本發(fā)明涉及光電催化材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染問題越來越受到各界的關(guān)注，如何高效清潔處理污染物成為了當(dāng)下的研究熱點。光電催化技術(shù)具有高效、清潔、無二次污染等優(yōu)勢，其關(guān)鍵在于制備高效穩(wěn)定的催化劑。

fe2o3作為一種過渡金屬氧化物，以其為基底薄膜在光電催化條件下表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性，其帶隙寬度較窄，在紫外和可見區(qū)域都表現(xiàn)出較強的光電化學(xué)響應(yīng)。同時，其物理及化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，經(jīng)濟成本低，對環(huán)境危害小。但是，fe2o3材料的主要缺點是產(chǎn)生的光生電子和空穴容易復(fù)合，且光吸收系數(shù)小，致使光催化活性降低。對此，許多改性方法應(yīng)運而生，如利用非金屬/金屬摻雜、采用半導(dǎo)體復(fù)合等。

mos2是導(dǎo)電性強且?guī)哆吘壩恢糜欣诋a(chǎn)氫的催化劑。對于單純的fe2o3薄膜，在可見光或紫外可見光被遮擋或顯現(xiàn)的瞬間，光電流會迅速達到最大值，隨后便衰減到一定值，這是由于fe2o3薄膜本身的復(fù)合較大，光生電子和空穴一經(jīng)產(chǎn)生便立即復(fù)合。mos2的強導(dǎo)電性和催化活性有助于在fe2o3薄膜表面形成一層導(dǎo)電層，促進光生電子和空穴的分離，從而抑制光生電子和空穴的復(fù)合。

bioi是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的光催化材料，因其特殊的層狀結(jié)構(gòu)和合適的禁帶寬度，bioi顯示出了優(yōu)異的可見光光催化性能。

公開號為cn105597784a的中國專利文獻公開了一種mos2摻雜的氧化鐵光催化薄膜的制備方法，包括以下步驟：(1)將fe²⁺的前驅(qū)體溶液電沉積在導(dǎo)電基底上，經(jīng)煅燒處理得到fe2o3薄膜；(2)在步驟(1)制得的fe2o3薄膜上電沉積mos2，在惰性氣氛下煅燒得到fe2o3-mos2光催化薄膜。該方法采用電沉積的方法將mos2摻雜至氧化鐵光催化薄膜上，能一定程度提高光電流，提升光催化活性，但提升效果還有待進一步提高。鑒于fe2o3光催化材料儲量豐富、價廉易得、環(huán)境友好的特性，開發(fā)高效且穩(wěn)定的基于氧化鐵的薄膜狀光催化材料有著廣闊的應(yīng)用前景。因此，有必要在前期工作基礎(chǔ)上進行改進和加強，采取三元復(fù)合的方法進一步增強光催化效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種mos2和bioi協(xié)同共筑的氧化鐵可見光催化薄膜及其制備方法，解決了現(xiàn)有fe2o3光催化材料光生電子和空穴分離效率不高、穩(wěn)定性不好、光催化活性低的技術(shù)問題。

一種可見光響應(yīng)型光催化薄膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用三電極體系，以fe²⁺的前驅(qū)體溶液作為電解液，導(dǎo)電基底作為工作電極，石墨電極為對電極，ag/agcl電極作為參比電極，進行電沉積；再經(jīng)煅燒處理制得fe2o3薄膜；

(2)將步驟(1)制得的fe2o3薄膜置于mos2的前軀體溶液中進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)洗滌得到fe2o3-mos2薄膜；

(3)采用三電極體系，以bi³⁺的前驅(qū)體溶液作為電解液，以步驟(2)制得的fe2o3-mos2薄膜為工作電極，進行電沉積制得fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜。

上述制備路線中，各步驟的具體工藝條件如下：

(一)步驟(1)中：

所述導(dǎo)電基底為導(dǎo)電玻璃(fto)等。

在電沉積之前需要預(yù)先清洗、烘干導(dǎo)電基底。

所述fe²⁺的前驅(qū)體溶液由可溶性亞鐵鹽和溶劑a配制而成，可溶性亞鐵鹽可為硝酸亞鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、醋酸亞鐵或草酸亞鐵等，溶劑a為乙二醇、甲醇、乙醇和水中的一種或幾種。作為優(yōu)選，可溶性亞鐵鹽為氯化亞鐵，溶劑a為乙二醇和水的混合液，乙二醇與水的體積比為1：4～12。

