一种SnO2/Ag

文档序号:26752422发布日期:2021-09-25 02:54阅读:116来源:国知局
一种SnO2/Ag
一种sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法
技术领域
1.本发明属于光催化材料领域,具体涉及一种sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法。


背景技术:

2.sno2在自然界中的主要以矿物锡石的形式存在,它和其他金属氧化物相同都具有金红石晶状结构,如teo2,tio2,tao2,ruo2,pbo2。sno2的光学和电子性质是由于其四方结构的对称性而形成的。
3.sno2是一种具有价带和导带结构的半导体,价带和导带都是具有能量,两者相比导带的能量更高,导带是半导体中能量最高的能带,价带中充满了自由电子。禁带宽度为能带和价带能量差,其禁带宽度值为3.6ev。又因为禁带宽度与透射波长关系为:
4.e=1240/λ
5.由此关系式可得只有当照射光的波长小于或等于344.5nm时才可使价带上的电子激发至导带,在导带上生成具有强还原性的光生电子,在价带上因电子的跃迁消失,导致其具有强氧化性光生空穴。光生空穴和光生电子部分快速复合,其余部分两者相互分离并迁移与空气中的水和氧气发生反应,生成强氧化性的羧基自由基。生成的强氧化性自由基与吸附在sno2表面上的有机污染物进行氧化还原反应,污染物被还原分解成水和二氧化碳。反应步骤如下:
[0006][0007]
h
+
+h2o

·
oh+h
+
[0008][0009]
2ho2·

o2+h2o2[0010][0011]
h
+
+oh


·
oh
[0012]
·
oh+org(有机物)
→…→
co2+h2o
[0013]
h
+
+org
→…→
co2+h2o
[0014]
经过上述的基元反应后,吸附在sno2表面的污染物被降解为水和二氧化碳,此降解过程中无污染,能耗低,反应操作简易,体现出光催化污染物的优越性。
[0015]
但是,由于sno2禁带值宽,作为光催化材料时,最小吸收波长λ≤1240/eg,其最大吸收波长λ≤340mm,光谱响应范围窄,无法利用太阳光中的可见光;同时,无法及时分离光生空穴和光生电子,二者极易复合,降低光催化降解性能。
[0016]
尖晶石型铁酸盐具有较窄的禁带宽度,如铁酸银禁带宽度仅1.15~1.7ev、铁酸镍禁带宽度为1.5~1.63ev,对可见光具有良好的响应性能;同时其独特的尖晶石结构为其光催化效率的提升提供了可行性基础,可以通过优化、修饰其晶格,提高其对可见光的利用效率。
[0017]
因此,如何研制出一种可见光催化活性高、光生电子

空穴分离效率高、稳定性高的纳米氧化锡/杂化铁酸盐复合光催化材料具有重要意义。


技术实现要素:

[0018]
针对现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法。
[0019]
本发明的技术方案概述如下:
[0020]
一种sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,所述ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.05~0.5,包括以下步骤:
[0021]
s1:玻璃基片的预处理:将玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由氨水、双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0022]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0023]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将二水合氯化亚锡加入无水乙醇,搅拌溶解后,滴加过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0024]
s202:制备改性sno2溶胶:将纳米tio2加入sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0025]
所述二水合氯化亚锡、无水乙醇、过硫酸钾溶液、纳米tio2的用量比为(4~5)mmol:20ml:2ml:2mmol;
[0026]
s3:制备ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液:
[0027]
s301:25℃室温下,将硝酸银、六水合硝酸镍和九水合硝酸铁溶解于去离子水中,再加入柠檬酸,搅拌10~15min后,得到溶液a;
[0028]
s302:25℃室温下,向2mol/l氢氧化钠溶液中滴加三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0029]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌0.5~1h,得到ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液;
[0030]
所述硝酸银、六水合硝酸镍、九水合硝酸铁、去离子水、柠檬酸、氢氧化钠溶液、三乙醇胺用量比为(1~1.9)mmol:(0.05~0.5)mmol:2mmol:20ml:(0.05~0.1)g:5ml:1ml;
[0031]
s4:制备sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合膜:
[0032]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于s2所得改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0033]
s402:重复s401操作0~4次,得到镀有不同层数的改性sno2薄膜;
[0034]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450~600℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0035]
s404:将ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于120~160℃反应0.5~1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4膜1层;
[0036]
s405:重复s404操作0~4次,得到镀有不同层数的ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的sno2基玻
璃片;
[0037]
s406:将s405所得镀有ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450~600℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜。
[0038]
优选的是,所述氨水的质量百分浓度为10~20%。
[0039]
优选的是,所述双氧水的质量百分浓度为20~30%。
[0040]
优选的是,所述过硫酸钾溶液浓度为0.05~0.2mol/l。
[0041]
优选的是,所述纳米tio2的粒径范围为5~30nm。
[0042]
优选的是,所述sno2薄膜和ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的总层数为6层。
[0043]
本发明的有益效果:
[0044]
本发明利用溶胶

