基于不銹鋼基底Fe2O3陣列的制備及性能研究.pdf

1、作為一種重要的半導(dǎo)體材料，納米結(jié)構(gòu)的Fe2O3由于其獨(dú)特的物理與化學(xué)性質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)、氣體傳感、能量的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本文采用水熱化學(xué)氧化法和水熱化學(xué)沉積法分別制備出了Fe2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列和Fe2O3納米棒陣列，并研究了其催化性能和潤濕性能。主要內(nèi)容總結(jié)如下:
　　1、基于基底生長的微納多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列不僅具有大的比表面積和合適的界面，同時(shí)通過縮短反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散路徑增強(qiáng)傳質(zhì)過程，從而提高催化效率。在本文中，我們采

2、用水熱化學(xué)氧化法，并經(jīng)過后續(xù)在N2氛圍中的熱處理，在不銹鋼基底上制備出Fe2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列。作為類Fenton催化劑，F(xiàn)e2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列在有H2O2存在的條件下，對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。這種Fe2O3催化劑擁有特殊的多級(jí)結(jié)構(gòu)，有效的傳輸通道和優(yōu)異的潤濕性能，因此能有效地促進(jìn)H2O2產(chǎn)生大量的羥基自由基和提高亞甲基藍(lán)與羥基自由基之間的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率。此外，將多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列催化劑固定在不銹鋼基底能夠阻止顆

3、粒團(tuán)聚，簡化催化劑的再回收過程，因而在廢水處理中具有很廣闊的應(yīng)用前景。
　　2、研究了Fe2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列薄膜和Fe2O3納米棒陣列薄膜的潤濕性能。結(jié)果表明，F(xiàn)e2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列薄膜比Fe2O3納米棒陣列薄膜表現(xiàn)出更好的潤濕性能。Fe2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列薄膜接觸角變小，表面自由能增加，這是由于極性力分量變化導(dǎo)致。而Fe2O3納米棒陣列薄膜接觸角變大，表面自由能減少，這是由于由色散力分量變化導(dǎo)致。Fe2O3多級(jí)結(jié)構(gòu)陣列薄膜和Fe2