论文部分内容阅读
正如AlFeO3的分子式所示,AlFeO3是典型的钙钛矿型氧化物半导体材料。在低温下,AlFeO3显示出优异的压电、磁电和铁磁性能;在室温状态下,AlFeO3也被证明是一种良好的发光材料,在光学材料领域有着一定的应用价值。与其它钙钛矿型的氧化物材料相比,对于AlFeO3光催化性质的研究却很少,AlFeO3很有可能是一种重要的半导体光催化剂和环保型材料。因此,研究和探索AlFeO3的光催化性质是非常必要的。AlFeO3纳米颗粒由聚丙烯酰胺溶胶凝胶法来合成,探究该方法中各种因素对于合成的AlFeO3纳米颗粒的影响,如:络合剂的种类、有机添加剂的比例、煅烧温度及溶液的pH值。AlFeO3纳米颗粒尺寸的改变取决于反应溶液中双丙烯酰胺与丙烯酰胺的比例,但是双丙烯酰胺与丙烯酰胺的比例的改变对AlFeO3纳米颗粒的晶体结构影响不大。XRD和Raman测试结果表明,通过络合剂的选择可调控AlFeO3的晶体结构,烧结温度的改变可以使AlFeO3发生晶体结构的转变。XPS和SEM分析结果表明,在中性环境下,采用草酸制得的AlFeO3纳米颗粒晶体结构稳定,结晶度高,颗粒尺寸较大且呈均匀的手指状多孔形貌。然而,通过其它四种络合剂合成的AlFeO3纳米颗粒呈斜方结构且颗粒形貌呈椭球型。扫描电子显微镜结果显示,络合剂的种类和溶液的pH值影响着AlFeO3纳米颗粒的颗粒尺寸和形貌。以AlFeO3纳米颗粒为光催化剂,在日光下降解有机染料-罗丹明B,通过光催化降解实验来探究其光催化活性,实验结果表明,Al FeO3是一种潜在的光催化剂,可促进光催化材料的开发。在光催化测试实验中,菱方结构的AlFeO3展示出比斜方结构的AlFeO3更优异的光催化性质,说明在AlFeO3光催化活性的主导因素方面,结构比颗粒尺寸占有更重要的地位。碱性条件下合成的AlFeO3纳米颗粒比中性条件下合成的AlFeO3纳米颗粒展示出更高的光催化活性,根据XPS的结果,前者的颗粒表面有更多的吸附氧聚集,使其更容易产生羟基自由基。在可见光的照射下,AlFeO3对罗丹明B有良好的表现出光催化活性,拓宽了钙钛矿型AlFeO3半导体材料的应用领域。