Thin Films of Thermally Stable Ordered Mesoporous Rh2O3(I) for Visible-Light Photocatalysis and Humidity Sensing
Thin Films of Thermally Stable Ordered Mesoporous Rh2O3(I) for Visible-Light Photocatalysis and Humidity Sensing
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用于可见光光催化和湿度传感的热稳定有序介孔 Rh2O3(I) 薄膜
DOI：
10.1021/acsanm.9b01654
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发表时间：
2019
影响因子：
5.9
通讯作者：
T. Brezesinski
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
L.A. Dubraja;D. Boll;C. Reitz;D. Wang;D. Belić;A. Mazilkin;B. Breitung;H. Hahn;M.T. Elm;T. Brezesinski
报道了利用溶液基嵌段共聚物自组装技术，采用浸渍提拉法在硅和石英玻璃衬底上制备了高度有序的Rh_2O_3介孔薄膜。结果表明，水合氯化Rh是Rh_2O_3溶胶-凝胶法合成的有效前驱体。在空气中加热到600℃时，在完全保持立方对称的3D孔-固结构的同时结晶出单相的Rh_2O_3(I)，而在750℃时，只保留了面内的孔序。有趣的是，加热到1000°C时没有结晶-结晶转变，尽管明显的显微组织粗化。通过原子层沉积表面处理，可以显著提高溶胶-凝胶衍生材料在介观结构保留方面的热稳定性，使嵌段共聚模板薄膜在苛刻的应用中变得有趣。此外，初步的湿敏和光化学活性测试结果表明，纳米Rh_2O_3(I)具有作为传感器材料和可见光催化剂的良好性能。
The preparation of highly ordered mesoporous thin films of rhodium sesquioxide (Rh2O3) on silicon and quartz glass substrates by dip-coating via solution-based block copolymer self-assembly is reported. Hydrated rhodium chloride is shown to be an effective precursor for sol–gel processing of Rh2O3. Heating in air to 600 °C crystallizes single-phase Rh2O3(I) while fully preserving the cubic symmetry 3D pore-solid architecture, whereas at 750 °C only the in-plane pore order is retained. Interestingly, there is no crystalline–crystalline transformation upon heating to 1000 °C, despite distinct microstructure coarsening. The thermal stability of the sol–gel-derived material in terms of mesostructure retention can be significantly enhanced by atomic layer deposition surface treatment, making the block copolymer-templated thin films interesting for demanding applications. Furthermore, the results of preliminary humidity sensing and photochemical activity measurements indicate that the nanocrystalline Rh2O3(I) shows promising properties as a sensor material and a visible-light photocatalyst.
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