凝胶法先制出纳米sno2溶胶,并进一步利用纳米tio2掺杂改性,提高固化后sno2薄膜的光催化性能和耐磨性能,再进一步通过水热法原位生长纳米agfeo2‑
nife2o4杂化薄膜,其通式为ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4,x=0.05~0.5,构建异质结结构,改变电子的传递路径,使光生电子和空穴在异质结界面沿不同方向转移,减少光生电子

空穴对的数量,进而提高复合材料的光催化活性和稳定性;同时,ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4的禁带宽度<1.7ev,对可见光的光谱响应范围广,与纳米sno2复合,可有效提高其对太阳光的吸收率和有效利用率,进一步提高光催化性能。
附图说明
[0045]
图1为本发明sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法流程图;
[0046]
图2为实施例1制备的sno2/ag
1.9
ni
0.05
fe2o4(sno2的层数为5)薄膜材料的afm图;
[0047]
图3为实施例1制备的sno2/ag
1.4
ni
0.3
fe2o4(sno2的层数为3)薄膜材料的afm图;
[0048]
图4为实施例1制备的sno2/agni
0.5
fe2o4(sno2的层数为1)薄膜材料的afm图。
具体实施方式
[0049]
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0050]
本发明提供一实施例的sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,所述ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.05~0.5,包括以下步骤:
[0051]
s1:玻璃基片的预处理:将玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为10~20%的氨水、质量百分浓度为20~30%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0052]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0053]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将二水合氯化亚锡加入无水乙醇,搅拌溶解后,滴加过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0054]
s202:制备改性sno2溶胶:将粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0055]
所述二水合氯化亚锡、无水乙醇、过硫酸钾溶液、纳米tio2的用量比为(4~5)
mmol:20ml:2ml:2mmol;
[0056]
s3:制备ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液:
[0057]
s301:25℃室温下,将硝酸银、六水合硝酸镍和九水合硝酸铁溶解于去离子水中,再加入柠檬酸,搅拌10~15min后,得到溶液a;
[0058]
s302:25℃室温下,向2mol/l氢氧化钠溶液中滴加三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0059]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌0.5~1h,得到ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液;
[0060]
所述硝酸银、六水合硝酸镍、九水合硝酸铁、去离子水、柠檬酸、氢氧化钠溶液、三乙醇胺用量比为(1~1.9)mmol:(0.05~0.5)mmol:2mmol:20ml:(0.05~0.1)g:5ml:1ml;
[0061]
s4:制备sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合膜:
[0062]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于s2所得改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0063]
s402:重复s401操作0~4次,得到镀有不同层数的改性sno2薄膜;
[0064]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450~600℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0065]
s404:将ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于120~160℃反应0.5~1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4膜1层;
[0066]
s405:重复s404操作0~4次,并控制sno2薄膜和ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的总层数为6层,得到镀有不同层数的ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0067]
s406:将s405所得镀有ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450~600℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜。
[0068]
实施例1 5sno2/1ag
1.9
ni
0.05
fe2o4[0069]
一种sno2/ag
1.9
ni
0.05
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,即ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.05,包括以下步骤:
[0070]
s1:玻璃基片的预处理:将规格为5cm
×
5cm的玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为10%的氨水、质量百分浓度为20%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0071]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0072]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0073]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将20mmol二水合氯化亚锡加入100ml无水乙醇,搅拌溶解后,滴加10ml的0.05mol/l过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0074]
s202:制备改性sno2溶胶:将10mmol粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入s201所得sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0075]
s3:制备ag
1.9
ni
0.05
fe2o4前驱体溶液:
[0076]
s301:25℃室温下,将9.5mmol硝酸银、0.25mmol六水合硝酸镍和10mmol九水合硝酸铁溶解于100ml去离子水中,再加入0.25g柠檬酸,搅拌10min后,得到溶液a;
[0077]
s302:25℃室温下,向25ml的2mol/l氢氧化钠溶液中滴加5ml三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0078]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌0.5h,得到ag
1.9
ni
0.05
fe2o4前驱体溶液;
[0079]
s4:制备sno2/ag
1.9
ni
0.05
