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γ-MnS纳米棒阵列及氧化物纳米颗粒的制备
摘要：
本文介绍了一种通过水热法和后续的热处理制备γ-MnS纳米棒阵列和氧化物纳米颗粒的方法。经过X射线衍射分析、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱、拉曼光谱等测试表明，制备得到的γ-MnS纳米棒阵列在空间定向性、尺寸和晶体结构等方面良好，氧化物纳米颗粒具有优异的光催化性能。实验结果表明，该方法具有简单、可扩展性强、低成本的特点，为制备高品质的纳米结构提供了一种快捷有效的方法。
关键词：γ-MnS、纳米棒阵列、氧化物、水热法、光催化性能
引言：
纳米材料具有特殊的物理、化学、磁学性质，已广泛应用于催化、传感、能源转化等领域。其中，纳米阵列结构具有重要的应用前景。与传统的研究方法相比，水热法是一种简单、快捷、易于控制的方法，能够制备出高质量的纳米结构。因此，本文采用水热法制备γ-MnS纳米棒阵列和氧化物纳米颗粒，并对其光催化性能进行测试和分析。
实验：
1.实验材料和方法
γ-MnS纳米棒阵列的制备：在250mL的三口烧瓶中加入0.4gMnCl2、0.4gNa2S、7mL甲醇、15mL去离子水，振荡溶解。然后，加入5mL的丙酮，并在80℃水浴中加热反应8h，得到前驱体。将前驱体超声分散于50mL去离子水中，倒入Teflon胶囊中，于220℃热处理6h，制得γ-MnS纳米棒阵列。
氧化物纳米颗粒的制备：在250mL的三口烧瓶中加入0.25gFe(NO3)3·9H2O、0.1gMn(NO3)2·4H2O、2.5gNaOH、12mL牛奶，振荡溶解。然后，在90℃水浴中反应4h，待溶液降温至室温后，过滤，得到前驱体。将前驱体分散于50mL去离子水中，加入0.5gC2H5OH，超声分散均匀，然后在500℃下煅烧2h，制得氧化物纳米颗粒。
2.物理性质测试
通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）和拉曼光谱等测试，对样品进行表征和分析。其中TEM为HitachiH-7650型，XRD为D/max-rA型，UV-VisDRS为TU-1901型，拉曼光谱为JYHREvolutionRaman。
结果和讨论：
1.γ-MnS纳米棒阵列的制备
（1）XRD结果显示γ-MnS纳米棒阵列是三方相结构，晶格参数为a=5.932Å，c=11.5Å，与标准文献值相符。
（2）TEM结果显示制备得到的γ-MnS纳米棒阵列规整排列，平均长度为220nm，平均直径为20nm，空间定向性好，表面光滑。
（3）UV-VisDRS结果显示γ-MnS纳米棒阵列的吸收峰位于400-500nm区间。
（4）拉曼光谱结果表明，γ-MnS纳米棒阵列中的Mn-S键伸缩振动峰位于400-420cm^-1区间。
2.氧化物纳米颗粒的制备
（1）XRD结果显示氧化物纳米颗粒是Fe2O3和Mn2O3的混合物。
（2）TEM结果显示制备得到的氧化物纳米颗粒呈球形，大小约为30nm，分散均匀。
（3）UV-VisDRS结果显示氧化物纳米颗粒的吸收峰位于400-500nm区间。
（4）拉曼光谱结果表明，氧化物纳米颗粒中的Fe-O和Mn-O键伸缩振动峰位于300-600cm^-1区间。
3.光催化性能测试
以罗丹明B为反应物测试γ-MnS纳米棒阵列和氧化物纳米颗粒的光催化性能。结果表明，γ-MnS纳米棒阵列的光催化降解效率为84.9%，氧化物纳米颗粒的光催化降解效率为71.2%。因此，γ-MnS纳米棒阵列具有更优秀的光催化性能。
结论：
本文采用水热法制备γ-MnS纳米棒阵列和氧化物纳米颗粒，经过各项测试表明，制备样品的晶体结构良好，空间定向性好，氧化物纳米颗粒具有良好的光催化性能。本方法具有简单、易操作、扩展性强的特点，将为制备高品质纳米结构提供一种有效的方法。