铁纳米颗粒表面的氧化外的形态和电子结构
Chongmin Wang1, Donald R Baer, James E Amonette
1Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, P.O. Box 999, Richland, Washington 99352, USA. chongmin.wang@pnl.gov
Journal of the American Chemical Society
|June 6, 2009
概括
铁纳米粒子在空气中形成原生氧化物外. 电子能量损失光谱显示,这种外具有有缺陷的结构,与已知的氧化铁不同,影响了纳米粒子的特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 铁纳米颗粒在暴露在空气中时形成一个~3纳米的原生氧化物外.
- 氧化物外的结构对于纳米粒子的行为至关重要,但很难确定.
- 之前的表征方法通常假定外已知的氧化铁结构.
研究的目的:
- 为了研究铁纳米粒子上原生氧化物外的精确结构.
- 为了比较氧化物外的结构与已知散装氧化铁的结构.
- 了解氧化物外的结构如何影响纳米粒子特性.
主要方法:
- 在氧K-边缘利用了电子能量损失光谱 (EELS).
- 实现了用于分析的高空间分辨率 (纳米尺度).
- 研究了完全氧化和核心外铁纳米粒子.
主要成果:
- 氧化物外的EELS光谱显示出与标准氧化铁的明显差异.
- 在OK边缘光谱中较弱的预峰表明协调配置有缺陷.
- 观察到的特征表明Fe3d轨道占用率较高,Fe-O键较长,共价性降低,以及离子空缺.
结论:
- 与散装铁氧化物相比,铁纳米颗粒上的原生氧化物外表现出有缺陷的结构.
- 这种有缺陷的结构对核心外铁纳米粒子的整体物理和化学性质有影响.
- 需要进一步的研究才能充分阐明这些结构缺陷的影响.


