论文部分内容阅读
本文采用氢化、空气热处理和水热法制备出氢化纳米颗粒、海胆结构和暴露{012}、{102}和{112}活性晶面的立方体α-Fe203及暴露清洁{020}高能晶面的六角星状InOOH,采用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(FETEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和多功能成像光电子能谱仪(XPS)对所得产物的形貌、晶相及表面的结构等进行表征。研究了氢化前后纳米颗粒、海胆结构和立方体α-Fe203的气体传感性能以及空气热处理前后六角星状InOOH的光催化活性,探讨它们表面结构与气体传感及催化间的关系,提出气体传感及催化的增强机理。具体研究结果如下:(1)将纳米颗粒和海胆结构α-Fe2O3分别在氢气气氛下热处理得到氢化α-Fe203样品,分别测试氢化前后它们对乙醇、甲醛、丙酮和正丁胺的响应,发现氢化αα-Fe2O3具有增强的气体传感性能,且随氢化时间延长而进一步提高。研究氢化与其表面结构及气体传感性能间的关系,提出具有悬挂键不饱和Fe原子为传感反应活性位的概念,揭示分子水平上的传感增强机制。(2)通过140 ℃水热法及后续AgN03及NH3· H2O溶液浸泡处理得到暴露清洁{012}、{102}和{112}活性晶面的立方体α-Fe203,并分别对其进行氢化和Ag选择性负载处理,测试氢化前后立方体α-Fe2O3以及Ag-α-Fe2O3对乙醇、丙酮和正丁胺的响应,发现氢化和Ag的选择性负载均能提高暴露{012}、{102}和{112}活性晶面立方体α-Fe203的气体传感性能。研究氢化与其表面结构及气体传感性能间的关系,提出Fe-α-Fe2O3(012)和(102)面具有三配位的Fe原子是传感反应的活性位,揭示立方体α-Fe203气体传感性能的增强机制。(3)通过220 ℃水热法得到暴露高能{020}晶面的六角星状InOOH,并对其进行空气热处理得到暴露清洁{020}高能晶面的六角星状InOOH,分别测试空气热处理前后InOOH的光催化活性,发现热处理后的InOOH对RhB和MO具有增强的催化降解能力,研究热处理温度与其表面结构及光催化性能间的关系,提出InOOH极性{020}晶面间的电荷分离模型,揭示空气热处理增强InOOH的光催化机制。