一维Bi2Fe4O9纳米棒阵列的无模板水热合成
Template-Free Growth of One-Dimensional Bi2Fe4O9 Nanorods Array by Hydrothermal Synthesis
作者单位E-mail
孙华君 武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070  
刘依 武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070  
张勇 武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070  
郭姗姗 武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070  
陈文 武汉理工大学材料科学与工程学院材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070 chenw@whut.edu.cn 
摘要: 以物质的量的比为1:1的Bi(NO33·5H2O和Fe(NO33·9H2O为反应原料,以NaOH为矿化剂,利用水热法在Ti基板上成功制备出一维Bi2Fe4O9纳米棒阵列。对该纳米棒阵列分别进行XRD、FE-SEM、HR-TEM和UV-Vis测试,得到Bi2Fe4O9纳米棒的直径为100 nm,长度为3~4 μm,并表现出良好的光吸收性能,禁带宽度约为1.9 eV,对甲基紫溶液的光降解率达到86%,其活性明显高于市售P25(TiO2)。该纳米棒阵列的生长方式完全遵循奥斯瓦尔德熟化(Ostwald ripening)单晶生长机理。
关键词: 无模板  水热合成  Bi2Fe4O9纳米棒阵列  光降解  生长机理
基金项目: 国家自然科学基金(No.50802066,51072145,51272191,51372181),中央高校自主创新基金(No.2013-Ⅳ-034)资助项目。
Abstract: One-Dimensional Bi2Fe4O9 nanorod arrays on Ti substrates were synthesized with Fe(NO3)3·9H2O and Bi(NO3)3·5H2O (molar ratio 1:1) by the hydrothermal method, using NaOH as the pH value adjuster and mineralizer. The nanorod arrays were characterized with X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), high-resolution TEM (HRTEM), Ultraviolet visible absorption spectroscopy (UV-Vis). The nanorods are 100 nm in diameter and 3~4 μm in length, and show good optical absorption properties with a band gap of 1.90 eV. The photo degradation rate of methyl violet solution over the title nanorods is 86%, which is significantly higher than that over commercial P25 (TiO2). The growth mechanism of the nanorod arrays completely follows the Ostwald ripening single crystal growth mechanism.
Keywords: template-free  Hydrothermal Synthesis  Bi2Fe4O9 nanorods array  photo degradation  Growth mechanism
投稿时间:2013-12-23 修订日期:2014-03-20
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孙华君,刘依,张勇,郭姗姗,陈文.一维Bi2Fe4O9纳米棒阵列的无模板水热合成[J].无机化学学报,2014,30(8):1801-1806.
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