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（104）与（112）晶面暴露的十八面体α-Fe2O3纳米颗粒
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最近发表的一篇文章，跟大家分享一下，这里是中文的摘要，感兴趣的朋友可以看全文（Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 4076–4081，链接 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejic.201200140/full）：
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作为一种稳定的铁氧化合物，α-Fe2O3在诸多领域有着广泛的应用，近年来α-Fe2O3纳米颗粒的研究也引起了科研人员的关注，由于纳米颗粒的性能在很大程度上取决于其形貌及暴露晶面，所以α-Fe2O3颗粒形貌的控制研究越来越引起人们的重视。目前，无机阴离子对α-Fe2O3颗粒的影响研究较多，但无机阴离子由于尺寸小容易进入晶格内部难以除去，相对于无机阴离子，有机物的去除相对简单。甲酰胺是一种含有酰胺基的有机化机物，由于甲酰胺在Ni(111), Ru(001), Ag(111), and TiO2(011) 等金属和金属氧化物表面的吸附已有研究，在此基础上，我们尝试研究甲酰胺在α-Fe2O3颗粒表面由于吸附而对颗粒形貌的影响。
研究结果表明，在甲酰胺的作用下，可以制备出十八面体α-Fe2O3颗粒，该颗粒由上下两端六个（104）晶面和侧面的十二个（112）晶面构成。不同浓度的甲酰胺溶液中得到的十八面体颗粒，呈现出随着甲酰胺浓度的增加暴露的（104）晶面逐渐减少，而（112）晶面却逐渐增加的趋势。这种转变主要是甲酰胺的作用，甲酰胺依靠（C=O）中的氧元素能和铁离子形成路易斯酸碱吸附（Lewis Acid–Lewis Base），结合键与二氯二甲酰胺亚铁络合物相似（[FeCl2(CH3NO)2]），这种吸附行为同样在含羰基的酸类化合物中出现。XPS分析显示，在399.47 eV左右处，有一个N 1s的峰值出现，这可以推断出有部分甲酰胺依靠C=O的作用吸附在α-Fe2O3表面。在我们的实验体系中，整个过程只有（104）和（112）两种暴露晶面，从这两种晶面的原子结构图可以得知，（104）晶面最外层主要为氧原子覆盖，由于电荷排斥作用很难被甲酰胺吸附，而（112）晶面最外层有部分铁原子暴露，且铁原子之间空间位阻小，有利于甲酰胺的吸附，吸附后的α-Fe2O3颗粒（112）晶面由于电荷排斥作用，阻碍氧原子进入晶格，使α-Fe2O3颗粒沿着[112]方向的生长速度降低，导致（104）晶面暴露减少而（112）晶面逐渐暴露出来。随着颗粒（112）面的暴露面积增加，我们发现颗粒的矫顽力出现了逐渐增大的趋势，这可能是由于样品在表面形貌变化中对称性的变化，引起磁畴的对称性变化而导致的。同时我们还发现（112）面为主要暴露晶面的十八面体颗粒在H2O2的浓度检测中展现出了更为灵敏的效果，在40 M 到 6.66 mM的范围内显示出了良好的线性行为。
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