本發(fā)明涉及增強(qiáng)鐵電材料光催化性能的方法,尤其是涉及一種通過(guò)調(diào)控自發(fā)極化增強(qiáng)鐵電材料光催化性能的方法。
背景技術(shù):
光催化技術(shù)在環(huán)境凈化、光解水制氫和染料敏化太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。然而,現(xiàn)有的光催化劑的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率還比較低,主要是由于光生電子和空穴的快速?gòu)?fù)合以及表面氧化還原反應(yīng)速率較低。表面氧化還原反應(yīng)速率取決于光生載流子壽命的長(zhǎng)短,由于載流子分離、擴(kuò)散和表面氧化還原反應(yīng)都必須在光生載流子壽命之內(nèi)進(jìn)行,因此光生電子-空穴的復(fù)合是光催化領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的限制因素。解決光催化中復(fù)合與逆氧化還原反應(yīng)問(wèn)題的有效途徑之一就是利用內(nèi)建電場(chǎng)來(lái)分離光生電子和空穴。鐵電材料中的自發(fā)極化可促使材料內(nèi)部形成統(tǒng)一的內(nèi)電場(chǎng),能夠有效分離光生電子和空穴,減少光催化反應(yīng)過(guò)程中的電子與空穴的復(fù)合率,從而提高光催化性能。目前,調(diào)控鐵電材料自發(fā)極化的報(bào)道大都局限于薄膜材料和陶瓷材料,對(duì)于粉體材料中自發(fā)極化的調(diào)控手段極其缺乏。眾所周知,光催化材料均為粉體材料,從技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō),具有大的比表面積是光催化材料可以實(shí)際運(yùn)用的至關(guān)重要的因素。因此,尋找一種有效的方法來(lái)調(diào)控鐵電粉體材料的自發(fā)極化,從而提升材料的光催化性能,對(duì)鐵電光催化材料的實(shí)際運(yùn)用和理論研究是十分有意義的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種通過(guò)調(diào)控自發(fā)極化增強(qiáng)鐵電材料光催化性能的方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種通過(guò)調(diào)控自發(fā)極化增強(qiáng)鐵電材料光催化性能的方法,采用可溶性高分子材料負(fù)載鐵電材料粉體來(lái)制備絕緣膜,通過(guò)外加電場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)鐵電材料自發(fā)極化強(qiáng)度,使得光生電子與空穴在本征極化場(chǎng)的作用下有效分離,從而延長(zhǎng)光生載流子壽命,達(dá)到提升材料光催化性能的目的。具體包括以下步驟:
1)將可溶性高分子材料a溶解在有機(jī)溶劑b中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清混合溶液;
2)直接向步驟1)所得澄清混合溶液中加入鐵電材料c的固體粉末,持續(xù)攪拌使混合物均勻混合;
3)取少量步驟2)所得混合液,均勻地滴加在已洗凈的導(dǎo)電襯底d上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電襯底d上,在導(dǎo)電襯底d上制備出厚度小于1mm的有機(jī)絕緣膜;
4)將導(dǎo)電襯底d及其上的絕緣膜烘干,使有機(jī)溶劑b充分揮發(fā);
5)準(zhǔn)備一片與導(dǎo)電襯底d材質(zhì)相同的、尺寸大小略小于導(dǎo)電襯底d的導(dǎo)電襯底e,將導(dǎo)電襯底e覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下均為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料c的絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化,極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電襯底d轉(zhuǎn)移至盛有有機(jī)溶劑b的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料a完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集極化后的鐵電粉末樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料進(jìn)行光催化降解,可以比較鐵電樣品極化前后的光催化效果,極化后樣品的光催化性能有顯著提升。
所述的高分子材料a為可溶解在有機(jī)溶劑中的高分子材料,包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)或聚偏氟乙烯(pvdf),所述的高分子材料a在常壓常溫下為固體,且絕緣性能良好。
所述的有機(jī)溶劑b為可溶解高分子材料a的有機(jī)溶劑,選自乙酸乙酯、丙酮、異丙醇或石油醚中的一種或幾種的組合。
所述的鐵電材料c為具有光催化活性的鐵電材料,本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選的是鎢酸鉍bi2wo6。
所述的導(dǎo)電襯底d為可導(dǎo)電的襯底,選自金屬性襯底、導(dǎo)電玻璃襯底或石墨烯;所述的導(dǎo)電襯底e為可導(dǎo)電的襯底,選自金屬性襯底、導(dǎo)電玻璃襯底或石墨烯。
所述的高分子材料a與有機(jī)溶劑b的添加比例為:每10ml有機(jī)溶劑b中添加0.5~1g高分子材料a;所述的鐵電材料c的固體粉末與有機(jī)溶劑b的添加比例為:每10ml有機(jī)溶劑b中添加1~2g鐵電材料c的固體粉末。
步驟2)中,烘干的條件為55-65℃(優(yōu)選為60℃)環(huán)境下干燥15min以上。
步驟6)中,采用常規(guī)的極化條件即可,一種常規(guī)的極化條件為:以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):0~3000v;極化時(shí)間:10~20min。
本發(fā)明方法制得的極化鐵電樣品的光催化性能較未極化樣品有顯著提高,為鐵電材料光催化性能的提升提供了一種新的備選方法。
