Недавно лаборатория подготовки и обработки лазерной среды в жидкой фазе Института физики твердого тела, Институт материаловедения им. Хэфэй, Китайская академия наук, контролировала рост легированных Mn-нанокристаллов α-Fe2O3 и их селективную адсорбцию на ионы тяжелых металлов В исследовании был достигнут новый прогресс. Соответствующая работа была опубликована в «Химии материалов».
Атомномасштабное регулирование морфологии и структуры поверхности нанокристаллов имеет решающее значение для изучения его дендритно-зависимых физико-химических свойств. В общем, морфология нанокристаллов определяется наличием открытых кристаллических плоскостей с конкретными атомными механизмами, а разные кристаллические плоскости проявляют разные Из электронной структуры, которая, в свою очередь, придает различные физико-химические свойства различным морфологиям нанокристаллов.
α-Fe2O3 представляет собой природно богатый и термодинамически стабильный полупроводник, который показал многообещающие применения в фотоэлектрохимическом расщеплении воды, литий-ионных батареях, газочувствительных и биотехнологиях и т. д. В настоящее время исследование α-Fe2O3 в основном сосредоточено В морфологии и модификации поверхности нанокристалла α-Fe2O3, чтобы оптимизировать производительность за счет регулирования поверхности экспозиции. Сольвотермический метод заключается в достижении контролируемого получения разного кристаллического планарного α-Fe2O3 нанокристаллического метода, в основном в Добавление поверхностно-активных веществ или органических молекул термодинамически регулирует связанную свободную энергию разных кристаллических плоскостей, а затем контролирует скорость роста плоскости кристалла для достижения регулирования открытой поверхности кристалла оксида железа. Кроме того, когда элементарные примеси легируются в α -Fe2O3, геометрия и электронная структура нанокристалла будут соответственно изменяться, а кристаллографическая плоскость и морфология могут контролироваться. Однако в этом аспекте было зарегистрировано несколько исследований.
По этой причине высокоактивные коллоиды MnOx, полученные методом жидкофазной лазерной абляции, в лаборатории подготовки и обработки жидкой фазы лазерной среды твердого вещества в качестве источника легирования, легирования Mn с контролируемой кристаллической плоскостью и предпочтительного роста ориентации были получены путем регулирования коллоидной концентрации Нанокристаллы Hetero-α-Fe2O3 включают изотропные полиэдральные наночастицы, {116} плоскозернистые тарелки с надпочечниками и {001} плоскоугольные наносекунды (рис. 1 AF) Рост нанокристалла α-Fe2O3 в направлении «001» замедляется, а поверхность кристалла {001} непрерывно возрастает с увеличением концентрации легирования ионов. Кроме того, ионы Mn равномерно распределены в состоянии +2, +3 или +4 Результаты показывают, что концентрация легирующих ионов Mn и валентных состояний играет ключевую роль в регулировании кристаллической структуры нанокристаллов α-Fe2O3.
В то же время легированные нанокристаллы α-Fe2O3 с различными открытыми кристаллическими плоскостями демонстрируют селективную адсорбционную способность поверхности на Pb, Cd и Hg, а селективные гексагональные нанокристаллы, в которых доминируют кристаллографические плоскости {001} Пленки демонстрируют сильную селективную адсорбцию на ионах Pb, в то время как на тарелках, подобных тарелке {116}, с преобладанием на блюдце, наблюдается сильная селективная адсорбция на ионах Cd и Hg. Теоретические расчеты DFT (рис. 1 JM) дополнительно показывают, что α Нанокристаллы Fe2O3 обладают адсорбирующими свойствами, зависящими от поверхности кристалла, среди которых ионы Pb, ионы Cd и ионы Hg показывают наивысшие энергии адсорбции на плоскостях {001}, {116} и {110} соответственно, 012} и {104} - слабо адсорбированные энергетические плоскости ионов Pb, Cd и Hg, демонстрирующие очень слабую адсорбционную способность для трех ионов тяжелых металлов, согласующихся с экспериментальными результатами. Селективные адсорбционные свойства.
В этой работе нанокристаллы α-Fe2O3 с различными открытыми кристаллическими плоскостями были получены легирующими источниками, полученными с помощью жидкофазной лазерной абляции, которая предоставила новую стратегию для проектирования и синтеза других нанокристаллов с различными экспонированными плоскостями активного кристалла. Связанные с ним физические и химические свойства зависят от поддержки технических материалов.
Научно-исследовательская работа поддерживается Государственной программой фундаментальных исследований и разработок (программа 973) Министерства науки и технологий, Национального фонда естественных наук Китая и Проекта инновационной команды Китайской академии наук.
