本發(fā)明涉及一種花狀鎢酸鉍-卟啉復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著能源危機(jī)以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，如何開發(fā)高效、環(huán)保、低成本的能源已變的迫不及待。太陽能作為一種理想、高效、可再生的能源已被更多研究者所關(guān)注，他們致力于研究新型光催化劑，而鎢酸鉍作為一種可見光半導(dǎo)體具有無毒、穩(wěn)定、窄的帶隙，良好的光捕獲能力等優(yōu)點(diǎn)，用于光解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧光催化有機(jī)選擇性合成光催化降解有機(jī)污染物等，引起人們的廣泛關(guān)注。但是單純的鎢酸鉍由于自身量子效率低嚴(yán)重限制其光電性能，因此研究其復(fù)合材料作為改善光電性能的有效途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種花狀鎢酸鉍-卟啉復(fù)合材料及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種花狀鎢酸鉍-卟啉復(fù)合材料，所述復(fù)合材料由花狀鎢酸鉍和卟啉組成。

優(yōu)選地，所述卟啉為四羧基苯基卟啉或四羧基苯基卟啉鋅。

上述復(fù)合材料的制備方法，包括：

先將花狀鎢酸鉍沉積在載體上，再將載體浸入卟啉溶液中，浸泡，得到所述的復(fù)合材料。

優(yōu)選地，采用電泳沉積法將花狀鎢酸鉍沉積在載體：將花狀鎢酸鉍、碘和丙酮混勻得到混合液，以導(dǎo)電玻璃為載體，通直流電進(jìn)行電泳沉積，沉積完成后，對(duì)載體進(jìn)行干燥、烘烤。

更優(yōu)選地，花狀鎢酸鉍與碘的質(zhì)量比為3～4:1～2。

更優(yōu)選地，所述混合液中花狀鎢酸鉍的濃度為0.5～0.8g/l。

更優(yōu)選地，直流電電壓為8～12v，每次2～4分鐘，沉積2～3次，烘烤溫度為500℃。

優(yōu)選地，所述卟啉溶液為濃度為0.005mmol/l的四羧基苯基卟啉或四羧基苯基卟啉鋅的乙醇溶液。

上述復(fù)合材料作為光電材料在制備光電器件中的應(yīng)用。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡圖。

圖2為本發(fā)明的bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的傅里葉紅外譜圖。

圖3為本發(fā)明的bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料以及tcpp的

i-tcurve圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

1）花狀鎢酸鉍制備：將0.79g五水合硝酸鉍和0.23g鎢酸鈉加入25ml水中，超聲水浴60℃，攪拌均勻，調(diào)節(jié)ph至2～2.5，在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)28～30小時(shí)，降溫冷卻，用二次水和乙醇分別洗滌，干燥10～12小時(shí)后，得到淡黃色的固體樣品也就是鎢酸鉍，然后將產(chǎn)物在研缽中研磨成粉末后放置待用。

2）采用浸泡自組裝法制備復(fù)合材料：首先，通過電泳沉積的方法將花狀鎢酸鉍沉積負(fù)載到fto導(dǎo)電玻璃上，電泳沉積過程為：將6～8mg花狀鎢酸鉍、2～4mg碘和10～12ml丙酮混均，將fto導(dǎo)電玻璃加入上述混合液中，通直流電8～12v，每次沉積所用的時(shí)間為2～4分鐘，沉積2～3次即可，沉積后，fto導(dǎo)電玻璃先在50～60℃干燥10～12h，完后進(jìn)一步在管式爐中燒，烘燒溫度為500℃。然后將fto導(dǎo)電玻璃放入濃度為0.005mmol/l的四羧基苯基卟啉（tcpp）的乙醇溶液中，在暗處浸泡20～24h即得負(fù)載在fto導(dǎo)電玻璃上的花狀鎢酸鉍-四羧基苯基卟啉(tcpp/bi2wo6)復(fù)合材料。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同在于，將沉積了花狀鎢酸鉍的fto導(dǎo)電玻璃放入濃度為0.005mmol/l的四羧基苯基卟啉鋅（zn-tcpp）的乙醇溶液中，在暗處浸泡20～24h即得負(fù)載在fto導(dǎo)電玻璃上的花狀鎢酸鉍-四羧基苯基卟啉鋅(zn-tcpp/bi2wo6)復(fù)合材料。

圖1為本發(fā)明的花狀bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡圖；其中，圖a為bi2wo6的掃描電子顯微鏡圖，圖b為tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡圖，圖c為zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡圖。由圖1可以看出：a圖中合成的bi2wo6為花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，而b，c圖是復(fù)合材料的電鏡圖，可以看出卟啉成功的復(fù)合在bi2wo6上，同時(shí)復(fù)合后鎢酸鉍的形貌有部分的坍塌，但整體形貌并沒有變化。

圖2為本發(fā)明的花狀bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的傅里葉紅外譜圖；由圖2可以看出：在400-1000cm^-1的范圍內(nèi)有bi-o，w-o和w-o-w的伸縮振動(dòng)吸收峰，從紅外圖可以看出bi2wo6已成功制備得到，這主要證明了鎢酸鉍的存在。而在1000-1500cm^-1之間出現(xiàn)了卟啉的小峰，說明材料是成功復(fù)合的。

圖3為本發(fā)明的bi2wo6，tcpp/bi2wo6，zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料以及tcpp的

i-tcurve圖。在chi900電化學(xué)工作站上做i-tcurve測(cè)試，所用的電解質(zhì)為0.5mol/lna2so4溶液，所用的偏壓為0.3v，光開關(guān)的時(shí)間為10秒，采用三電極體系，所用的工作電極為銀絲，參比電極為銀氯化銀電極，對(duì)電極為鉑電極。由圖3可以看出，tcpp/bi2wo6，

zn-tcpp/bi2wo6復(fù)合材料的光電流分別是鎢酸鉍四倍和六倍，光電流越大也就說明光照后電子空穴復(fù)合的幾率相應(yīng)的越少，從而有效的提高了鎢酸鉍的光電響應(yīng)。本發(fā)明的復(fù)合材料中的卟啉具有敏化作用可以提高光吸收能力，另一方面卟啉是一種p型有機(jī)半導(dǎo)體與鎢酸鉍之間能形成異質(zhì)結(jié)，能夠很好的降低電子空穴復(fù)合幾率，而且這兩種材料在能級(jí)結(jié)構(gòu)上也是匹配的。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種花狀鎢酸鉍?卟啉復(fù)合材料，該復(fù)合材料由花狀鎢酸鉍和卟啉組成。通過先將花狀鎢酸鉍沉積在載體上，再將載體浸入卟啉溶液中，浸泡，得到所述的復(fù)合材料。該復(fù)合材料可以克服鎢酸鉍自身量子效率低的問題，顯著提高鎢酸鉍的光電性能，可作為一種優(yōu)良的光電材料使用。

技術(shù)研發(fā)人員：盧小泉;何靜;姬玲霞;王晶;陳海詠;姚敏;王澤;李林芳;李文奇;陜多亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.25
技術(shù)公布日：2017.09.15