反应磁控溅射沉积纳米多孔BiVO4薄膜光催化剂:总压力和基底的影响

• 作者: Siavash BAKHTIARNIA Saeed SHEIBANI Alain BILLARD Eric AUBRY Mohammad ARAB POUR YAZDI
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 光催化 BiVO4 薄膜 溅射 纳米多孔薄膜
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 957-971
• 页数: 15页
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(22)65846-1

摘要

使用脉冲直流电源、金属Bi和V靶材,在氩气和氧气气氛保护下,通过反应磁控溅射法在不同基板上沉积纳米多孔BiVO4薄膜,然后在空气中进行后退火处理,形成具有光敏性的单斜白钨矿晶体.研究总压力和基底对薄膜晶体结构、形貌、显微组织、光学和光催化性能的影响.结果表明,在石英玻璃基底上沉积的单斜白钨矿结构于250℃开始结晶,薄膜在600℃时达到稳定.即使在较高的溅射压力(>2 Pa)下,薄膜的形貌也相当致密,且嵌有纳米孔.以石英玻璃为基体沉积的薄膜,在4.5 Pa条件下具有最高的孔隙率(52％),最低的能带隙(2.44 eV),且具有最高的在可见光照射下降解罗丹明-B的光催化活性(7 h后为26％).在硅基底上沉积的薄膜表现出最高的光活性(7 h后为53％).薄膜在UV?Vis吸收光谱中缺乏蓝移,表明光解过程中以发色团裂解为主.