1、菱方結構BiFeO3是一種在室溫下同時具有電有序和磁有序的多鐵材料，室溫下呈鐵電有序(居里溫度約為850℃)和反鐵磁有序(尼爾溫度約為370℃)。BiFeO3材料除了在信息存儲、集成電路、磁傳感器以及自旋電子器件等方面有著廣闊的應用前景外，由于具有較小的能帶帶隙，納米結構的BiFeO3材料還能作為可見光催化劑，被用于對有機污染物的降解以及分解水制氫等領域。：雖然BiFeO3材料已被發(fā)現(xiàn)具有可見光催化活性，但研究工作尚少，缺乏全面的了解。

2、此外在稀土元素摻雜BiFeO3外延薄膜的研究工作中，人們發(fā)現(xiàn)在菱方相向正交相轉變區(qū)域(準同型相界)處薄膜的介電和壓電系數(shù)會有明顯的增強。而稀土摻雜下BiFeO3納米顆粒是否也會出現(xiàn)菱方相向正交相轉變的準同型相界?若出現(xiàn)，在準同型相界處其光催化性能是否會像介電和壓電性質一樣具有增強效應?
　　 本文采用溶膠凝膠法制備了純相的BiFeO3納米顆粒、具有氧化鐵混合相的BiFeO3納米顆粒以及稀土離子(Gd3+，Nd3+，Eu3+，Dy

3、3+)摻雜的BiFeO3納米顆粒。采用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)等對樣品進行了結構表征，詳細研究了樣品的光吸收能力及可見光催化性能，重點研究了通過不同方法實現(xiàn)BiFeO3納米顆?？梢姽獯呋钚缘奶岣摺５贸龅闹饕Y果如下：
　　 1、采用溶膠凝膠法制備的純相BiFeO3納米顆粒，證實了BiFeO3納米顆粒確實具有可見光催化性能，但光催化活性不高，15小時僅降解了25％左右的羅丹明B。詳細研究了不同pH值對光催化活性的

4、影響，發(fā)現(xiàn)BiFeO3納米顆粒在pH=2時光催化降解羅丹明B效果最好，這主要與催化劑和染料的帶電性及吸附作用有關，說明可以通過調整有機物溶液的pH值有效地提高光催化活性。然而pH值過低也會影響到BiFeO3的晶體結構，產(chǎn)生了新的雜相，從而降低了光催化活性。隨后我們研究了膠體蒸干溫度對BiFeO3納米顆粒相結構組成的影響，發(fā)現(xiàn)隨著蒸干溫度的增加，納米顆粒將逐漸出現(xiàn)γ-Fe2O3相。而當BiFeO3和γ-Fe2O3兩相含量達到合適比例時，混

5、合相納米顆粒的可見光催化活性要明顯優(yōu)于純相BiFeO3納米顆粒，這主要是由BiFeO3與γ-Fe2O3構成的異質結所導致的。此外通過加入少量H2O2，由于類光芬頓效應的作用，混合相BiFeO3納米顆粒的可見光催化活性有了進一步的提高。
　　 2、詳細研究了Gd3+元素摻雜BiFeO3納米顆粒的相結構和光催化性能。通過Rietveld方法精修Gd3+元素摻雜BiFeO3納米顆粒的XRD圖譜，發(fā)現(xiàn)隨著Gd3+摻雜濃度的增加，相結構一

6、開始保持菱方相結構，但到10％時，正交相出現(xiàn)，摻雜濃度繼續(xù)增加，正交相成分增加，而菱方相減少。10％Gd3+摻雜濃度對應于菱方相向正交相轉變的準同型相界的出現(xiàn)。我們同時發(fā)現(xiàn)隨著Gd3+摻雜濃度的增加，BiFeO3納米顆粒光催化活性也逐步提高，當Gd3+摻雜濃度是10％時，光催化活性達到最高。通過XRD圖譜、拉曼譜和光吸收譜的分析，提出稀土摻雜引起的BiFeO3晶體結構的變化影響了其光催化性能。這部分工作已正式發(fā)表在Journal of

7、Physical Chemistry C上。
　　 3、進一步制備了其它稀土離子Nd3+、Eu3+和Dy3+摻雜BiFeO3納米顆粒，研究了不同組分的稀土元素摻雜對BiFeO3晶體結構和光催化活性的影響。通過Rietveld方法精修其相結構，結果表明隨著稀土元素摻雜量到一定量時，每種稀土摻雜均發(fā)現(xiàn)存在菱方相和正交相共存的準同型相界。不同的稀土元素摻雜，相界出現(xiàn)處其所含濃度并不相同，這主要是與稀土元素的離子半徑有關；通過光催化活性