Recientemente, Hefei Instituto de la Academia de Física de Estado Sólido de Ciencias líquidos material se preparó en el láser procesamiento de laboratorio Medio Ambiente, crecimiento controlado en Mn-dopado nanocristales α-Fe2O3 en el plano de cristal y la dependencia plano cristalino adsorción selectiva de iones de metales pesados Se han realizado nuevos avances en el estudio. Se publicó un trabajo relevante en Chemistry of Materials.
Reglamento nanocristal topografía escala atómica y estructura superficial esencial para estudiar el plano cristalino propiedades fisicoquímicas dependientes. Generalmente, la morfología de los nanocristales se determina mediante la exposición de un plano cristalino que tiene una disposición atómica en particular, y diferentes caras del cristal pueden exhibir diferente De la estructura electrónica, que a su vez confiere diferentes propiedades fisicoquímicas en diversas morfologías de nanocristales.
α-Fe2O3, una abundante aspecto natural y termodinámicamente estable semiconductor fotoelectroquímico descomposición del agua, las baterías de iones de litio, sensor de gas y la biotecnología han demostrado buena perspectiva. Actualmente, el foco principal de la investigación de α-Fe2O3 en la morfología de la superficie de control y estructuralmente modificado nanocristales α-Fe2O3, con el fin de optimizar el rendimiento alcanzado mediante la regulación de la superficie expuesta. método solvotermal es lograr un comunes nanocristales α-Fe2O3 preparados en diferente plano cristalino que tiene una controlable, principalmente por la adición de un tensioactivo o moléculas orgánicas, la regulación de los diferentes planos del cristal de la energía libre termodinámica relevante, y de este modo controlar la tasa de crecimiento del plano de cristal del plano de cristal para conseguir la regulación de la exposición de hierro. Además, cuando los elementos de impurezas dopadas en el α -Fe2O3 red cristalina nanocristalina, la geometría y la estructura electrónica del nanocristal cambiará en consecuencia, y el plano de cristal y la morfología se pueden controlar. Sin embargo, pocos estudios se han reportado en este aspecto.
Para este propósito, la fase sólida preparada en un ambiente de láser, para preparar laboratorios de procesamiento de sistema de ablación láser líquido altamente activo MnOx coloide como una fuente de dopaje, con una orientación Mn obtenido plano cristalino prefiere controlable y dopado mediante el ajuste de la concentración del coloide heteroarilo α-Fe2O3 nanocristales: nanopartículas poliédricos que comprenden isotrópica, {116} plano de los nanoláminas principales en forma de platillo y {001} plano de la nanosheet líder hexagonal (Fig. 1 AF) encontraron que con Mn concentración de dopado de iones se incrementa, nanocristales α-Fe2O3 cultivan cristal a la '001' se vuelve lenta, y el {001} de cristal expuesto quede creciente Además, los iones Mn en un uniforme 2, 3 o 4 de valencia plano cristalino diferente dopaje conduce celosía α-Fe2O3 (Fig. 1 GI). los resultados mostró que la concentración de iones dopados-Mn y estado de valencia juega un papel clave en la regulación del plano de cristal nanocristales α-Fe2O3.
Al mismo tiempo, estas superficies tienen diferentes de cristal expuesta dopados nanocristales α-Fe2O3 de Pb, Cd, Hg y tres tipos de iones de metales pesados que exhiben selectiva plano cristalino superficie de adsorción dependiente. En donde {001} plano de la nano líder hexagonal hoja de iones Pb mostró una fuerte adsorción selectiva, y {116} de avión que conduce a la nanoflake platillo iones cd y Hg presentan una adsorción selectiva fuerte. DFT teórico (Fig. 1 JM) y demuestra aún más la α Fe2O3 nanocristales tienen una dependencia plano cristalino de rendimiento de adsorción. en donde, ion Pb, Cd de iones, iones Hg están en {001}, {116} y {110} de cristal sección exhibe la energía de adsorción más alta, y nanopartículas poliédricos { 012} y {104} avión está expuesto iones Pb, débilmente adsorbido iones de Cd y Hg puede ser plano cristalino, que muestra resultados experimentales muy débil capacidad de adsorción de los tres partido iones de metales pesados, la interpretación de los planos cristalinos de la teórica rendimiento de adsorción selectiva.
La ablación con láser tecnología de trabajo utilizando fuente de dopante líquido obtenido por una preparación diferente que tiene α-Fe2O3 nanocristales expuesto plano cristalino, se proporciona una nueva estrategia para el diseño de otros planos del cristal nanocristalino activos que tienen diferente plano cristalino expuesta está también propiedades fisicoquímicas de correlación dependiente proporcionan material de soporte técnico.
El trabajo de investigación está respaldado por el Programa de Investigación Básica y Desarrollo Estatal Clave (Programa 973) del Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Proyecto del Equipo de Innovación de la Academia China de Ciencias.
