【国际论文】用于催化应用的介孔 β-Ga₂O₃ 纳米结构的合成、相转化和物理特性

        近期，由印度安那大学的研究团队在科学期刊《Ceramics International》中发表了一篇名为Synthesis, phase conversion and physical characteristics of mesoporous β-Ga₂O₃ nanostructures for catalytic applications（用于催化应用的介孔 β-Ga₂O₃ 纳米结构的合成、相转化和物理特性）的文章。

摘要

        在本项研究中，通过简便的无模板水热方法合成了α-GaOOH微/纳米棒。通过在900°C下热处理2小时，将这些棒状结构转化为介孔β-Ga₂O₃纳米结构。结构分析（XRD）揭示了正交（α-GaOOH）和单斜（β-Ga₂O₃）相的存在（热处理前后）。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对微/纳米棒的表面形貌、形状、大小和多孔结构、生长方向以及晶体质量进行了研究。0.37和0.46 nm的晶间距证实了沿（201）和（-201）平面的生长。基于获得的显微分析结果提出了可能的生长机制。EDX、元素分布图和XPS分析揭示了Ga和O的存在及其化学状态。特征的拉曼声子模式证实了β-Ga₂O₃的单斜相。光学吸收边缘在231 nm（GaOOH）到290 nm（β-Ga₂O₃）之间变化。随后，带隙在5.6到4.4 eV之间变化。PL结果显示了强烈的紫外光和较弱的紫蓝光发射，可以与缺陷水平发射相关。BET比表面积分析证实了Ga-3的介孔结构，孔径为3.97 nm，比表面积高达13.87 m²/g。在 k=0.0144/min 的反应动力学速率下，降解效率为 98%，这表明 Ga-3 催化剂对 RhB 染料具有良好的催化性能。结果表明，水热生长的1-D β-Ga₂O₃介孔纳米结构是设计催化和其他功能纳米器件的有前途的候选者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.11.208