A Caracterização do Hemateno

Caracterização do hemateno

Estudos Raman foram realizados para confirmar a formação de hematenos. Os espectros Raman da hematita bruta consistem em sete modos de vibração simétricos, Todos os picos significativos do hemateno combinam com o espectro relatado de hematita. Uma variação marcante observada na esfoliação é a mudança na intensidade dos fortes modos A1g e Eg  em 223 e 288 cm−1,respectivamente. A razão de intensidade IA1g / IEg é 1,18 in, que diminui para 0,92 após esfoliação. Ao comparar as posições de pico da hematita bruta e esfoliada, é evidente que os modos A1g mudam para frequências mais baixas(redshifts). enquanto os modos Eg passar por um aumento(blueshift). A modo adicional observado a cerca de 662 cm-1 foi atribuído a E(u), um modo vibracional não encontrado nos espectros Raman da hematita. Este modo se origina de desordem da estrutura do cristal dentro da hematita. A aparência ampla e fraca do hemateno no modo E(u) pode ser devido a forte ressonância na superfície, onde as camadas não têm simetria completa da estrutura a bruta. É importante que o estado de valência do Fe seja claramente estabelecido e para isso, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) da hematita bruta e do hemateno foi realizada. O espectro de Fe2p obtido confirma que o ferro é exclusivamente no estado de oxidação 3+ em hemateno com Fe2p3 / 2 e Fe2p1 / 2 picos em torno de 710,7 eV e 724,3 eV, respectivamente, que são 13,6 eV separados. O pico no espectro de O1s centrou-se em 529,7 eV é atribuído ao oxigênio da rede, enquanto o pico localizado a 532 eV corresponde aos defeitos de oxigênio nos óxidos metálicos.

[pic 1]

O intenso pico correspondente ao estado de oxigênio dos defeitos em hematene significa um aumento muito profundo no número de oxigênio na superfície, típico de uma orfologia 2D As medições de absorção óptica foram realizadas em hematene dispersas em DMF para elucidar a bandgap óptico e para estudar o efeito do tamanho finito no bandgap. A borda de absorção mostra um desvio de 0,37 eV, que foi observada em relação à hematita pura a) semelhante a nanoestruturas de óxido de ferro. É um entendimento comum que  nanopartículas de óxido de metal de transição de tamanho menor elevam a banda de condução e baixam a banda de valência, resultando em um blueshift da borda de absorção, produzindo um aumento do bandgap. A grande absorção na região ultravioleta inferior a 400 nm é atribuída às transições do campo ligante (ou d-d) e transferência de carga de ligante para metal. Para comprovar mais os resultados obtidos, hematita pura e hemateno foram submetidos a difração de raios X e espectroscopia no infravermelho utilizando a transformada de Fourier. Difração de raios X confirma a cristalinidade do hemateno com relação à hematita pura e espectroscopia infravermelho com transformada de Fourier de hemateno dá as vibrações moleculares correspondentes a hematita. A estrutura da superfície dos hematenos facetadas (001) e (010) folhas foram simuladas. A relação ferro / oxigênio observada (0,66), espessura (~ 0,4 nm) e simetria cristalina foram usados ​​como parâmetros. a estabilidade estrutural foi estabelecida na temperatura constante, conjunto de pressão constante (NPT) a pressão zero (vácuo) e temperatura ambiente. As bordas planas foram mantidas dentro do condições de contorno periódicas para evitar quaisquer efeitos de Métodos). O gráfico de energia-tempo potencial das folhas de hemateno ao longo das duas orientações diferentes estabiliza após 200 ps à temperatura ambiente. No entanto, o (001) facetada folha exibe menores variações estruturais e presume-se ser mais estável.

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