磁控濺射法製備鎢酸鉍薄膜

隨著環境污染和能源危機的日益嚴重，光催化技術因其在環境淨化與新型能源材料領域的潛在應用而被廣泛關注。

鎢酸鉍(Bi₂WO₆)材料是一種具有可見光回應且可見光催化活性較好的窄帶隙光催化材料，其禁帶寬度僅為2.7eV左右，在可見光條件下可將氯仿、乙醛等有害物質礦化，將其分解為無害的CO2氣體。鎢酸鉍光催化材料同時具備紫外光和可見光回應優異，光催化性能穩定，熱穩定性良好等優點，且成本相對較低、環境友好，是理想的光催化材料。

光催化納米材料在環境保護中的應用極其廣泛，可使許多難處理的污染 物完全分解，利用載體的吸附性能使低濃度的有害物質得以濃縮降解，同時， 光化學氧化作用可降低細菌中生物酶的活性，殺菌效果突出。但納米級光催 化材料在環境應用中存在易團聚、難以回收、容易中毒等缺點，因此採取一定的手段固定鎢酸鉍光催化劑，減少流失，提高其回收和重複使用性能非常有必要。

制取鎢酸鉍薄膜形態就是一個很好的方案，有學者使用磁控濺射法制取鎢酸鉍薄膜，其方案過程如下：

1、製備鎢酸鉍粉末：

(1)按摩爾比Na₂WO₄•2H₂O:Bi(NO₃)₃•5H₂O＝1:2的比例，稱取Na₂WO₄•2H₂O 0.66g，Bi(NO₃)₃•5H₂O 1.94g，將Na₂WO₄•2H₂O溶解在40mL 的蒸餾水中得到鎢酸鈉溶液，將Bi(NO₃)₃•5H₂O溶解在20mL 1mol/L的稀硝酸中得到硝酸鉍溶液，在室溫下攪拌使其完全溶解；

(2)將鎢酸鈉溶液緩慢滴加到硝酸鉍溶液中，攪拌至溶液充分混合，緩慢滴加2mol/L的氫氧化鈉溶液調節溶液的pH值至7，制得水熱反應所需的前驅體溶液；

(3)將製備好的前驅體溶液置於水熱反應釜中，在160℃的條件下反應12h，對反應後的溶液分別用蒸餾水、乙醇以6500r/min的速率進行離心處理，將得到的固體組分在60℃的條件下真空乾燥10h，制得鎢酸鉍粉末。

2、製備鎢酸鉍光催化薄膜：

(1)磁控濺射靶材的製備：將上述制得的鎢酸鉍粉末採用幹壓法在 20MPa的壓力下壓制成型得到坯塊(直徑約為56mm，厚度為5mm)，將壓制好的坯塊置於氬氣保護的氣氛爐中，在800℃的條件下燒結2h，制得磁控濺射所需的圓片狀靶材；

(2)磁控濺射鍍膜：將石英玻璃片依次用蒸餾水，丙酮，乙醇進行超聲清洗30min後將處理好的石英玻璃片放入磁控濺射室，通過磁控濺射方法在石英玻璃襯底上濺射鎢酸鉍薄膜，其中，靶材和襯底間的距離為9.5cm，襯底溫度為常溫，磁控濺射室的真空度≤2.0×10-3Pa，工作氣體是氬氣，濺射氣壓為1.0Pa，採用射頻濺射方式，濺射功率為180W，經過10min的濺射，制得鎢酸鉍光催化薄膜，薄膜厚度為110nm。

採用磁控濺射法製備鎢酸鉍薄膜光催化材料，工藝簡便易行、重複性強、效率高、成本低廉；將制得的鎢酸鉍光催化材料製成 靶材後，採用磁控濺射工藝制膜，所製備的薄膜純度高，厚度均勻，緻密性 好，且可見光催化性能優異，用途廣泛，在污染治理、射線處理、消菌殺毒 等方面具有很強的實用價值和應用前景。

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