镂空α-氧化铁纳米带制备及其光催化性能研究
2021-06-23王晨鑫陈美丽田蒙奎杨万亮
王晨鑫,陈美丽,田蒙奎,杨万亮
(贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550025)
纳米结构的α-Fe2O3是一种非常重要的金属氧化物材料,在多个领域都有广泛的应用[1],例如:电化学[2]、气敏[3]、光催化等领域[4]。同时,因为纳米结构的α-Fe2O3材料无毒、成本低、制备消耗少、稳定性较好、具有适宜的带隙(~2.1 eV)并且可以响应可见光,吸引了众多光催化领域研究人员的关注[5]。但是,因为α-Fe2O3颗粒容易团聚、无固定规则形貌、结晶度差等缺点限制了其应用,如何通过简单的方法制备出具有特殊形貌结构且具有良好结晶度的纳米α-Fe2O3成为研究的焦点之一。Wang等[6]采用酸性pH条件下水解FeCl3,成功制备了立方体、球形、片状、圆盘状、四面体聚集体、六角形结构和不规则形貌的α-Fe2O3。Ivanova等[7]通过溶胶-分子法将Fe2O3自组装在永久模板纳米纤维素(NCC)上,得到高度多孔结构的α-Fe2O3。Takashima等[8]成功合成了具有立方、六方双金字塔和平板形貌的赤铁矿(α-Fe2O3)纳米颗粒。Sun等[9]通过微波辅助热溶剂法制备了α-Fe2O3纳米片组装的分级中空介孔微球。 除此之外,纳米针[10]、纳米棒[11]、纳米线[12]、类哈密瓜状[13]、纳米片聚集的花状结构[14]等特殊结构的制备也已有报道。虽然已经有许多方法用来制备具有特殊形貌和结构的α-Fe2O3,却有着步骤较繁琐、不宜重复等缺点,限制了其实际应用。目前以较为廉价的三聚氰胺作为模板制备镂空α-Fe2O3纳米带的方法还鲜有报道。
笔者采用煅烧三聚氰胺硝酸铁超分子水凝胶前驱体的方法,制备出镂空纳米带α-Fe2O3。通过SEM、TEM、XRD、XPS、BET等对镂空α-Fe2O3纳米带的物理化学性质和微观结构进行了系统表征。……
