SiO2/Cu-Bi2O3薄膜的制备及其自洁净性能

作者：单文杰; 胡芸; 韦朝海

来源：中国,黑龙江省,哈尔滨市.

• 光催化
• 界面电荷转移
• 自洁净

　　在光照条件下应用光诱导半导体材料还原水和氧化有机污染物的非均相反应对于解决能源危机以及应用于环境保护领域拥有巨大的前景。铋系氧化物在废水净化以及污染物去除方面表现出优越的光催化特性,已被认为是目前最有前途的半导体光催化材料之一。其中,Bi2O3由于其高折射率、高介电常数以及良好的光导电性已经被广泛应用在光学涂层、光催化等领域,是一种重要的金属氧化物半导体。然而,纯的Bi2O3由于其较高的光生电子-空穴复合率而降低了其光催化活性。许多学者通过控制Bi2O3的微观结构(如形态、粒径等)和沉积贵金属Au、Pt等降低Bi2O3的光生电子空穴的复合概率[1,2],从而改善Bi2O3的光催化活性。我们以Cu这种具有良好的捕获电子能力的助催化剂与Bi2O3复合,以期通过Cu与Bi2O3 界面之间的电荷转移而阻碍光生电子和空穴的复合。本文采用Bi(NO3)3·5H2O为铋源,以一种简单的溶胶凝胶/旋转涂覆法在普通玻璃片上制备了Cu-Bi2O3薄膜。此外,结合课题组之前研制出的介孔SiO2薄膜,将其涂覆在Cu-Bi2O3薄膜表面,一方面由于介孔SiO2薄膜即使在无光照条件下也具有超亲水性,使得该薄膜具有防雾性能,拓宽了其应用领域；另一方面,由于表面SiO2薄膜的存在使得Cu-Bi2O3薄膜的Cu离子不易解离至环境中而造成二次污染,并且保证了薄膜的寿命。制得的复合薄膜具有良好的透光性(如图1 所示)以及在紫外光下表现出优越的光催化活性。以硬脂酸为模拟污染物评价薄膜的自洁净性能,结果表明其在紫外光下具有良好的自洁净去污能力(如图2 所示)。

• 单位
  华南理工大学