/铁酸锌复合结构有利于促进界面的光生电子-空穴分离,提高了氧化铁的光催化分解水性能,增强了其光电转化效率。
[0059]实施例2
[0060](I)氧化铁薄膜的制备
[0061]①FTO导电玻璃依次经过丙酮、乙醇以及去离子水超声清洗20分钟,再使用去离子水冲洗干净,置干燥箱烘干;
[0062]②在掠角反应沉积系统中,真空腔体真空度优于1.0X 10_7mbar,调整基底倾斜角度60度角,通入高纯氧气入真空腔体,维持真空度在1.0X 10_6mbar ;
[0063]③开启高温电子束蒸发源,蒸发铁金属到FTO导电玻璃衬底上进行沉积反应,生成多孔结构的氧化铁薄膜,控制氧化铁的生长速率在约2.0nm/分钟;
[0064]④反应大约130分钟,生成约260nm厚度的氧化铁薄膜。
[0065](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆(同实施例1)
[0066](3)高温处理制备氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜(同实施例1)
[0067]实验结果表明,沉积的氧化铁薄膜厚度为260nm,铁酸锌的厚度为10nm。光电流测试结果表明,单纯的氧化铁薄膜光电流密度为0.18mA/cm2,氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜光电流密度为0.68mA/cm2,铁酸锌与氧化铁形成的异质结结构有助于促进二者界面处的光生电子-空穴分离,进而提高氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜的光电催化性能。
[0068]实施例3
[0069](I)氧化铁薄膜的制备
[0070]①FTO导电玻璃依次经过丙酮、乙醇以及去离子水超声清洗20分钟,再使用去离子水冲洗干净,置干燥箱烘干;
[0071]②在掠角反应沉积系统中,真空腔体真空度优于1.0X 10_7mbar,调整基底倾斜角度60度角,通入高纯氧气入真空腔体,维持真空度在1.0X 10_6mbar ;
[0072]③开启高温电子束蒸发源,蒸发铁金属到FTO导电玻璃衬底上进行沉积反应,生成多孔结构的氧化铁薄膜,控制氧化铁的生长速率在约2.0nm/分钟;
[0073]④反应大约150分钟,生成约300nm厚度的氧化铁薄膜。
[0074](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆(同实施例1)
[0075](3)高温处理制备氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜(同实施例1)
[0076]实验结果表明,沉积的氧化铁薄膜厚度为300nm,铁酸锌的厚度为10nm。光电流测试结果表明,单纯的氧化铁薄膜光电流密度为0.17mA/cm2,氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜光电流密度为0.65mA/cm2,铁酸锌与氧化铁形成的异质结结构有助于促进二者界面处的光生电子-空穴分离,进而提高氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜的光电催化性能。
[0077]实施例4
[0078](I)氧化铁薄膜的制备
[0079]①FTO导电玻璃依次经过丙酮、乙醇以及去离子水超声清洗20分钟,再使用去离子水冲洗干净,置干燥箱烘干;
[0080]②在掠角反应沉积系统中,真空腔体真空度优于1.0X 10_7mbar,调整基底倾斜角度60度角,通入高纯氧气入真空腔体,维持真空度在1.0X 10_6mbar ;
[0081]③开启高温电子束蒸发源,蒸发铁金属到FTO导电玻璃衬底上进行沉积反应,生成多孔结构的氧化铁薄膜,控制氧化铁的生长速率在约2.0nm/分钟;
[0082]④反应大约80分钟,生成约160nm厚度的氧化铁薄膜。
[0083](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆(同实施例1)
[0084](3)高温处理制备氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜(同实施例1)
[0085]实验结果表明,沉积的氧化铁薄膜厚度为160nm,铁酸锌的厚度为10nm。光电流测试结果表明,单纯的氧化铁薄膜光电流密度为0.15mA/cm2,氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜光电流密度为0.59mA/cm2,铁酸锌与氧化铁形成的异质结结构有助于促进二者界面处的光生电子-空穴分离,进而提高氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜的光电催化性能。
[0086]实施例5
[0087](I)氧化铁薄膜的制备
[0088]①FTO导电玻璃依次经过丙酮、乙醇以及去离子水超声清洗20分钟,再使用去离子水冲洗干净,置干燥箱烘干;
[0089]②在掠角反应沉积系统中,真空腔体真空度优于1.0X 10_7mbar,调整基底倾斜角度60度角,通入高纯氧气入真空腔体,维持真空度在1.0X 10_6mbar ;
[0090]③开启高温电子束蒸发源,蒸发铁金属到FTO导电玻璃衬底上进行沉积反应,生成多孔结构的氧化铁薄膜,控制氧化铁的生长速率在约2.0nm/分钟;
[0091]④反应大约50分钟,生成约10nm厚度的氧化铁薄膜。
[0092](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆(同实施例1)
[0093](3)高温处理制备氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜
[0094]实验结果表明,沉积的氧化铁薄膜厚度为lOOnm,铁酸锌的厚度为10nm。光电流测试结果表明,单纯的氧化铁薄膜光电流密度为0.13mA/cm2,氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜光电流密度为0.45mA/cm2,铁酸锌与氧化铁形成的异质结结构有助于促进二者界面处的光生电子-空穴分离,进而提高氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜的光电催化性能。
[0095]实施例6
[0096](I)氧化铁薄膜的制备(同实施例1)
[0097](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆
[0098]①开启原子层沉积设备,打开加热带开关,沉积温度设定为200°C ;
[0099]②将步骤(I)中制备的氧化铁薄膜放置到原子层沉积的腔体中,等待大约20分钟,使样品的温度达到设置的沉积温度;
[0100]③设置沉积程序,其中二乙基锌的通入时间为0.05秒,相应的载气吹扫时间为10秒;水通入的时间为0.06秒,相应的载气吹扫时间为10秒。设置沉积的周期数为15.
[0101]④开启控制程序进行反应,反应结束后,将样品从腔体中拿出,自然冷却,得到氧化铁/氧化锌(Fe203/Zn0)双层结构的薄膜。
[0102](3)高温处理制备氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜(同实施例1)
[0103]实验结果表明,沉积的氧化铁薄膜厚度为200nm,铁酸锌的厚度为5nm。光电流测试结果表明,单纯的氧化铁薄膜光电流密度为0.2mA/cm2,氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜光电流密度为0.70mA/cm2,铁酸锌与氧化铁形成的异质结结构有助于促进二者界面处的光生电子-空穴分离,进而提高氧化铁/铁酸锌(Fe203/ZnFe204)复合结构薄膜的光电催化性能。
[0104]实施例7
[0105](I)氧化铁薄膜的制备(同实施例1)
[0106](2)氧化锌在氧化铁薄膜上的共形包覆
[0107]①开启原子层沉积设备,打开加热带开关,沉积温度设定为200°C ;
[0108]②将步骤(I)中制备的氧化铁薄膜放置到原子层沉积的腔体中,等待大约20分钟,使样品的温度达到设置的沉积温度;
[0109]③设置沉积程序,其中二乙基锌的通入时间为0.05秒,相应的载气吹扫时间为10秒;