模板法掺铁金红石纳米管制备与形成机理

• 作者: 李国华 王燕飞 胡仙超 胡素娟 莫卫民
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 掺铁 金红石 纳米管 模板法 形成机理
• 年，卷（期）: 2012,（11）
• 所属期刊栏目: 化学工程、能源工程
• 页码范围: 2121-2127
• 页数: 7页
• 分类号: TB321
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2012.11.027

摘要

以TiCl4为钛源,针铁矿(α-FeOOH)为模板,采用牺牲模板法制备掺铁金红石纳米管,应用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描透射面扫描(STEM EDX-Mapping)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对掺铁金红石纳米管的物相、形貌、微结构和化学组成等进行系统地表征.结果表明,在高温条件下制备的掺铁金红石样品颗粒为管状结构,纳米管的物相为纯金红石相,管壁外表面由许多针状体包裹,管的两端封闭,内孔直径60～80nm；管壁由纳米颗粒构成,并具有明显的层状结构特征；元素分析结果表明,Fe3+均匀地掺入到了金红石晶格中,且金红石晶格形成大量的位错和面缺陷.结合金红石纳米管的微结构特征探讨形成机理:在低温条件下,金红石先包覆于针铁矿外表面,并构成以金红石为壳,针铁矿为核的核壳结构纳米复合材料；随着反应温度从30℃上升到90℃,载体针铁矿逐渐溶解,包覆于载体针铁矿外表面的金红石逐渐增加；同时,铁离子经扩散而进入金红石晶格,最终载体针铁矿全部溶解而形成掺铁金红石纳米管.