鎢酸鉍薄膜製備方法

化石燃料的過度使用造成全球氣溫持續上升，尋找新的清潔能源變得迫在 眉睫。在現有的新興能源中，太陽能作為一種取之不盡的無污染的能源而備受關注。

自從 1972年日本科學家報導了紫外燈照射下TiO₂分解水制氫氣以來，光電催化方法引起了極大重視。光電催化分解水制氫技術，基於太陽能和水這兩種可再生物質，沒有副產物，不會污染環境，同時光電催化技術兼顧小規模應用與大規模開發。所以，光電催化分解水制氫技術是太陽能制氫最具前景的研究方向。

鎢酸鉍Bi₂WO₆是一種間接帶隙躍遷的半導體材料，具有較窄的禁帶寬度(2.75-2.9eV)，吸收光的波長可延伸到可見光區域(450nm)，具有良好的化學穩定性。相對於三氧化鎢(WO₃)來說，其價帶位置更加靠近氫的還原電勢，使水分解反應可在更低的偏壓下進行。

近來，有研究人員提出一種具有光催化性能的Bi₂WO₆納米薄膜，包括生長在襯底上由Bi₂WO₆納米結構構成的Bi₂WO₆納米薄膜層，所述襯底為氟摻雜錫氧化物(FTO)的導電玻璃，厚度為15-60nm，所述Bi₂WO₆納米薄膜層的厚度為1500- 3000nm。該研究的製備過程如下：

 (1)碘氧鉍納米片前驅體溶液的配製

a)將FTO導電玻璃先後依次在去離子水、丙酮和乙醇溶液中超聲10min，經去離子 水洗淨，吹幹備用；

b)將3.32g碘化鉀粉末和0.9702g硝酸鉍粉末加入到60mL去離子水中，並用體積份 數為65-68％的商用濃硝酸調節pH至1.7，最終制得pH＝1.7的濃度為0.04moL/L的碘氧鉍納米片前驅體溶液。

(2)碘氧鉍納米片薄膜的製備

採用標準三電極裝置進行陰極電沉積步驟。將FTO導電玻璃作為工作電極，鉑片電 極作為對電極，銀/氯化銀電極作為參比電極。將碘氧鉍納米片前驅體溶液作為陰極電沉積過程的電沉積溶液。在-0.1V(相對於銀/氯化銀電極)電壓下沉積10min。得到FTO上的碘氧鉍納米片薄膜。

(3)Bi2WO6納米薄膜的製備

a)將1.316g鎢酸鈉粉末加入到40mL去離子水中，配製得40mL濃度為0.1moL/L的鎢 酸鈉離子交換溶液。將碘氧鉍納米片薄膜，碘氧鉍薄膜面朝上，斜放置於晶化釜中，加入離 子交換溶液，在120℃條件下進行4h的離子交換過程，製備Bi2WO6納米薄膜，用去離子水洗 滌，室溫下乾燥。

b)將製備的Bi2WO6納米薄膜進行焙燒處理，馬弗爐焙燒條件為：升溫速度2℃/min， 升溫至550℃，保持2h，自然降溫，得到Bi₂WO₆納米薄膜。

納米鎢酸鉍薄膜能夠作為一種高效的光電陽極材料，可用于光電化學池 光解水制氫，能高效的將太陽能轉化為清潔能源，有效緩解當今化石燃料短缺、環境污染嚴重的問題。