fe2o4复合膜:
[0080]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0081]
s402:重复s401操作4次,得到镀有5层改性sno2薄膜;
[0082]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0083]
s404:将ag
1.9
ni
0.05
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于120℃反应0.5h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,得到镀有1层ag
1.9
ni
0.05
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0084]
s405:将s404所得镀有ag
1.9
ni
0.05
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至450℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/ag
1.9
ni
0.05
fe2o4复合薄膜。
[0085]
实施例2 4sno2/2ag
1.8
ni
0.1
fe2o4[0086]
一种sno2/ag
1.8
ni
0.1
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,所述ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.1,包括以下步骤:
[0087]
s1:玻璃基片的预处理:将规格为5cm
×
5cm的玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为15%的氨水、质量百分浓度为25%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0088]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0089]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将22.5mmol二水合氯化亚锡加入100ml无水乙醇,搅拌溶解后,滴加10ml的0.1mol/l过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0090]
s202:制备改性sno2溶胶:将10mmol粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入s201所得sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0091]
s3:制备ag
1.8
ni
0.1
fe2o4前驱体溶液:
[0092]
s301:25℃室温下,将9mmol硝酸银、0.5mmol六水合硝酸镍和10mmol九水合硝酸铁溶解于100ml去离子水中,再加入0.4g柠檬酸,搅拌15min后,得到溶液a;
[0093]
s302:25℃室温下,向25ml的2mol/l氢氧化钠溶液中滴加5ml三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0094]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌1h,得到ag
1.8
ni
0.1
fe2o4前驱体溶液;
[0095]
s4:制备sno2/ag
1.8
ni
0.1
fe2o4复合膜:
[0096]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0097]
s402:重复s401操作3次,得到镀有4层改性sno2薄膜;
[0098]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至500℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0099]
s404:将ag
1.8
ni
0.1
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于130℃反应1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀ag
1.8
ni
0.1
fe2o4膜1层;
[0100]
s405:重复s404操作1次,得到镀有2层ag
1.8
ni
0.1
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0101]
s406:将s405所得镀有ag
1.8
ni
0.1
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至500℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/ag
1.8
ni
0.1
fe2o4复合薄膜。
[0102]
实施例3 3sno2/3ag
1.4
ni
0.3
fe2o4[0103]
一种sno2/ag
1.4
ni
0.3
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,所述ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.3,包括以下步骤:
[0104]
s1:玻璃基片的预处理:将规格为5cm
×
5cm的玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为15%的氨水、质量百分浓度为25%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0105]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0106]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将22.5mmol二水合氯化亚锡加入100ml无水乙醇,搅拌溶解后,滴加10ml的0.1mol/l过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0107]
s202:制备改性sno2溶胶:将10mmol粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入s201所得sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0108]
s3:制备ag
1.4
ni
0.3
fe2o4前驱体溶液:
[0109]
s301:25℃室温下,将7mmol硝酸银、1.5mmol六水合硝酸镍和10mmol九水合硝酸铁溶解于100ml去离子水中,再加入0.4g柠檬酸,搅拌15min后,得到溶液a;
[0110]
s302:25℃室温下,向25ml的2mol/l氢氧化钠溶液中滴加5ml三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0111]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌0.5~1h,得到sno2/ag
1.4
ni
0.3
fe2o4前驱体溶液;
[0112]
s4:制备sno2/ag
1.4
ni
0.3
fe2o4复合膜:
[0113]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0114]
s402:重复s401操作2次,得到镀有3层改性sno2薄膜;
[0115]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至550℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0116]
s404:将ag
1.4
ni
0.3
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于140℃反应1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀ag
