鐵(氫)氧化物納米結(jié)構(gòu)的合成及物性分析.pdf

1、鐵（氫）氧化物在地球上含量豐富，環(huán)境友好。近年來(lái)研究表明，鐵（氫）氧化物納米材料在顏料、催化、氣體傳感器、磁性記錄材料、電極材料、和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和潛在的利用價(jià)值。而納米結(jié)構(gòu)的形貌、尺寸和維度等特征最終會(huì)影響其性質(zhì)及應(yīng)用價(jià)值。因此通過(guò)不同的反應(yīng)條件制備不同形貌和結(jié)構(gòu)的納米材料具有十分重要的意義。本文采用水熱法，在不同的反應(yīng)條件下制備了多種形貌和結(jié)構(gòu)不同的鐵（氫）氧化物納米材料，對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)、晶相、及磁性、電催化、吸附等性

2、質(zhì)進(jìn)行了分析，并探討了產(chǎn)物的形成機(jī)理。主要內(nèi)容如下:
　　 1.a-Fe2O3納米微粒的制備及物性分析
　　 (1)a-Fe2O3納米粒子的制備與物性分析
　　 以FeCl3、HAc和NH3·H2O為原料，采用水熱法制備了a-Fe2O3納米粒子，并通過(guò)XRD、SEM、TEM、SAED、UV-vis和Raman技術(shù)對(duì)其微觀形貌、晶相、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了分析。光學(xué)吸收實(shí)驗(yàn)顯示，a-Fe2O3納米粒子的直接躍遷能帶寬為1

3、.96eV和間接躍遷能帶寬為1.89eV，與赤鐵礦的能帶寬為1.9-2.3eV相吻合。對(duì)模擬污水中的Cr(VⅥ)吸附率達(dá)到60.4％。電催化實(shí)驗(yàn)表明，在-1.0V到0V范圍內(nèi)能電催化H2O2。磁性測(cè)試表明，a-Fe2O3納米粒子顯微弱的鐵磁性。
　　 (2)a-Fe2O3平行六面體納米粒子的制備與表征
　　 采用水熱法，在較低的溫度條件下，以FeCl3、NaAc為原料，在不加任何表面活性劑或模板劑的條件下制得了形狀規(guī)則的

4、a-Fe2O3平行六面體納米粒子，并通過(guò)XRD、SEM、TEM和Raman技術(shù)考察了其結(jié)構(gòu)、形貌、晶相等。a-Fe2O3平行六面體納米粒子的主要表面是(012)、(104)和(112)面。
　　 2.分等級(jí)結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)的制備
　　 (1)分等級(jí)樹(shù)枝狀a-Fe2O3納米結(jié)構(gòu)的制備與生長(zhǎng)過(guò)程研究
　　 以K4[Fe(CN)6]、PEG400和H2O2為原料，通過(guò)水熱法制備了樹(shù)枝狀a-Fe2O3，并采用XRD、SEM

5、、TEM、SAED、和Raman技術(shù)對(duì)其微觀形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)a-Fe2O3樹(shù)枝的主干生長(zhǎng)方向?yàn)閇1010]，分枝的生長(zhǎng)方向?yàn)閇1100]和[0110]，進(jìn)一步對(duì)樹(shù)枝狀a-Fe2O3的生長(zhǎng)過(guò)程和形成機(jī)理進(jìn)行了討論。
　　 (2)Fe3O4納米顆粒團(tuán)聚體和空心球結(jié)構(gòu)的制備與物性分析
　　 在溶劑熱法條件下，以不同的表面活性劑作軟模板劑制得了Fe3O4納米顆粒團(tuán)聚體和空心球納米結(jié)構(gòu)，通過(guò)XRD、SEM和TEM對(duì)它

6、們的形貌、結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理作了分析。Fe3O4空心球是由納米片取向連接組裝而成的，對(duì)形成Fe3O4納米顆粒團(tuán)聚體和空心球納米結(jié)構(gòu)的原因進(jìn)行了分析。磁性性能測(cè)試顯示它們的磁性性質(zhì)不同，并對(duì)導(dǎo)致它們不同磁性的因素作了分析。
　　 (3)a-FeOOH微球的制備與物性分析
　　 采用無(wú)模板法，以K3[Fe(CN)6]·3H2O和NaOH為原料，在較低溫度和短時(shí)間條件下合成了由約為20納米厚的納米片組成的形貌規(guī)則的a-FeOOH微