優(yōu)選地，所述fe²⁺的前驅(qū)體溶液中的fe²⁺摩爾濃度為0.01～0.2m。

光催化薄膜的光電催化活性很大程度上與薄膜厚度有關(guān)，薄膜厚度太薄或太厚，均會影響薄膜的光活性和光生載流子的遷移，而只有當(dāng)薄膜厚度適中時，光不但激發(fā)產(chǎn)生載流子,且能提高載流子的遷移速率，從而提高薄膜的光電催化活性。

本發(fā)明的制備方法中光催化劑薄膜的總厚度基本上等于電沉積形成的薄膜厚度與水熱法形成的薄膜厚度之和。電沉積的溫度、時間及工作電壓直接關(guān)系到電解沉積的產(chǎn)物和形成的產(chǎn)物的質(zhì)量(即電沉積薄膜的厚度)。電沉積完成后，需通過高溫煅燒進一步氧化，而煅燒溫度和時間也直接影響生成的fe2o3的晶相，從而可影響復(fù)合膜的光催化性能。

可通過調(diào)控電沉積參數(shù)及煅燒參數(shù)來控制成膜有效面積和質(zhì)量。

優(yōu)選地，步驟(1)中，電沉積的溫度為40～90℃，電沉積的電壓為1～2v，電沉積的時間為0.5～10min；

進一步優(yōu)選，步驟(1)中，電沉積的溫度為60～80℃，電沉積的電壓為1～1.5v，電沉積的時間為4～6min。通過電沉積工藝參數(shù)控制電沉積得到的催化薄膜的厚度，薄膜厚度太薄，不能充分吸收光，且作為基底時，不能充分發(fā)揮其催化活性；薄膜太厚則影響光生載流子的遷移。當(dāng)薄膜厚度適中時，光不但激發(fā)產(chǎn)生載流子,且能提高載流子的遷移速率，從而提高薄膜的光電催化活性。

優(yōu)選地，所述煅燒處理的溫度為400～600℃，煅燒時間為1～5h；進一步優(yōu)選，煅燒處理的溫度為450～550℃，煅燒時間為1～3h。

優(yōu)選地，所述煅燒處理的溫度為400～600℃，煅燒時間為1～5h；進一步優(yōu)選，煅燒處理的溫度為450～550℃，煅燒時間為1～3h，通過恒溫煅燒溫度和時間控制催化薄膜的結(jié)晶度。在優(yōu)選的煅燒溫度下，材料具有良好的結(jié)晶度，晶相為α-fe2o3，光催化活性較高。當(dāng)煅燒溫度較低時，材料的結(jié)晶性很差，極大地限制光催化活性；當(dāng)煅燒溫度過高時，會因?qū)щ娀椎哪蜔釡囟认拗贫绊懩さ男纬伞?/p>

(二)步驟(2)中：

優(yōu)選地，所述mos2的前軀體溶液由鉬鹽、硫脲和水配制而成，其中，鉬鹽為四硫代鉬酸銨和/或鉬酸銨。

優(yōu)選地，所述mos2的前軀體溶液中，鉬鹽的濃度為0.001～0.005m，硫脲的濃度為0.01～0.06m；進一步優(yōu)選，鉬鹽的濃度為0.001～0.003m，硫脲的濃度為0.02～0.03m。

優(yōu)選地，進行水熱反應(yīng)時，薄膜的導(dǎo)電面朝上，在重力作用下，導(dǎo)電面朝上更有利于自然沉降，制得的薄膜表面均勻；導(dǎo)電面朝下時，mos2層在基底層上生長不均勻，從而在一定程度上影響薄膜的光電性能。

優(yōu)選地，水熱反應(yīng)的溫度為150～300℃，反應(yīng)時間為1～5h；進一步優(yōu)選，水熱反應(yīng)的溫度為200～250℃，反應(yīng)時間為1～3h；最優(yōu)選地，水熱反應(yīng)溫度為220℃，反應(yīng)時間為2h；

(三)步驟(3)中：

所述bi³⁺的前驅(qū)體溶液的制備方法如下：將ki溶于水中，加入bi(no3)3·5h2o，攪拌后調(diào)節(jié)ph值，加入對苯醌，再次攪拌得到bi³⁺的前驅(qū)體溶液。

優(yōu)選地，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68～70％的hno3調(diào)節(jié)ph值；

優(yōu)選地，所述bi³⁺的前驅(qū)體溶液中，ki的濃度為300～500mm，bi(no3)3·5h2o的濃度為20～60mm；進一步優(yōu)選，ki的濃度為350～450mm，bi(no3)3·5h2o的濃度為30～50mm；最優(yōu)選地，ki的濃度為400mm，bi(no3)3·5h2o的濃度為40mm；