1.4
ni
0.3
fe2o4膜1层;
[0117]
s405:重复s404操作2次,得到镀有3层ag
1.4
ni
0.3
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0118]
s406:将s405所得镀有ag
1.4
ni
0.3
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至550℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/ag
1.4
ni
0.3
fe2o4复合薄膜。
[0119]
实施例4 2sno2/4ag
1.2
ni
0.4
fe2o4[0120]
一种sno2/ag
1.2
ni
0.4
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,所述ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.4,包括以下步骤:
[0121]
s1:玻璃基片的预处理:将规格为5cm
×
5cm的玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为20%的氨水、质量百分浓度为30%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0122]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0123]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将25mmol二水合氯化亚锡加入100ml无水乙醇,搅拌溶解后,滴加10ml的0.2mol/l过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0124]
s202:制备改性sno2溶胶:将10mmol粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入s201所得sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0125]
s3:制备sno2/ag
1.2
ni
0.4
fe2o4前驱体溶液:
[0126]
s301:25℃室温下,将6mmol硝酸银、2mmol六水合硝酸镍和10mmol九水合硝酸铁溶解于100ml去离子水中,再加入0.45g柠檬酸,搅拌15min后,得到溶液a;
[0127]
s302:25℃室温下,向25ml的2mol/l氢氧化钠溶液中滴加5ml三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0128]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌0.5~1h,得到ag
1.2
ni
0.4
fe2o4前驱体溶液;
[0129]
s4:制备sno2/ag
1.2
ni
0.4
fe2o4复合膜:
[0130]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0131]
s402:重复s401操作1次,得到镀有2层改性sno2薄膜;
[0132]
s403:将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至500℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0133]
s404:将ag
1.2
ni
0.4
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s403所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于150℃反应1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀ag
1.2
ni
0.4
fe2o4膜1层;
[0134]
s405:重复s404操作3次,得到镀有4层ag
1.2
ni
0.4
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0135]
s406:将s405所得镀有ag
1.2
ni
0.4
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至500℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/
ag
1.2
ni
0.4
fe2o4复合薄膜。
[0136]
实施例5 1sno2/5agni
0.5
fe2o4[0137]
一种sno2/agni
0.5
fe2o4复合薄膜材料的制备方法,即ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4中的x=0.5,包括以下步骤:
[0138]
s1:玻璃基片的预处理:将规格为5cm
×
5cm的玻璃基片置于蒸馏水中,超声处理10min,干燥后,再置于丙酮中,超声处理20min,干燥后,置于无水乙醇中,超声处理20min,干燥后,再将玻璃基片置于由质量百分浓度为20%的氨水、质量百分浓度为30%的双氧水、蒸馏水按1:1:5的体积比组成的混合溶液中,超声处理60min,再进行干燥;
[0139]
s2:制备改性sno2溶胶:
[0140]
s201:制备sno2溶胶:在25℃室温下,将25mmol二水合氯化亚锡加入100ml无水乙醇,搅拌溶解后,滴加10ml的0.2mol/l过硫酸钾溶液,78℃磁力搅拌6h后,再自然冷却,静置陈化36h备用,得sno2溶胶;
[0141]
s202:制备改性sno2溶胶:将10mmol粒径范围为5~30nm的纳米tio2加入s201所得sno2溶胶中,磁力搅拌1h,得改性sno2溶胶;
[0142]
s3:制备agni
0.5
fe2o4前驱体溶液:
[0143]
s301:25℃室温下,将5mmol硝酸银、2.5mmol六水合硝酸镍和10mmol九水合硝酸铁溶解于100ml去离子水中,再加入0.5g柠檬酸,搅拌15min后,得到溶液a;
[0144]
s302:25℃室温下,向25ml的2mol/l氢氧化钠溶液中滴加5ml三乙醇胺,搅拌均匀后,配制成溶液b;
[0145]
s303:将溶液b缓慢滴加30min至溶液a中,并磁力搅拌1h,得到agni
0.5
fe2o4前驱体溶液;
[0146]
s4:制备sno2/agni
0.5
fe2o4复合膜:
[0147]
s401:将s1预处理后玻璃基片浸于改性sno2溶胶中处理10min,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀改性sno2膜1层;
[0148]
s402:将s401所得镀有改性sno2薄膜的玻璃基片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至600℃后,恒温煅烧2h,冷却至室温,即得到镀有改性sno2薄膜的玻璃片;
[0149]
s403:将agni
0.5
fe2o4前驱体溶液转移至反应釜中,再将s402所得镀有改性sno2薄膜的玻璃片浸入所述的前驱体溶液中,于160℃反应1h,冷却至室温,再以1mm/s的提拉速度缓慢将其取出液面,80℃干燥10min,记为镀agni
0.5
fe2o4膜1层;
[0150]
s404:重复s403操作4次,得到镀有5层agni
0.5
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片;
[0151]
s405:将s404所得镀有agni
0.5
fe2o4薄膜的sno2基玻璃片放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至600℃后,恒温煅烧2h,随炉冷却至室温,即得到玻璃基叠层式sno2/agni
0.5
fe2o4复合薄膜。
[0152]
对实施例1~5制出的sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合薄膜材料进行性能测试
[0153]
试验一:透光率测试
[0154]
试验一所用的透光率雾度测试仪是上海棱光技术有限公司的wgt

