铁(氢)氧化物纳米结构的合成及物性分析.pdf

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1、TheSynthesisandPropertiesofIronOxide(Hydroxide)NanostructuresThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofSciencebyLiGu0SupervisedbyProf．Gao-HuiDuZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryonSolidSurfaces,InstituteofPhySicalChemistry,ZhejiangNormalUnivers

2、ity,Jinhua，ChinaMay2012铁(氢)氧化物纳米结构的合成及物性分析摘要铁(氢)氧化物在地球上含量丰富，环境友好。近年来研究表明，铁(氢)氧化物纳米材料在颜料、催化、气体传感器、磁性记录材料、电极材料、和生物医药等领域具有广泛的应用和潜在的利用价值。而纳米结构的形貌、尺寸和维度等特征最终会影响其性质及应用价值。因此通过不同的反应条件制备不同形貌和结构的纳米材料具有十分重要的意义。本文采用水热法，在不同的反应条件下制备了多种形貌和结构不同的铁(氢)氧化物纳米材料，对其形貌、结构、晶相、及磁性、电催化、吸附等性质进行了分析，并探讨了

3、产物的形成机理。主要内容如下：1．a．Fe203纳米微粒的制备及物性分析(1)a．Fe203纳米粒子的制备与物性分析以FeCl3、HAc和NH3·H20为原料，采用水热法制备了a—Fe203纳米粒子，并通过XRD、SEM、TEM、SAED、UV-vis和Raman技术对其微观形貌、晶相、结构及性能进行了分析。光学吸收实验显示，a．Fe203纳米粒子的直接跃迁能带宽为1．96eV和间接跃迁能带宽为1．89eV，与赤铁矿的能带宽为1．9—2．3eV相吻合。对模拟污水中的Cr(VI)吸附率达到60．4％。电催化实验表明，在．1．0V到0V范围内能电催

4、化H202。磁性测试表明，a．Fe203纳米粒子显微弱的铁磁性。(2)a．Fe203平行六面体纳米粒子的制备与表征采用水热法，在较低的温度条件下，以FeCl3、NaAc为原料，在不加任何表面活性剂或模板剂的条件下制得了形状规则的a．Fe203平行六面体纳米粒子，并通过XRD、SEM、TEM和Raman技术考察了其结构、形貌、晶相等。a．Fe203平行六面体纳米粒子的主要表面是(012)、(104)和(112)面。2．分等级结构的纳米结构的制备(1)分等级树枝状a．Fe203纳米结构的制备与生长过程研究以I函[Fe(CN)6】、PEG400和H2

5、02为原料，通过水热法制备了树枝状a—Fe203，并采用XRD、SEM、TEM、SAED、和Raman技术对其微观形貌和结构进行了分析。研究发现a．Fe203树枝的主干生长方向为[1010]，分枝的生长方向为[1100]和[0110]，进一步对树枝状a．Fe203的生长过程和形成机理进行了讨论。(2)Fe304纳米颗粒团聚体和空心球结构的制备与物性分析在溶剂热法条件下，以不同的表面活性剂作软模板剂制得了Fe304纳米颗粒团聚体和空心球纳米结构，通过XRD、SEM和TEM对它们的形貌、结构和形成机理作了分析。Fe304空心球是由纳米片取向连接组装

6、而成的，对形成Fe304纳米颗粒团聚体和空心球纳米结构的原因进行了分析。磁性性能测试显示它们的磁性性质不同，并对导致它们不同磁性的因素作了分析。(3)a．FeOOH微球的制备与物性分析采用无模板法，以K3[Fe(CN)6]·3H20和NaOH为原料，在较低温度和短时间条件下合成了由约为20纳米厚的纳米片组成的形貌规则的a．FeOOH微球，纳米片之间的夹角为300、600、900。通过TEM分析，对它们的生长晶面进行了讨论。磁性性能测试显示，微球的矫顽力为150Oe，为半硬磁材料。摘要：铁(氢)氧化物；纳米结构；合成；物性分析；生长机制IITHE

7、SYNTHESISANDPROPEI

8、terials，electrodematerials，andbiologicalfieldsetc．Themorphology,size，anddim