiVO4薄膜的制备方法制得的多孔网状结构BiVO4薄膜,其特征在于:其晶型为四方相钒铋矿和单斜相白钨矿的复合晶型,其形貌为多孔网状结构,四方相钒铋矿的PDF卡号为JCPDS No.14-0133。