優(yōu)選地，調(diào)節(jié)ph至1～2，對苯醌的濃度為30～70mm；進一步優(yōu)選，調(diào)節(jié)ph至1.5～2.0，對苯醌的濃度為40～60mm；最優(yōu)選地，調(diào)節(jié)ph至1.75，對苯醌的濃度為50mm。

優(yōu)選地，步驟(3)中，電沉積的電壓為-2.5～-0.05v，電沉積的時間為1～5min；進一步優(yōu)選，電沉積的電壓為-1.5～-0.05v，電沉積時間為1～3min；最優(yōu)選地，電沉積電壓為-0.1v，電沉積時間為3min。

本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜。

本發(fā)明還包括一種利用所制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜處理含酚廢水中的應(yīng)用。

光催化薄膜的光電催化活性與膜厚有關(guān)，薄膜太厚影響光生載流子的遷移。厚度適中的摻雜膜能激發(fā)載流子的產(chǎn)生，還能提高載流子的遷移速率，從而提高摻雜膜的光電催化活性。

本發(fā)明的制備方法中光催化劑薄膜的總厚度基本上等于電沉積形成的薄膜厚度與水熱法形成的薄膜厚度之和。

所得fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的厚度為500～650nm。該厚度下，所得fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜能激發(fā)載流子的產(chǎn)生，還能提高載流子的遷移速率，從而提高摻雜膜的光電催化活性。

本發(fā)明通過電沉積法和水熱法在fe2o3薄膜上同時構(gòu)筑mos2和bioi層，制得的fe2o3-mos2-bioi薄膜表面均勻、薄膜面積易控制；通過調(diào)整電沉積的溫度、時間以及工作電壓控制基底氧化鐵催化薄膜的厚度及fe2o3-mos2-bioi薄膜的厚度，從而獲得厚薄適宜的基于氧化鐵構(gòu)筑三元復(fù)合的可見光催化薄膜材料，使其既能充分吸收光，產(chǎn)生較高濃度的光生載流子，又能提高載流子的遷移速率，表現(xiàn)出較高的光電催化活性。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

(1)所制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光生電子和空穴分離效率高，具有良好的光電催化活性。通過測定，在可見光照下，制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流相對于fe2o3-mos2薄膜提高了2倍；

(2)利用mos2帶隙邊緣位置好、導(dǎo)電性能強的優(yōu)點，以及bioi特殊的層狀結(jié)構(gòu)和合適的禁帶寬度，使fe2o3、mos2和bioi三種材料間產(chǎn)生協(xié)同作用，所制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜能充分吸收可見光，產(chǎn)生較高濃度的光生載流子，且光生電子和空穴分離效率高，具有良好的光電催化活性，活性物質(zhì)穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在可見光照射下的線性掃描伏安曲線；

圖2為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在紫外可見光照射下的線性掃描伏安曲線；

圖3為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中在黑暗條件下的電化學(xué)阻抗圖譜(eis圖譜)；

圖4為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi，fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中在可見光條件下的電化學(xué)阻抗圖譜(eis圖譜)；

圖5為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3催化薄膜的光電轉(zhuǎn)化效率(ipce)曲線；

圖6為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中的瞬時光電流-時間(lnd-t)曲線圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖及具體實例對本發(fā)明進行詳細的說明。

實施例1

(1)以fe²⁺的前驅(qū)體溶液作為電解液，經(jīng)過清洗、烘干處理之后的導(dǎo)電基底作為工作電極，石墨電極為對電極，ag/agcl電極作為參比電極，進行電沉積。

本實施例中的導(dǎo)電基底為fto玻璃(規(guī)格為10mm×50mm×2mm)，在電沉積之前依次用丙酮、無水乙醇和去離子水進行超聲清洗10min，然后取出晾干。

本實施例中fe²⁺的前驅(qū)體溶液為含fecl2·4h2o的乙二醇溶液，fe²⁺的前驅(qū)體溶液中，fe²⁺的摩爾濃度為0.02m，溶劑為乙二醇和蒸餾水的混合液，乙二醇與蒸餾水的體積比為1：8，通過如下方法制備得到：取一定量的fecl2·4h2o于燒杯中，溶于一定比例的乙二醇和蒸餾水的混合溶液。

通過電沉積工藝參數(shù)控制電沉積得到的薄膜的厚度，本實施例步驟(1)中電沉積工藝參數(shù)如下：電沉積溫度為70℃，工作電壓為1.36v，沉積時間為5min。然后將沉積好的導(dǎo)電基底放入馬弗爐中，在500℃進行煅燒2h，即得到fe2o3薄膜。

