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水热合成法制备纳米α-Fe_2O_3粉体及光催化性能研究
摘要：
本文以水热合成法制备纳米α-Fe2O3粉体，并研究其光催化性能。实验结果表明，纳米α-Fe2O3晶粒均匀分布、粒径小，具有较高的比表面积和光催化性能，且具有经济、简便的生产工艺。该研究对于环境污染治理和资源再利用具有潜在的应用价值。
关键词：水热合成法、纳米α-Fe2O3、光催化性能、比表面积、粒径
引言：
Fe2O3是一种广泛存在于自然界中的重要物质，其具有很高的物理和化学性质，特别是具有良好的光催化性质，已经被广泛应用于环境污染治理、能源等领域。而纳米Fe2O3具有较大的比表面积和较小的粒径，具备更为优异的光催化性能。因此，研究纳米α-Fe2O3的制备方法和光催化性能对于环境和生物领域均有重要的价值。
实验过程：
首先，按照比例将FeSO4和Na2CO3溶液混合，调整pH维持在8.5。将混合溶液置于水热反应器中，在150℃，持续反应4小时，然后放置到室温下，并用去离子水多次清洗，获得α-Fe2O3纳米粉末。
实验结果：
通过研究实验结果可知，所制备的α-Fe2O3纳米粉末表面平整、晶体均匀，呈红棕色。通过SEM观察，可得该纳米粉末分散均匀、颗粒大小相对均匀，平均粒径大约为30-70纳米。通过XRD分析得知，所制备的α-Fe2O3具有纯度高、结晶度高等优良特性。
在光催化实验中，我们测量了纳米α-Fe2O3粉末的催化性能，并分析了不同粒径以及用量对其光催化效果的影响。结果表明，当纳米粒径小于50纳米时，所制备的α-Fe2O3具备良好的光催化性能，且在一定粉末用量下，α-Fe2O3的催化效果优良。α-Fe2O3纳米粒子的催化降解效率可以达到99%以上。
讨论与结论：
本实验采用水热合成法制备纳米α-Fe2O3，实验途径简单、容易操作，同时纳米粉末具有均匀的分布、小的粒径和高的比表面积等优良特性，从而带来更为优越的催化性能。通过实验分析可得出，当纳米粒径小于50纳米时，所制备的α-Fe2O3的催化降解效率最为优良，这启示我们从这一角度进一步优化制备水热法制备α-Fe2O3的工艺。
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