三氧化二鐵及其復(fù)合物的合成與應(yīng)用研究.pdf

1、α-Fe2O3納米材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在光催化、鋰離子電池、超級(jí)電容器等方面有著廣泛的應(yīng)用。本論文主要探索了α-Fe2O3納米材料的制備，并以此為模板，制備得到α-Fe2O3納米復(fù)合材料，對(duì)一系列的納米材料進(jìn)行應(yīng)用。
　　 1.三氧化二鐵納米粒子的合成及催化應(yīng)用
　　 以FeCl3·6H2O為鐵源、NaAc為沉淀劑、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為表面活性劑，采用簡(jiǎn)單的水熱法制備得到了粒徑分布較窄的α-Fe2O3納米粒

2、子。通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體濃度、表面活性劑濃度、沉淀劑濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制α-Fe2O3納米材料形貌和尺寸大小。借助TEM、FE-SEM、XRD、HRTEM和XPS等一系列測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示:沉淀劑濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)α-Fe2O3納米材料的形貌形影很大，并且還得到了反應(yīng)中間體棒狀FeOOH。最后，還研究了α-Fe2O3納米材料催化過氧化叔丁醇氧化環(huán)己烯和苯乙烯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烯酮和苯甲醛，結(jié)果表明α-Fe2O3納米材料有

3、很高的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
　　 2.Fe2O3@C核殼納米材料的制備及電化學(xué)特性
　　 以葡萄糖為碳源，通過兩步水熱法制備得到了具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe2O3@C復(fù)合納米材料。在三電極體系中，通過循環(huán)伏安、恒電流充/放電測(cè)試、交流阻抗測(cè)試研究了α-Fe2O3、Fe2O3@C復(fù)合材料以及棒狀FeOOH的電化學(xué)性質(zhì)。測(cè)試結(jié)果表明:以實(shí)驗(yàn)制備得到的納米材料為活性物質(zhì)的超級(jí)電容器都是典型的贗電容電容器，在充放電過程中均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

4、。另外，此類電容器在循環(huán)使用500次以后電容量幾乎沒有衰減。因此，制備所得的納米材料是一類優(yōu)良的超級(jí)電容器電極材料。
　　 3.以Fe2O3為模板制備HC/Pd催化劑及催化偶聯(lián)反應(yīng)性能研究
　　 首先利用Fe2O3為模板，制備得到空心碳(HC)，并采用原位還原-沉積法成功制備了負(fù)載型Pd納米催化劑(HC/Pd)。利用XRD、TEM、XPS等測(cè)試方法對(duì)催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究了HC/Pd催化碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)的催化性