本發(fā)明采用可溶性高分子材料負(fù)載鐵電材料粉體來(lái)制備絕緣膜。眾所周知,光催化材料均為粉體材料,目前通過(guò)外加電場(chǎng)直接對(duì)鐵電粉體材料進(jìn)行自發(fā)極化調(diào)控的手段還極其缺乏,這主要是受限于粉體材料的微納尺寸與晶界間的漏電流,微納尺寸導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)晶粒的逐個(gè)極化,松散的晶界可產(chǎn)生大的漏電流而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高電壓的加載。因此,利用高分子材料作為鐵電粉體材料的載體,既能有效保障粉體材料的分散性,又能起到絕緣保護(hù)的作用,從而實(shí)現(xiàn)高壓電場(chǎng)對(duì)粉體材料的極化作用。可溶性高分子材料在常壓常溫下為固體,且絕緣性能良好,易溶解于有機(jī)溶劑中形成澄清溶液,有利于鐵電粉體樣品均勻地分散于溶液中,旋涂成膜,待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后制成絕緣膜,能夠?qū)崿F(xiàn)外加電場(chǎng)對(duì)鐵電粉體材料自發(fā)極化強(qiáng)度的調(diào)控。通過(guò)該方法制得的極化鎢酸鉍bi2wo6粉體樣品表現(xiàn)出的可見(jiàn)光催化性能要明顯優(yōu)于未極化樣品(30%以上的光催化性能提升),說(shuō)明粉體樣品通過(guò)電場(chǎng)極化后,剩余極化強(qiáng)度得到增強(qiáng),促進(jìn)了光生載流子的有效分離。其他鐵電樣品也表現(xiàn)出類似的性質(zhì),只是光催化性能的提升程度存在差異。該方法為增強(qiáng)鐵電材料(尤其是鐵電粉體材料)的光催化性能提供了簡(jiǎn)便有效的途徑。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例1所制備的bi2wo6材料粉末xrd圖;
圖2為實(shí)施例1所制備的bi2wo6材料晶體形貌sem和edx圖;
圖3為實(shí)施例1所描述的方法總體步驟示意圖;
圖4為實(shí)施例1所采用pmma在ito導(dǎo)電玻璃襯底上制備的bi2wo6絕緣膜及平行電容器件實(shí)物照片;
圖5為實(shí)施例1所制備的極化bi2wo6樣品對(duì)羅丹明b的光降解曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鎢酸鉍(bi2wo6)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gbi2wo6粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的ito導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的ito導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):500v,1000v,1500v,2000v,2500v;極化時(shí)間:10min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料羅丹明b進(jìn)行光催化降解,比較bi2wo6樣品極化前后的光催化效果。
圖1為實(shí)施例1所制備的bi2wo6材料粉末xrd圖,從圖中可知通過(guò)水熱法制備的bi2wo6樣品為純相,且具有較高的結(jié)晶度;圖2為實(shí)施例1所制備的bi2wo6材料晶體形貌sem和edx圖,樣品具有納米片狀形貌,且選區(qū)元素分析可知其組分為bi2wo6,再次證實(shí)樣品為純相;圖3為實(shí)施例1所描述的方法總體步驟示意圖;圖4為實(shí)施例1所采用pmma在ito導(dǎo)電玻璃襯底上制備的bi2wo6絕緣膜及平行電容器件實(shí)物照片,有機(jī)高分子膜均一平整,有利于電場(chǎng)對(duì)鐵電粉末樣品的極化操作;圖5為實(shí)施例1所制備的極化bi2wo6樣品對(duì)羅丹明b的光降解曲線,對(duì)比極化與未極化bi2wo6粉體樣品的可見(jiàn)光催化性能,極化樣品要明顯優(yōu)于未極化樣品(30%以上的光催化性能提升),極化電場(chǎng)強(qiáng)度越高,樣品的光催化性能越好,說(shuō)明粉體樣品通過(guò)電場(chǎng)極化后,剩余極化強(qiáng)度得到增強(qiáng),促進(jìn)了光生載流子的有效分離。
實(shí)施例2
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鐵酸鉍(bifeo3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gbifeo3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的ito導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的ito導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):500v,1000v,1500v,2000v,2500v,3000v;極化時(shí)間:20min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料羅丹明b進(jìn)行光催化降解,比較bifeo3樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例3
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈦酸鋇(batio3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gbatio3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的ito導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的ito導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v,2000v,2500v;極化時(shí)間:20min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較batio3樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例4
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈮酸鉀(knbo3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gknbo3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的ito導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的ito導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):500v,1000v,1500v,2000v,2500v,3000v;極化時(shí)間:15min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較knbo3樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例5
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控釩酸鉍(bi2vo5.5)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gbi2vo5.5粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的fto導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的fto導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):500v,1000v,1500v,2000v,2500v,3000v;極化時(shí)間:10min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料羅丹明b進(jìn)行光催化降解,比較bi2vo5.5樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例6
