不同形貌α-Fe2O3纳米结构的可控合成及其磁学、光催化和传感特性

论文摘要

在一定浓度Cl-，SO42-或F的存在下，利用Fe3+溶液的水热反应分别得到α-Fe2O3纳米立方体，α-FeOOH纳米棒组装的微球，α-Fe2O3六边形纳米环、十四面体和六棱台状纳米结构，将得到的α-FeOOH纳米棒组装的微球经热处理后转化为多孔的α-Fe2O3纳米棒组装空心微球。研究了无机阴离子在α-Fe2O3纳米结构形成过程中的作用，提出了可能的生长机理。在此基础上，研究了所制备的不同形貌α-Fe2O3纳米结构的磁学、气敏和光催化特性。（1）在0．15 mol／L Cl-和0．05 mol／L SO42-的存在下，通过Fe3+溶液140℃水热反应12 h分别得到α-Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球，将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2 h后转化为多孔的α-Fe2O3纳米棒组装空心微球。所制备的α-Fe2O3纳米立方体的边长为500 nm。直径为2-4．5μm的空心微球是由直径约150 nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成。研究了Cl-和SO42-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用，提出了可能的生长机理。（2）研究了α-Fe2O3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的磁学性质，其矫顽力分别为2858．3Oe和218．87 Oe，观察到形貌依赖的磁学特性。利用α-Fe2O3纳米棒组装空心微球制备成了气体传感器，应用于乙醇、丙酮的测定，当乙醇、丙酮的浓度为19ppm时其灵敏度分别为2．6和1．9。另外，发现α-Fe2O3纳米棒组装空心微球对H2O2氧化降解甲基橙表现出良好的催化特性。（3）利用FeCl3和NaF的水热反应合成α-Fe2O3六边形纳米环、十四面体和六棱台状纳米结构，通过NaF与FeCl3的摩尔比的改变实现了α-Fe2O3六边形纳米环、十四面体和六棱台的可控合成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 三氧化二铁纳米材料的研究进展
• 2O₃纳米结构的制备'>1.2.1 不同形貌α-Fe₂O₃纳米结构的制备
• 2O₃纳米结构的性质研究'>1.2.2 具有一定形貌α-Fe₂O₃纳米结构的性质研究
• 1.3 本课题的提出及其意义
• 1.4 本论文的研究路线的设计及其研究内容
• 1.4.1 本论文的研究路线
• 1.4.2 本论文的研究内容
• 2O₃纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其性能研究'>第2章 α-Fe₂O₃纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2O₃纳米方块结构与纳米棒组装空心微球的制备'>2.2.2 α-Fe₂O₃纳米方块结构与纳米棒组装空心微球的制备
• 2.2.3 产品的结构表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 反应温度对产物的影响
• 2.3.2 pH对产物形貌的影响
• 2O₃纳米立方体结构的表征'>2.3.3 α-Fe₂O₃纳米立方体结构的表征
• 2O₃纳米立方体的生长机理'>2.3.4 α-Fe₂O₃纳米立方体的生长机理
• 2SO₄浓度对产物的影响'>2.3.5 Na₂SO₄浓度对产物的影响
• 2O₃纳米棒自组装空心微球的表征'>2.3.6 α-Fe₂O₃纳米棒自组装空心微球的表征
• 2O₃微球的生长机理'>2.3.7 α-Fe₂O₃微球的生长机理
• 2.4 性质研究
• 2.4.1 磁性分析
• 2.4.2 气敏特性
• 2.4.3 光催化性能
• 2.5 结论
• 2O₃六边形纳米环、十四面体和六棱台状纳米结构的可控合成'>第3章 α-Fe₂O₃六边形纳米环、十四面体和六棱台状纳米结构的可控合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 2O₃纳米棒自组装空心微球的制备'>3.2.2 α-Fe₂O₃纳米棒自组装空心微球的制备
• 3.2.3 产品的结构表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 NaF浓度对产物形貌的影响
• 2O₃六边形纳米环的生长机理'>3.3.3 α-Fe₂O₃六边形纳米环的生长机理
• 3.4 结论
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果