納米α-Fe-,2-O-,3-和α-FeOOH尺寸效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響.pdf

1、我們用水解法合成了不同粒徑的納米α—Fe<,2>O,,3>(粒徑為10-63nm)，還利用水熱法合成了不同粒徑的納米α-FeOOH(粒徑為12.8-31.6nm)。利用X射線粉末衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、紅外光譜(IR)、熱重-差熱(TG-DTA)、紫外一可見光譜(UV-VIS)和磁性測(cè)試等實(shí)驗(yàn)表征手段，對(duì)合成的納米α-Fe<,2>O<,2>和α-FeOOH進(jìn)行了物理化學(xué)性質(zhì)與尺寸效應(yīng)關(guān)系的研究。

2、在納米α-Fe<,2>O<,3>體系中，隨著粒徑的減小，納米α-Fe<,2>O<,3>表現(xiàn)出晶格膨脹，軸比c/a增加。這一結(jié)論明顯的與早期文獻(xiàn)研究的結(jié)果不同，這些研究認(rèn)為在小粒徑時(shí)，α-Fe<,2>O<,3>具有高的晶格對(duì)稱性。對(duì)納米α-Fe<,2>O<,3>的表面水合作用的研究發(fā)現(xiàn)，表面水合作用與粒徑有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，粒徑越小，其表面水合作用越強(qiáng)。納米α-Fe<,2>O<,3>由于表面水合作用和晶格膨脹的緣故，其晶格振動(dòng)，電子躍遷和磁

3、性行為明顯地發(fā)生變化。在這個(gè)工作中，我們首次報(bào)道了隨著粒徑的減小，540 cm<'-1>垂直模式的振動(dòng)頻率發(fā)生紅移，同時(shí)在可見光范圍內(nèi)，雙激發(fā)躍遷的能量發(fā)生藍(lán)移。粒子的矯頑力也隨著尺寸的減小而明顯減小。在納米α-FeOOH體系中，我們重點(diǎn)研究了尺寸效應(yīng)對(duì)納米α-FeOOH受熱失水過程中的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不同于其他文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)失水過程的劃分，我們發(fā)現(xiàn)納米α—FeOOH的失水過程可劃分為四個(gè)階段。同時(shí)我們?cè)敿?xì)分析了各失水過程與粒徑的依賴關(guān)

4、系，研究發(fā)現(xiàn)在失去物理吸附水時(shí)，隨著粒徑的減小，DTA吸熱峰對(duì)應(yīng)的溫度升高，表明當(dāng)粒徑較小時(shí)，表面吸附物理水與粒子結(jié)合緊密，不易脫去；而失去晶格水時(shí)，情況恰好相反。在納米a—FeOOH體系中，我們也觀察到，和納米a—Fe203體系一樣，其紅外各振動(dòng)峰與粒徑有一定的依賴關(guān)系。對(duì)比納米a—Fe<,2>O<,3>和a—FeOOH的紫外一可見光漫反射圖譜，發(fā)現(xiàn)在400一1100nm范圍內(nèi)納米a—Fe<,2>O<,3>和a—FeOOH都有明顯的三