Understanding the Effects of Iron Precursor Ligation and Oxidation State Leads to Improved Synthetic Control for Spinel Iron Oxide Nanocrystals
作者:L. Kenyon Plummer、James E. Hutchison
DOI:10.1021/acs.inorgchem.0c02040
日期:2020.10.19
precursors. The use of Fe(III) oleate precursors yielded highly crystalline, largely twin-free nanocrystals; however, small amounts of acetylacetonate ligation yielded nanocrystals with morphologies characteristic of twin defects. During synthesis at 230 °C, the Fe(III) oleate precursor is partially reduced, providing sufficient quantities of Fe(II) that are needed to grow the Fe3O4 nanocrystals (wherein
如果我们可以精细地控制和调整导致特定的所需性能的各种结构属性,则氧化铁纳米晶体具有在各种应用中使用的潜力。在基于热分解的合成所使用的高温下,常用的烷基羧酸Fe(III)前体会无意中被还原并生成顺磁性的辉石(FeO),这与磁铁矿的所需亚铁磁性尖晶石相(Fe 3 O 4)和磁赤铁矿(γ-的Fe 2 ö 3)。为了解决这个问题,我们使用酯化介导的方法在较低的温度(约230°C)下进行了合成。在这些条件下,可以避免形成FeO相。然而,我们发现前体的氧化态和连接对所得纳米晶体的形态具有令人惊讶的强烈影响。为了研究这些形态学效应的原因,我们用一系列前体进行了类似的纳米晶体合成。使用油酸三价铁(III)前驱物可产生高度结晶的,基本上无孪晶的纳米晶体。然而,少量的乙酰丙酮酸酯连接产生具有双缺陷形态特征的纳米晶体。在230°C的合成过程中,部分油酸Fe(III)前体被还原,从而提供了生长Fe所需的足够量的Fe(II)。没有孪晶的3