α-Fe2O3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0．15mol／L Clˉ和0．05mol／L SO4^2-的存在下,通过Fe^3＋溶液140℃水热反应12h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2h后转化为α—Fe2O3纳米棒组装空心微球．利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析．结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm．直径为2～4．5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成．研究了Clˉ和SO4^2-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．在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3 Oe（1 Oe=79．58 A／m）和0．195emu．g^-1（1 emu．g^-1=15．7914×10^-9 A·m^2·kg^-1）,218．87 Oe和0．071 emu．g^-1．     

单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

准立方体纳米α-Fe_2O_3的制备及光催化活性研究

本文利用无表面活性剂条件,以氨水和醋酸锌为形貌调控剂,通过水热法合成了准纳米立方块结构的α-Fe2O3。并利用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜对产物的形貌进行了的表征,对其形成机理进行了初步的解释。同时对其光催化降解活性进行了研究。     

α-Fe_2O_3的制备及α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料的吸附性能

采用不同分子结构的有机含氮化合物作为包裹剂成功制备了具有弱磁性的α-Fe_2O_3纳米颗粒,其形貌可以实现由饼状到不规则长方体及长方体的转变.构成该α-Fe_2O_3纳米颗粒的前驱体α-FeOOH呈现梭形结构,通过一锅法可以在梭形α-FeOOH外面包裹一层介孔二氧化硅,煅烧后制备的α-Fe_2O_3@SiO_2复合纳米材料对水相中的亚甲基蓝有良好的吸附效果,室温下最高去除率达97.3%.针对制备的材料进行了XRD、SEM及磁学性能表征.     

α-Fe_2O_3纳米晶薄膜厚度对光电流的影响

研究了不同α-Fe2 O3纳米晶薄膜厚度及不同光照方向时α-Fe2 O3/ ITO电极在 KCl溶液中的光电化学行为 ,发现当膜的厚度增加时 ,光电流响应减弱 .当膜的厚度较薄 (5 0μm)时 ,正、反两面光照对光电流的响应几乎不会产生影响 ,而当膜较厚 (1 0 0μm)时 ,反面光照的光电流响应更强 .     

NiO纳米片和多孔纳米片自组装的空心微球的无模板水热法制备与磁学性质

报道一种非常简单的制备NiO和Ni(OH)₂空心微球的无模板水热法, 即通过NiCl₂与氨水在140 ℃水热反应12 h, 制备了Ni(OH)₂纳米片自组装的空心微球, 经400 ℃热处理2 h得到了NiO空心微球. 采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜对产物进行表征, 并在室温下测试了它的磁学性能, 结果表明, Ni(OH)₂空心微球的直径约为3～4 μm, 它是由尺寸1.1～1.3 μm左右的六方相结构的Ni(OH)₂纳米片组装而成; NiO空心微球是由立方相纳米片和多孔纳米片组装而成, 它具有弱的铁磁性, 其矫顽力为583 Oe, 剩余磁化强度为0.213 emu/g. 研究了氨在Ni(OH)₂纳米片的形成与组装过程中的作用, 提出了可能的生长机理.     

水热合成法制备纳米α-Fe_2O_3粉体及光催化性能研究

以氯化铁和三乙烯四胺为原料,采用水热合成法制备了纳米α-Fe2O3。对样品进行了XRD、FT-IR、TEM表征分析,并研究了其光催化性能。研究结果表明,随着Fe Cl3与C6H18N4摩尔比的增大,纳米颗粒先增大后减小,当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=1∶1,样品为结晶度较好的50~80 nm的近方形颗粒,且分散性较好。当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=2∶1,样品颗粒最小,光催化性能最好。随着水热反应时间延长,样品颗粒尺寸减小,当水热反应0.5 h时,样品为形貌不规则、界面不清晰、有毛绒状物质附着的60~70 nm的圆形颗粒,有团聚,结晶度较差。当水热反应1 h时,样品为粒径65 nm左右的近方形均匀块状颗粒,且分散性较好,结晶度较高。继续延长水热反应时间,样品形貌变化且颗粒减小,光催化性能逐渐增强。     

Pd掺杂的纳米晶α-Fe_2O_3基CO敏感元件

采用共沉淀法制备了掺杂 Pd和其它元素的纳米晶α-Fe2 O3 粉体 ,并制作了厚膜型 CO敏感元件 .用XRD、TEM和比表面积测定技术对合成的粉体进行了表征 ,考察了掺杂元素的种类和含量及焙烧温度对敏感元件的灵敏度的影响 .结果表明 ,掺杂 5% Sn4 和 1 % Pd2 ,在 4 50℃焙烧的α-Fe2 O3 对 CO的气敏性最佳 .     