(2)將步驟(1)制得的fe2o3薄膜自然晾干后，導(dǎo)電面朝上傾斜放置，放入mos2的前軀體溶液中，水熱反應(yīng)后，待其自然冷卻至室溫，經(jīng)蒸餾水洗滌，得到fe2o3-mos2薄膜；

本實施例中的mos2的前軀體溶液為鉬酸銨、硫脲和水的混合溶液；硫脲的濃度為0.025m，鉬酸銨的濃度為0.002m；

本實施例中的水熱反應(yīng)的溫度為220℃，反應(yīng)時間為2小時；

(3)將3.32gki溶于50ml蒸餾水中，加入0.97g的bi(no3)3·5h2o后超聲5min，用未經(jīng)稀釋的濃硝酸將溶液的ph值調(diào)節(jié)為1.75，加入0.27g對苯醌，充分?jǐn)嚢韬蟮玫絙i³⁺的前驅(qū)體溶液。

使用chi660e型電化學(xué)工作站采用三電極體系進行電沉積，以步驟(2)制得的fe2o3-mos2薄膜作為工作電極，ti片作為對電極，ag/agcl電極作為參比電極，在-0.1v條件下在bi³⁺的前驅(qū)體溶液中進行電沉積5min，得到fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，測得膜厚度為590nm。

對比例1

(1)以fe²⁺的前驅(qū)體溶液作為電解液，經(jīng)過清洗、烘干處理之后的導(dǎo)電基底作為工作電極，石墨電極為對電極，ag/agcl電極作為參比電極，進行電沉積。

本實施例中的導(dǎo)電基底為fto玻璃(規(guī)格為10mm×50mm×2mm)，在電沉積之前依次用丙酮、無水乙醇和去離子水進行超聲清洗10min，然后取出晾干。

本次實施例中fe²⁺的前驅(qū)體溶液的配置方法與實施例1相同。

通過電沉積工藝參數(shù)控制電沉積得到的薄膜的厚度，本實施例步驟(1)中電沉積工藝參數(shù)如下：電沉積溫度為70℃，工作電壓為1.36v，沉積時間為5min。然后將沉積好的工作電極放入馬弗爐中，在500℃進行煅燒2h即得到fe2o3薄膜。

對比例2

將對比例1制得的fe2o3薄膜自然晾干后，導(dǎo)電面朝上傾斜放置，放入mos2的前軀體溶液中，水熱反應(yīng)后，待其自然冷卻至室溫，經(jīng)蒸餾水洗滌，得到fe2o3-mos2薄膜；

本實施例中的水熱反應(yīng)的溫度為220℃，反應(yīng)時間為2小時；

mos2的前軀體溶液的配置方法與實施例1相同。

圖1為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在可見光照射下的線性掃描伏安曲線；圖2為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在紫外可見光照射下的線性掃描伏安曲線。

由圖1和2可知，在兩種光照條件下，mos2和bioi的構(gòu)筑均會顯著提高fe2o3催化薄膜的光電流，當(dāng)電壓為0.35vvs.ag/agcl，fe2o3-mos2-bioi比fe2o3-mos2光電流高2倍，比fe2o3光電流高13倍。由此可知，雙重催化層(mos2和bioi)的構(gòu)筑極大地提高了fe2o3催化薄膜的光電催化性能，與此同時，在一定程度上抑制了空穴和電子對的復(fù)合過程。

圖3為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中在黑暗條件下的電化學(xué)阻抗圖譜(eis圖譜)；圖4為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi，fe2o3-mos2以及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中在可見光條件下的電化學(xué)阻抗圖譜(eis圖譜)；電化學(xué)工作站設(shè)置的頻率范圍為10⁶hz-0.01hz。

由圖3、圖4可知，無論是在黑暗還是在可見光照條件下，fe2o3-mos2-bioi薄膜的阻抗環(huán)半徑都明顯小于fe2o3-mos2和fe2o3薄膜。在電化學(xué)交流阻抗譜中，阻抗環(huán)半徑越小，說明該材料的電阻越小，光生電荷遷移能力越強。由此可知，fe2o3-mos2-bioi薄膜可以使得光生電子-空穴的更有效分離，提高了光生載流子的轉(zhuǎn)移速率。

