·74· 工程科学学报，第37卷，第1期 定的.与产物Ⅲ不同的是，产物I和Ⅱ的两个主要特 图7是以浸出液1、浸出液2和纯氮化铁溶液为原 征峰(104)和(110)晶面的衍射峰峰强比即Io/L。> 料制备的纳米Fe,O,的扫描电镜照片.由图7(a)和 1,表明两者的择优生长方向为几04]方向，可能是由 (b)可以看出，产物I和Ⅱ的微观形貌相似，主要是由 于浸出液中少量杂质离子易于吸附在纳米Fe,O,的 不规则的块状颗粒组成，平均粒径约为400~500nm. (110)晶面上，在一定程度上抑制了(110)晶面的生 由表3可以看出，浸出液1和浸出液2中杂质离子的 长，促进了(104)晶面的生长 含量不同，但是差别极小，如此微量的杂质离子含量差 别并不影响其最终产物纳米Fe,O,的微观相貌和结 I一浸出液1+NOH 构.图7(c)是由纯氯化铁溶液制备得到的Fe,O,的扫 人人人人 描电镜照片.产物Ⅲ的微观形貌由均匀的纳米棒组 Ⅱ一浸出液2+a0H 成，棒的直径约为100~200nm.与产物I和Ⅱ（不规 Ⅲ一纯FCL,溶液+\OH 则的块状)相比，可知浸出液中杂质离子的存在对产 物微观形貌有显著的影响，杂质离子改变了Fe,0,的 Fr,0.01-089-0596) 择优生长方向.Gotie等研究了Mn2·、Zn2·等离子 对纳米Fe,0,形貌的影响，发现Mn2·的摩尔分数达到 30 40 50 60 7080 90 20%~30%时才会对产物的形貌产生影响.本文中产 26) 物形貌的改变可能是多种微量杂质离子协同作用的结 图6产物【、Ⅱ和Ⅲ的X射线衍射谱 Fig.6 XRD patterns of Products I,II and ll 果.这一结果与上述X射线衍射结果相对应，杂质离 子的加入促使其沿04]方向择优生长 (c) 00 图7产物I(a)、Ⅱ(b)和Ⅲ(c)的扫描电镜照片 Fig.7 SEM images of Products I(a),Ⅱ(b)andⅢ(c) 2.3.2FeCl,溶液中乙二醇的加入对纳米Fe0,微观 备的三种产物均是较纯净的Fe0,·与图6相比，产物 形貌和结构的影响 M的择优生长方向由10]变为04]，进一步表明乙 图8是在浸出液1、浸出液2和纯氯化铁溶液中加 二醇的加入影响了其优先生长方向，但乙二醇加入并 入5mL乙二醇制备出的产物的X射线衍射谱.样品 未影响产物I和Ⅱ的物相结构和晶体的择优生长 的各个特征衍射峰与氧化铁的标准卡片相吻合.其中 方向. 在24.1°、33.1°、35.6°、40.8°、49.4°、54.0°、62.4°和 图9是在浸出液1、浸出液2和纯氯化铁溶液中加 63.9°的衍射峰对应于Fe,03的(012)、(104)、(110)、 入5mL的乙二醇制备出的产物的扫描电镜照片.与 (113)、(024)、(116)、(214)和(300)晶面，说明所制 图7相比，产物由不规则的块状粒子变成多面体准球 形的颗粒.产物Ⅵ由均匀的棒状变成立方体块状颗 N一浸出液I+NaOH+EG, 粒，表明乙二醇的加入改变了其择优方向，对其产物的 w人 微观形貌有诱导作用.另外，图9(a)和(b)的形貌几 V一浸出液1+NaO川+EG 乎一致，说明乙二醇的加入对于最终产物的微观形貌 1一纯FCL溶液+NaOH+EC 起到主要诱导作用图，降低了杂质离子的影响.这一 结果与上述X射线衍射结果相吻合 Fe,0,01-089-0596 2.3.3FeCL溶液中杂质离子含量对纳米Fe20,禁带 宽度的影响 20 30 40 506070 80 90 图10是以浸出液1、浸出液2和纯氯化铁溶液为 20) 原料制备的纳米Fe,O,的紫外可见吸收光谱图.从图 图8产物W、V和1的X射线衍射谱 10可知，相对于产物Ⅲ、产物【和产物Ⅱ的吸收光谱 Fig.8 XRD patterns of Products IV.V and V工程科学学报，第 37 卷，第 1 期 定的． 