水热法制备超细α-Fe_2O_3粉体

以FeCl3·6H2O和氨水为原料,通过水热反应及热处理制得超细球形α-Fe2O3粉体,用IR, XRD和TEM对其结构,物相和形貌进行表征.结果表明,当前驱体FeO2H加热到200 ℃时已经完全分解成α-Fe2O3;FeO2H在300 ℃灼烧3 h可得到粒径约为100 nm和15 nm的两种共存的超细球形α-Fe2O3粉体.     

一种新型纺锤状α-Fe_2O_3纳米晶的合成、表征及其表面性能(英文)

合成了一种新型的具有单晶结构的α-Fe2O3纳米晶(NFO-1).在我们的合成方法中,样品的形貌和结构在低反应浓度体系中运用无机盐和有机模板进行双重调控,同时用溶剂挥发诱导自组装(EISA)来加速反应和在不改变形貌结构的前提下获得高产率样品.所得α-Fe2O3纳米晶的形貌和结构对其表面修饰功能有明显的影响,NFO-1因其特殊的纺锤状形貌而与表面功能试剂(多巴胺)之间的化学作用有明显的增强.并且,本文所描述的合成方法同样适用于其他过渡金属氧化物纳米单晶的合成.我们预期,这种方法可为新型纳米材料的合成提供新的途径.     

水热法合成由纳米棒自组装而成的TiO2微米球

一定条件下, 用水热法以0.15 mol/L的TiCl₃饱和NaCl水溶液在玻璃基板上制备了TiO₂微米球, SEM, TEM和XRD表征结果说明, 生成的TiO₂晶体为金红石型, TiO₂微米球由TiO₂纳米棒大规模自组装而成. 研究了添加剂尿素的含量、反应温度、反应时间和TiCl₃起始浓度对产物的影响, 探索出了制备TiO₂微米球的最优条件, 并讨论了反应机理.     

银纳米微球和银纳米棒自组装膜的制备及SERS研究

采用硼氢化钠还原硝酸银,用振荡器在不同转速下振荡得到单分散的银纳米微球和银纳米棒,再将银纳米微球及银纳米棒自组装于被3-氨丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)修饰的玻璃基片上,制得了具有表面增强拉曼(SERS)活性的基底,分别以罗丹明6G(R6G)和罗丹明B(RB)为探针分子对这两种基底进行SERS活性检测,结果发现这两种基底均为较理想的SERS衬底。     

二氧化钛空心微球的合成及其光电化学性能

采用水热法合成了TiO2空心微球,并通过XRD、SEM、TEM对其结构和形貌进行了分析.将TiO2空心微球作为光阳极制作成染料敏化太阳电池,并进行光电化学性能测试.结果表明,电流-电压曲线测试表明以TiO2空心微球为光阳极的电池光电转换效率远高于以TiO2纳米晶为光阳极的电池;紫外-可见吸收光谱及电化学阻抗谱(EIS)显示TiO2空心微球的光吸收能力增强,电池的电荷转移阻抗更低,表明其空心的球体结构是其光电性能提高的主要原因.     

锂离子电池用α-Fe2O3-Ag复合纳米棒负极材料的制备及储锂性能

采用FeOOH纳米棒为前驱体,通过层层自组装法及随后的热处理过程制备出α-Fe2O3-Ag复合纳米棒.采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电化学性能测试对样品的形貌、结构及电化学性能进行了表征.结果表明,Ag纳米颗粒均匀地分布在α-Fe2O3纳米棒的表面.作为锂离子电池负极材料,α-Fe2O3-Ag复合纳米棒表现出了较好的循环性能和较高的比容量.180个循环后,其比容量高达549.8 mA.h/g.     

钛箔上生长α-Fe2O3纳米氧化膜及其光电性质研究

利用电镀法在钛箔上沉积一层铁镀层,通过热氧化法将铁镀层氧化。利用X射线衍射谱(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、背散射电子像(BEI)和X射线能量散射谱(EDX)对氧化产物的晶体结构、形貌和组成进行了表征,利用表面光电压谱(SPS)和相位谱(PS)研究了氧化产物的表面光电性质,同时测定了氧化产物的I-V特性。结果表明,铁镀层的表面被热氧化后生成了含α-Fe2O3纳米带和纳米片的纳米氧化膜,α-Fe2O3纳米氧化膜在300～600 nm之间出现了一个与带-带跃迁相关的光伏响应,相位谱显示纳米膜呈n型半导体的导电特征。I-V测试表明在AM 1.5G 100 mW.cm-2标准光强作用下,0.23 V(vs.Ag/AgCl)的偏压下能产生的电流密度为0.58 mA.cm-2。     

