[发明专利]一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO2+δ

说明书

本发明公开了一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料的制备方法，包括：(1)将硝酸银溶液和硝酸铁溶液混合，经强力搅拌后形成悬浮液；(2)往悬浮液中加入矿化剂，搅拌后获得混合溶液B；(3)将混合溶液B转移到高压釜中，加热并进行水热反应，反应结束后获得反应溶液C；(4)将反应溶液C离心后洗涤，将粉末反应产物干燥处理后获得AgFeO₂粉末材料；(5)将AgFeO₂粉末材料在气氛条件下进行高温退火即获得含有不同氧缺陷类型和含量的非化学计量比铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料。本发明制备出的非化学计量比铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料具有氧缺陷的类型和含量均可控、高纯单相、结晶性良好等优点，可广泛用于高效铜铁矿型AgFeO₂基新型光电功能材料的制备。

技术领域

本发明涉及金属氧化物技术领域，具体涉及一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料的制备方法。

背景技术

在特定的应用中，功能材料的组成和结构的微小变化会对其性质和性能产生重大影响。在材料的制备过程中，特别是在化学合成的过程中，不可避免地会引入一定程度的点缺陷。对于某些应用来说，特定含量的点缺陷可以被有意和可控地引入来修饰功能材料。非化学计量组成是一类重要的点缺陷，例如在制备功能材料的过程中，改变合成条件可能会引入空位或间隙原子，导致合成不符合普鲁斯特定律(定比定律)的化合物。这些化合物的原子比与化学式的比例不相符，也就是说它们的化学组成比例可以分布在很大的范围内。非化学计量材料可以调整其基本性质和性能，也可能产生新的性能。

作为铜铁矿型ABO₂化合物家族中的一员，AgFeO₂具有合适的带隙(1.5-2.0eV)，很容易被可见光激发产生光生电子-空穴对。与此同时，上述独特的晶体结构使其具备合适的载流子快速传输通道，从而使光生电子或光生空穴能够得到快速的迁移。因此，铜铁矿型AgFeO₂具有理想光电功能材料的潜在优势，在上述光电技术领域中都已经有了相关的应用报道。目前仅有文献【Y.Zhao,H.An,G.Dong,J.Feng,T.Wei,Y.RenandJ.Ma,ChemicalEngineeringJournal,2020,388,124371.】报道通过Ni掺杂AgFeO₂诱导氧空位的产生来优化类芬顿催化活性。然而具有氧缺陷的铜铁矿型AgFeO₂材料应用于光电技术领域中还未见相关报道。

现有技术中，有效引入氧缺陷的方式主要有：金属元素掺杂、化学还原、高温退火等。然而，铜铁矿型AgFeO₂中金属元素的掺杂容易引入其他杂质，且化学还原法因Ag⁺易被还原为Ag单质均不利于氧缺陷的引入。鉴于以上情况，有必要研究一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料的制备方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料的制备方法，旨在可以可控制备获得非化学计量比为1：1：2+δ(其中δ值范围从-1到+1)的铜铁矿型AgFeO_2+δ粉末材料，特定含量的氧缺陷确实在铜铁矿型AgFeO₂化合物中扮演着重要的角色，能够对特定的光电功能应用起到增强和改性的作用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出了一种氧缺陷可控的铜铁矿型AgFeO2+δ粉末材料的制备方法，所述氧缺陷包括氧空位和间隙氧两种类型；所述可控为氧缺陷的类型和含量均可由制备方法进行调控；所述非化学计量比为偏离化学计量比1：1：2成为1：1：2+δ，δ表示偏离程度，所述δ值范围从-1到+1；具体步骤如下：