硒化鐵納米棒的介紹
2025-09-03
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一、結(jié)構(gòu)特性與物理化學(xué)性質(zhì)
硒化鐵納米棒（FeSe NRs）是一類(lèi)由鐵（Fe）和硒（Se）組成的無(wú)機(jī)納米材料，其核心特性源于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)與納米尺度效應(yīng)：
晶體結(jié)構(gòu)與形貌
硒化鐵納米棒通常呈現(xiàn)一維棒狀結(jié)構(gòu)，直徑和長(zhǎng)度可通過(guò)合成條件（如溫度、反應(yīng)時(shí)間、前驅(qū)體濃度）精確調(diào)控。
表面具有高比表面積，為催化反應(yīng)和物質(zhì)吸附提供了豐富的活性位點(diǎn)，顯著提升其化學(xué)活性。
光學(xué)性質(zhì)
在可見(jiàn)光或近紅外區(qū)域表現(xiàn)出強(qiáng)吸收特性，這一特性使其成為光熱轉(zhuǎn)換和光催化領(lǐng)域的理想材料。
電學(xué)與磁學(xué)性質(zhì)
作為半導(dǎo)體材料，硒化鐵的能帶結(jié)構(gòu)賦予其在電催化領(lǐng)域的特殊優(yōu)勢(shì)。例如，硫摻雜的硒化鐵納米棒（FeSe?S??? NRs）通過(guò)調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)，顯著提升了氧析出反應(yīng)（OER）的催化活性，成為電解水制氫的高效催化劑。
部分硒化鐵納米棒（如Fe?Se?）表現(xiàn)出磁性，可用于磁分離、生物成像及磁熱療等領(lǐng)域。
穩(wěn)定性
在常溫常壓下相對(duì)穩(wěn)定，但在高溫（>300℃）或強(qiáng)氧化環(huán)境中可能發(fā)生分解或氧化，需通過(guò)表面包覆（如二氧化硅、碳層）或摻雜改性提升其環(huán)境穩(wěn)定性。
二、制備方法
化學(xué)合成法
溶劑熱法：將鐵鹽（如氯化鐵）、硒源（如硒粉或硒化鈉）與有機(jī)溶劑（如油胺、十八烯）混合，在高溫高壓條件下反應(yīng)。
水熱法：以水為溶劑，將鐵鹽、硒源及表面活性劑混合，在高壓反應(yīng)釜中加熱反應(yīng)。
一步水熱法（硫摻雜）：在保護(hù)氣體氛圍下，將硫粉、硒粉和可溶性鐵鹽溶解于溶劑中，經(jīng)100-250℃熱處理后純化，制得硫摻雜的硒化鐵納米棒。
模板法
利用多孔模板（如氧化鋁模板、介孔二氧化硅模板）限制納米棒的生長(zhǎng)方向，實(shí)現(xiàn)形貌的精準(zhǔn)控制。例如，通過(guò)氧化鋁模板可制備直徑均勻（<100 nm）的硒化鐵納米棒陣列，但模板去除過(guò)程復(fù)雜，且產(chǎn)率較低。
摻雜改性技術(shù)
通過(guò)引入硫（S）、氮（N）等異質(zhì)元素，調(diào)控硒化鐵的能帶結(jié)構(gòu)和表面電子分布，提升其催化性能。例如，硫摻雜的硒化鐵納米棒在OER反應(yīng)中的過(guò)電位降低至280 mV（10 mA/cm2），催化活性接近商用釕氧化物催化劑。
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