单分散空心SiO2纳米微球的合成与表征

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解, 得到了单分散空心SiO2纳米微球. 该空心SiO2纳米微球的尺寸和形态可以通过PVP, NH4OH和正硅酸乙酯(TEOS)的用量来调节. PVP用量增加导致PS粒子变小, 从而得到较小的空心SiO2纳米微球; NH4OH用量增加, 空心SiO2纳米微球表面变得粗糙; TEOS用量增加, 空心SiO2纳米微球的壳层厚度增加. 包覆(溶解)温度是控制空心SiO2纳米微球形成的最有效手段. 在70 ℃的包覆(溶解)温度下可以获得全部空心的SiO2纳米微球.     

Fe_3O_4纳米棒和Fe_2O_3纳米线的热氧化制备与表征

以铁单质和草酸溶液为原料,将0.75mol/L的草酸溶液滴在铁片上,于空气中200~600℃范围内加热1h,制备了Fe3O4纳米棒和Fe2O3纳米线,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征,并研究了反应温度对产物形貌的影响.结果表明,在200~500℃下空气中反应1h在铁片上直接生长出矩形截面的多晶的立方相Fe3O4纳米棒,其直径范围约为0.5~0.8μm.当反应温度为600℃,得到的产物为六方相的Fe2O3纳米线.研究表明,C2H2O4对纳米棒的形成起关键作用,并提出了可能生长机理.     

α-MnO_2纳米管自组装微球的可控制备及电化学性能

以KMnO_4、HCl为反应物,H_2SO_4、NH_4Cl为助剂,利用水热法成功合成了α-MnO_2纳米管自组装微球。并采用X射线晶体衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)表征手段对产物进行了形貌和结构表征,发现H~+与Cl-离子浓度对产物的晶型有很大影响:单一增加H+或Cl-离子浓度可以使纳米管管径减小、长度增加;同时增加两种离子浓度则产物从α相转化为β相;NH4+可以起到维持产物晶型(α相)以及管状形貌的作用。电化学性能测试表明,具有独特形态的α-MnO_2纳米管微球作为锂电负极具有高容量(20 m A·g-1电流密度下首周放电比容量达1783.5 m Ah·g-1)与良好的倍率性能,是具有广阔应用前景的锂离子电池材料。     

β-MnO_2和α-Mn_2O_3纳米棒的自牺牲模板法制备、表征和应用

在150℃下,仅以高锰酸钾溶液和无水乙醇为原料,通过水热反应合成前驱体γ-Mn OOH纳米棒.以γ-Mn OOH纳米棒为自牺牲模板,分别在350和600℃下煅烧90 min,制备出高纯度的β-Mn O2和α-Mn2O3纳米棒.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)等对所制备的样品进行表征.结果表明,前驱物γ-Mn OOH为高纯度的纳米棒状晶体,直径约100~300 nm,长度可达数微米,且终产物β-Mn O2和α-Mn2O3均具有较高的纯度,也很好地保持了前驱物的纳米棒状结构.以二者为锰源,通过固相反应合成出尖晶石Li Mn2O4正极材料.当充放电倍率为0.5 C时,其首次放电比容量分别可达到120.4和123.9 m A·h/g,而且表现出良好的循环性能和倍率性能.     

原位生长的α-Fe2O3/ZnO异质纳米棒阵列对乙醇气体的高选择性检测

采用两步溶液法在陶瓷管上原位生长了ZnO纳米棒阵列,然后以ZnO纳米棒为载体,通过水热法在其表面负载α-Fe₂O₃纳米粒子,生成异质α-Fe₂O₃/ZnO复合纳米材料。 α-Fe₂O₃/ZnO纳米棒直径30~80 nm,长1 μm左右,交叉排列形成纳米棒阵列,α-Fe₂O₃纳米粒子粒径约10 nm,均匀分布在ZnO纳米棒表面。 将纯ZnO和α-Fe₂O₃/ZnO纳米棒阵列制成气敏元件,测试并对比了2种气敏元件的气敏性能,揭示其气敏机理。 结果表明:α-Fe₂O₃纳米粒子的复合显著提高了ZnO纳米棒阵列对乙醇气体的灵敏度和选择性,在工作温度370 ℃时,对100 μL/L乙醇气体的响应值为85.4,是同条件下ZnO器件对乙醇响应值(9.4)的9.1倍,响应时间7 s,最低检出限为0.01 μL/L。 相关研究可以应用于痕量乙醇的快速、高灵敏度和高选择性检测。