b型透光率雾度测试仪;测试前先进行调“0”和调“100”,再将镀有复合薄膜的玻璃片放入仪器,多点测试,每片玻璃片取5点测量,最后取其平均值。最终测得的透光率结果如表1所示。
[0155]
表1复合薄膜透光率表
[0156]
分组膜层透光率/%实施例15sno2/1ag
1.9
ni
0.05
fe2o489.8实施例24sno2/2ag
1.8
ni
0.1
fe2o482.66实施例33sno2/3ag
1.4
ni
0.3
fe2o481.94实施例42sno2/4ag
1.2
ni
0.4
fe2o476.82实施例51sno2/5agni
0.5
fe2o472.16
[0157]
由表1可以看出,从sno2/ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜层数比分析,当镀有5层改性sno2薄膜时,光透过率最高,其次是4sno2/2ag
1.8
ni
0.1
fe2o4以及3sno2/3ag
1.4
ni
0.3
fe2o4,从实施例1的5sno2/1ag
1.9
ni
0.05
fe2o4到实施例5的1sno2/5agni
0.5
fe2o4,复合薄膜透光率整体呈递减的趋势。
[0158]
试验二:亲水性测试
[0159]
试验二所用的接触角测定仪是上海方瑞仪器有限公司的jyc

2型仪器;亲水性测试分别在日光、紫外光以及黑暗环境三种光源条件下进行测试,日光灯光照强度为100lux、紫外光辐射强度为50μw/cm2,试验结果如表2所示:
[0160]
表2复合薄膜与水的接触角
[0161][0162]
由表2可知,光源对复合薄膜接触角的影响并不是很大,总体来说,紫外光照下,复合薄膜的亲水性更好一些;纳米tio2改性sno2薄膜与ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜复合层数比对复合薄膜接触角有一定影响,可以看出,利用纳米tio2改性sno2与ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4复合制备薄膜,可以改善单一纳米tio2改性sno2或ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜亲水性能,且二者最佳复合层数比为1:1,即3sno2/3ag
1.4
ni
0.3
fe2o4时,复合薄膜的亲水性能最好。
[0163]
试验三:光降解率测试
[0164]
光降解率测试方法为:先在黑暗条件下,将实施例1~5复合薄膜材料分别加入5组200ml的50mg/l亚甲基蓝溶液中,搅拌均匀后,打开500w氙灯光源,并用可见光滤光片使得420nm以上的可见光通过滤光片,照射到反应体系中,并在第10min、20min、40min、60min、90min、100min进行取样分析,测定降解过程中亚甲基蓝的浓度c,并计算光降解率100%
×
(c0‑
c)/c0,c0为50mg/l,试验结果如表3所示:
[0165]
表3复合薄膜的光降解率
[0166][0167]
由表3可知,实施例3的3sno2/3ag
1.4
ni
0.3
fe2o4复合薄膜表现出的光降解效率最好,对亚甲基蓝的光催化降解效果最好,实施例1中的5sno2/1ag
1.9
ni
0.05
fe2o4薄膜的光降解率最差,说明改性sno2与ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4薄膜的复合层数比影响光催化性能,从实施例1的5sno2/1ag
1.9
ni
0.05
fe2o4到实施例5的1sno2/5agni
0.5
fe2o4,复合薄膜的光催化降解性能整体呈先升高再降低的趋势。
[0168]
实施例1~5利用溶胶

凝胶法先制出纳米sno2溶胶,并进一步利用纳米tio2掺杂改性,提高固化后sno2薄膜的光催化性能和耐磨性能,再进一步通过水热法原位生长纳米agfeo2‑
nife2o4杂化薄膜,其通式为ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4,x=0.05~0.5,构建异质结结构,改变电子的传递路径,使光生电子和空穴在异质结界面沿不同方向转移,减少光生电子

空穴对的数量,进而提高复合材料的光催化活性和稳定性;同时,ag
2(1

x)
ni
x
fe2o4的禁带宽度<1.7ev,对可见光的光谱响应范围广,与纳米sno2复合,可有效提高其对太阳光的吸收率和有效利用率,进一步提高光催化性能。
[0169]
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
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