与产物Ⅲ不同的是，产物Ⅰ和Ⅱ的两个主要特 征峰( 104) 和( 110) 晶面的衍射峰峰强比即 I104 /I110 ＞ 1，表明两者的择优生长方向为［104］方向，可能是由 于浸出液中少量杂质离子易于吸附在纳米 Fe2O3 的 ( 110) 晶面上，在一定程度上抑制了( 110) 晶面的生 长，促进了( 104) 晶面的生长． 图 6 产物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的 X 射线衍射谱 Fig． 6 XＲD patterns of Products Ⅰ，Ⅱ and Ⅲ 图7 是以浸出液1、浸出液2 和纯氯化铁溶液为原 料制备的纳米 Fe2O3 的扫描电镜照片． 由图 7 ( a) 和 ( b) 可以看出，产物Ⅰ和Ⅱ的微观形貌相似，主要是由 不规则的块状颗粒组成，平均粒径约为 400 ～ 500 nm． 由表 3 可以看出，浸出液 1 和浸出液 2 中杂质离子的 含量不同，但是差别极小，如此微量的杂质离子含量差 别并不影响其最终产物纳米 Fe2O3 的微观相貌和结 构． 图 7( c) 是由纯氯化铁溶液制备得到的 Fe2O3 的扫 描电镜照片． 产物Ⅲ的微观形貌由均匀的纳米棒组 成，棒的直径约为 100 ～ 200 nm． 与产物Ⅰ和Ⅱ( 不规 则的块状) 相比，可知浸出液中杂质离子的存在对产 物微观形貌有显著的影响，杂质离子改变了 Fe2O3 的 择优生长方向． Gotic＇ 等［13］研究了 Mn2 + 、Zn2 + 等离子 对纳米 Fe2O3 形貌的影响，发现 Mn2 + 的摩尔分数达到 20% ～ 30% 时才会对产物的形貌产生影响． 本文中产 物形貌的改变可能是多种微量杂质离子协同作用的结 果． 这一结果与上述 X 射线衍射结果相对应，杂质离 子的加入促使其沿［104］方向择优生长． 图 7 产物Ⅰ( a) 、Ⅱ( b) 和Ⅲ( c) 的扫描电镜照片 Fig． 7 SEM images of Products Ⅰ ( a) ，Ⅱ ( b) and Ⅲ ( c) 2. 3. 2 FeCl3 溶液中乙二醇的加入对纳米 Fe2O3 微观 形貌和结构的影响 图 8 产物Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ的 X 射线衍射谱 Fig． 8 XＲD patterns of Products Ⅳ，Ⅴ and Ⅵ 图8 是在浸出液1、浸出液2 和纯氯化铁溶液中加 入 5 mL 乙二醇制备出的产物的 X 射线衍射谱． 样品 的各个特征衍射峰与氧化铁的标准卡片相吻合． 其中 在 24. 1°、33. 1°、35. 6°、40. 8°、49. 4°、54. 0°、62. 4° 和 63. 9°的衍射峰对应于 Fe2O3 的( 012) 、( 104) 、( 110) 、 ( 113) 、( 024) 、( 116) 、( 214) 和( 300) 晶面，说明所制 备的三种产物均是较纯净的 Fe2O3 ． 与图 6 相比，产物 Ⅵ的择优生长方向由［110］变为［104］，进一步表明乙 二醇的加入影响了其优先生长方向，但乙二醇加入并 未影 响 产 物Ⅰ和Ⅱ的物相结构和晶体的择优生长 方向． 图 9 是在浸出液1、浸出液2 和纯氯化铁溶液中加 入 5 mL 的乙二醇制备出的产物的扫描电镜照片． 与 图 7 相比，产物由不规则的块状粒子变成多面体准球 形的颗粒． 产物Ⅵ由均匀的棒状变成立方体块状颗 粒，表明乙二醇的加入改变了其择优方向，对其产物的 微观形貌有诱导作用． 另外，图 9( a) 和( b) 的形貌几 乎一致，说明乙二醇的加入对于最终产物的微观形貌 起到主要诱导作用［8］，降低了杂质离子的影响． 这一 结果与上述 X 射线衍射结果相吻合． 2. 3. 3 FeCl3 溶液中杂质离子含量对纳米 Fe2O3 禁带 宽度的影响 图 10 是以浸出液 1、浸出液 2 和纯氯化铁溶液为 原料制备的纳米 Fe2O3 的紫外可见吸收光谱图． 从图 10 可知，相对于产物Ⅲ、产物Ⅰ和产物Ⅱ的吸收光谱 · 47 ·