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鐵酸鉍鉀(kbife2o5)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)溶解在乙酸乙酯中,添加比例為0.5gpmma溶解在10ml乙酸乙酯溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gkbife2o5粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的fto導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙酸乙酯充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的fto導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v;極化時(shí)間:18min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料亞甲基藍(lán)進(jìn)行光催化降解,比較kbife2o5樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例7
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈦酸鍶鉍(srbi4ti4o15)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚乙烯比咯烷酮(pvp)溶解在乙醇中,添加比例為0.5gpvp溶解在10ml乙醇溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gsrbi4ti4o15粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的銅板襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙醇充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的銅板襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v,2000v,2500v;;極化時(shí)間:13min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較srbi4ti4o15樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例8
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈮酸鈉(nanbo3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚乙烯比咯烷酮(pvp)溶解在乙醇中,添加比例為0.5gpvp溶解在10ml乙醇溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gnanbo3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的ito導(dǎo)電玻璃襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙醇充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的ito導(dǎo)電玻璃襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v,2000v,2500v;極化時(shí)間:15min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較nanbo3樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例9
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈮酸鋰(linbo3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚偏氟乙烯(pvdf)溶解在二甲基甲酰胺(dmf)中,添加比例為:0.5gpvdf溶解在10mldmf溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1glinbo3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的銅板襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在導(dǎo)電玻璃襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙醇充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的銅板襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v,2000v,2500v;極化時(shí)間:17min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較linbo3樣品極化前后的光催化效果。
實(shí)施例10
通過(guò)外加電場(chǎng)調(diào)控鈮酸鈉鉀(k1-xnaxnbo3)的自發(fā)極化強(qiáng)度來(lái)提升光催化性能,具體為:
1)將可溶性高分子材料聚偏氟乙烯(pvdf)溶解在二甲基甲酰胺(dmf)中,添加比例為:0.5gpvdf溶解在10mldmf溶劑中,在磁力攪拌器上攪拌均勻,制備澄清溶液;
2)直接向上述混合溶液中加入1gk1-xnaxnbo3粉體,在持續(xù)攪拌下使混合物均勻混合;
3)取少量上述混合液,均勻地滴加在已洗凈的銅板襯底上,或通過(guò)勻膠機(jī)旋涂在銅板襯底上,制備出厚度小于1mm的有機(jī)膜;
4)將上述絕緣膜轉(zhuǎn)移至60℃烘箱中干燥15min以上,使乙醇充分揮發(fā),制備出平整的絕緣膜;
5)準(zhǔn)備另一片相同材質(zhì),尺寸大小略小于步驟3所用的銅板襯底,將其覆蓋在絕緣膜的表面,制成上下為導(dǎo)電襯底,中間為包含鐵電材料絕緣膜的平行電容器件;
6)將上述電容器件放置于油浴極化裝置中,在外加電場(chǎng)的作用下進(jìn)行極化(以甲基硅油等為絕緣媒質(zhì),在室溫條件下對(duì)樣品進(jìn)行極化,極化電場(chǎng):100v,500v,1000v,1500v,2000v,2500v;極化時(shí)間:13min)。極化完成后,將附有絕緣膜的導(dǎo)電玻璃襯底轉(zhuǎn)移至盛有乙酸乙酯的燒杯中,將絕緣膜中的高分子材料完全溶解,過(guò)濾并用乙醇或丙酮清洗多遍后,在室溫下自然風(fēng)干,收集樣品。
7)將收集到的樣品對(duì)10mg/l的有機(jī)染料甲基橙進(jìn)行光催化降解,比較k1-xnaxnbo3樣品極化前后的光催化效果。本實(shí)施例中x為0~1的數(shù)值。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。