溶膠—凝膠法制備Bi2O3薄膜及其光催化性質(zhì)研究.pdf

1、Bi2O3薄膜擁有許多獨特的性質(zhì)，如寬帶隙，高折射率，高介電常數(shù)，優(yōu)異的光電導(dǎo)性和光致熒光效應(yīng)等，因而在半導(dǎo)體氧化物材料體系中有著非常重要的地位。Bi2O3薄膜性質(zhì)的獨特性源于Bi2O3形態(tài)的多樣性，而其形態(tài)的多樣性一方面與制備條件息息相關(guān)，另一方面則與其應(yīng)用緊密相聯(lián)。
　　本論文首先采用溶膠-凝膠法和浸漬-提拉技術(shù)在載玻片上制備了Bi2O3薄膜，并采用多種測試手段研究了其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，然后以偶氮染料甲基橙的光催化降解反應(yīng)為模型，考

2、察了Bi2O3結(jié)構(gòu)和光催化性質(zhì)的關(guān)系，最后對Er3+摻雜的Bi2O3薄膜的結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行了初步研究。
　　對未摻雜的Bi2O3薄膜的結(jié)構(gòu)分析表明，Bi2O3薄膜主要為β-Bi2O3和Bi2O2.33組成的多晶多相體系，進(jìn)一步分析表明玻璃基片上Bi2O3薄膜的生長有擇優(yōu)取向現(xiàn)象，而熱處理溫度對薄膜的組成和性質(zhì)有決定性作用，隨著熱處理溫度的升高，Bi2O2.33在薄膜中的相對含量增多，導(dǎo)致薄膜的禁帶寬度隨著熱處理溫度升高而增大，

3、550℃熱處理過的Bi2O3薄膜主要物相為Bi2O2.33，直接帶隙為3.81eV。
　　對Er3+改性的Bi2O3薄膜的結(jié)構(gòu)分析表明，Er3+具有穩(wěn)定物相的作用，少量的Er3+能夠?qū)ⅵ孪啾Ａ舻绞覝?，還抑制了Bi2O3晶粒的長大，增加了薄膜的表面致密度。
　　對Bi2O3薄膜進(jìn)行的光催化實驗表明，未摻雜和Er3+改性的Bi2O3薄膜對低濃度甲基橙的紫外光降解遵循Langmuir-Hinshelwood模型。在所有未摻雜的催化