圖5為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2以及fe2o3催化薄膜的光電轉(zhuǎn)化效率(ipce)曲線。由圖5可知，fe2o3-mos2-bioi，fe2o3-mos2以及fe2o3催化薄膜的ipce曲線的趨勢大致相同。400nm處，fe2o3-mos2-bioi的ipce值35.7％，fe2o3-mos2的ipce值為12.5％，fe2o3的ipce值為23.2％。在400-560nm的波長范圍之間，fe2o3-mos2-bioi的光響應(yīng)值均高于其他兩種材料。這說明雙重催化層(mos2-bioi)的構(gòu)筑使得復(fù)合催化劑有更高的光轉(zhuǎn)化效率。

圖6為實施例1和對比例1～2中制得的fe2o3-mos2-bioi、fe2o3-mos2及fe2o3薄膜在0.1mnaoh溶液中的瞬時光電流-時間(lnd-t)曲線圖。在瞬時光電流-時間曲線圖中，對于某個特定的lnd值，若所測催化材料對應(yīng)的t值越大，則該電極中光生載流子復(fù)合速率越低。在所測外加偏壓下，比較三種催化薄膜的曲線，對于任意lnd值，fe2o3-mos2-bioi薄膜對應(yīng)的t值始終最大，光生載流子復(fù)合速率低。當(dāng)lnd＝-1,fe2o3-mos2-bioi所對應(yīng)的t值為2.8s，fe2o3-mos2所對應(yīng)的t值為2.3s，fe2o3所對應(yīng)的t值為1.2s，t值越大光生載流子的復(fù)合速率越低。

實施例2

本實施例中待處理廢水為苯酚廢水，其中苯酚的初始濃度為10mg/l。

本實施例的基于實施例1中制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的廢水處理方法，處理過程如下：

待處理廢水的ph值約為6，進行光電催化降解。光電催化處理時采用的光催化陽極包括導(dǎo)電基底和包覆于導(dǎo)電基底表面的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜(由實施例1制得)，陰極為鈦片。

本實施例中光電催化處理時，在光催化電極對施加工作電壓前，還對待處理廢水進行暗吸附處理，暗吸附處理時間為30min。

光電催化處理時施加在光催化陽極和陰極之間的工作電壓為2.5v，在可見光照射的條件下進行。反應(yīng)時間為6h。

為保證待處理廢水在反應(yīng)過程中濃度均勻，在光電催化處理過程中，對待處理廢水進行磁力攪拌。

在本實施例的條件下，實施例1制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的苯酚去除率為96.2％；對比例1制備的fe2o3薄膜的苯酚去除率為60.3％，對比例2制備的fe2o3-mos2薄膜的苯酚去除率為88.6％。這說明改性后的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜在可見光下光電催化活性有明顯提高。

實施例3

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(1)中fe²⁺的前驅(qū)體溶液中fe²⁺的來源為硫酸亞鐵，fe²⁺的摩爾濃度為0.1m。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了12倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為95.1％。

實施例4

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(1)中，電沉積的溫度為90℃，電沉積的電壓為2v，電沉積的時間為2min；煅燒處理的溫度為600℃，煅燒時間為1h。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了10倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為93.9％。

實施例5

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(1)中，電沉積的溫度為50℃，電沉積的電壓為1.02v，電沉積的時間為10min；煅燒處理的溫度為450℃，煅燒時間為5h。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了9倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為92.5％。

實施例6

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(2)中，水熱反應(yīng)的溫度為150℃，反應(yīng)時間為5h。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了11倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為93.1％。

實施例7

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(2)中，水熱反應(yīng)的溫度為280℃，反應(yīng)時間為1.5h。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了8倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為91.8％。

實施例8

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(3)中，電沉積的電壓為-2.5v，電沉積的時間為3min。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了11倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為94.3％。

實施例9

重復(fù)實施例1和2的操作步驟，不同之處在于制備fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的過程中，步驟(3)中，電沉積的電壓為-1.5v，電沉積的時間為2min。

在本實施例的條件下制備的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜光電化學(xué)性能劣于按實施例1條件制得的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜，相較于對比例1制備的fe2o3薄膜，本實施例的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜的光電流(即電流密度)相應(yīng)提高了12倍；在可見光條件下對苯酚的降解率為94.9％。

由以上實施例可見，雙重催化層(mos2-bioi)的構(gòu)筑使得復(fù)合催化劑有更高的光轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明制備得到的fe2o3-mos2-bioi可見光響應(yīng)型光催化薄膜具有優(yōu)異的可見光催化活性、穩(wěn)定性、更好的光生電子-空穴分離效率和光轉(zhuǎn)化效率。

以上所述的具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進行了詳細說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。