TbFexMn1-xO3納米顆粒的制備及性能研究.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物因其豐富的物理化學(xué)性質(zhì),如多鐵性、磁阻效應(yīng)和催化性能等,成為功能氧化物納米材料的研究熱點(diǎn)。TbMnO3是一種鈣鈦礦型多鐵性材料,其獨(dú)特的磁結(jié)構(gòu)和電極化特性導(dǎo)致了強(qiáng)的磁電效應(yīng)。另外,鈣鈦礦型TbFeO3因其具有優(yōu)異的催化性能也引起了人們的極大關(guān)注。因此本文系統(tǒng)研究了TbMnO3,TbFeO3和TbFexMn1-xO3納米顆粒的制備和物性。具體內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)采用改進(jìn)的聚丙烯酰胺凝膠法制備了TbMnO3

2、納米顆粒。實(shí)驗(yàn)表明,分別以檸檬酸和EDTA作為絡(luò)合劑,在800℃煅燒溫度下均可制備出高純TbMnO3納米顆粒。SEM觀察顯示,以檸檬酸為絡(luò)合劑制得的樣品,顆粒形貌規(guī)整、呈球形,顆粒尺寸分布較窄,平均粒徑為～67nm;而以EDTA為絡(luò)合劑制得的樣品,顆粒形態(tài)主要以長(zhǎng)球形和近球形為主,兼有少量的桿狀,平均顆粒尺寸為～115nm。此外,實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),在前驅(qū)體溶液中加入適量的雙丙烯酰胺,可以使產(chǎn)物顆粒的尺寸適度減小,形貌變得更為規(guī)整。磁滯回線測(cè)量

3、結(jié)果表明,TbMnO3納米顆粒在室溫下表現(xiàn)為順磁性。
　　 (2)采用聚丙烯酰胺凝膠法制備了TbFeO3納米顆粒。XRD分析結(jié)果表明:以酒石酸、檸檬酸和EDTA為絡(luò)合劑,在650℃燒結(jié)溫度下可制備出單相TbFeO3納米顆粒;而采用乙酸和草酸為絡(luò)合劑難以制得純相樣品。SEM觀察顯示:以酒石酸為絡(luò)合劑制備的顆粒細(xì)小均勻、形貌規(guī)整、呈球狀,平均顆粒尺寸約為50nm;以檸檬酸為絡(luò)合劑制備的顆粒,其形態(tài)主要以近球形為主,平均顆粒尺寸約為1

4、00nm;以EDTA為絡(luò)合劑制備的顆粒,主要呈橢球狀,顆粒間存在不同程度的粘連現(xiàn)象,平均顆粒尺寸約為110nm。紫外-可見(jiàn)漫反射吸收光譜研究表明,TbFeO3納米顆粒的截止吸收波長(zhǎng)約為590nm。在紫外光和可見(jiàn)光輻照下顆粒均表現(xiàn)出良好的光催化活性,其中,以酒石酸為絡(luò)合劑制備的樣品光催化效果最好。
　　 (3)利用聚丙烯酰胺凝膠法制備了TbFexMn1-xO3納米顆粒。XRD和FTIR研究表明:制備的樣品均為鈣鈦礦結(jié)構(gòu),空間群為P