水热合成YFeO3及其性能研究+文献综述(2)
性质和诱人的应用前景，如作为固体氧化物燃料电池的阴极材料，作为探测大气污染物、
有毒气体和其他可燃气的化学传感器的活性物质，用于环境监测的薄膜材料，用于磁光
电流传感器和用于光隔离的快速磁光开关等，因此，一直是前沿研究的热点之一。
在催化剂方面，YFeO3 也是一种稳定的窄禁带半导体材料，其光谱吸收范围较宽,
是很有潜力的光催化材料，近年来所发现的一种新的p型半导体气敏材料，对乙醇有一
定的灵敏度和选择性。同时传统的TiO2为代表的光催化剂仅能利用紫外光导致其应用受
到限制，因此开发可见光响应的光催化剂成为了研究的热点。YFeO3 对光和热的稳定性
很好，作为一种新型的可见光光催化剂，具有一定的潜在应用前景。
1.1 铁酸钇
YFeO3 晶体是钙钛矿结构的铁氧体，它最初是作为磁存储材料被研究的。与传统的
石榴石结构磁光晶体YIG相比， YFeO3是一致熔融化合物，属于Fe2O3-Y2O3体系的高温
相。上世纪五吹冰十年代，制备钙钛矿稀土铁酸盐的方法有很多，常见方法为高温固相法，
后来发展起来的有溶胶-凝胶法、声化学法、熔盐法和水热法等。其中，水热技术是氧化
物晶体生长和控制晶体粒径大小和形貌的优秀方法之一。
1.1.1 YFeO3理化性质
如图 1.1 所示，YFeO3是一致熔融化合物[1]
，其熔点为 1710℃，在近红外波段有很
高的磁光优值，通常，用磁光优值来表征材料的磁光性能，其定义为|θF|/L，其中θF为
比法拉第旋转角（度）/cm，L是厚度为d 的被测样品的光吸收损耗（dB） ；YFeO3的饱
和磁化强度低，居里温度高(643K)。最引人注目的是，YFeO3磁畴宽度比YIG要宽很多
（其中在铁磁性物质中，存在着许多微小自发磁化区域，称为磁畴） 。畴壁运动范围大，
并且其畴壁运动速度是磁性介质中最快的，可达20km/s。
1.1.2 YFeO3晶体结构
在介绍铁酸钇（YFeO3）之前，我们必须先介绍钙钛矿结构。钙钛矿族矿物[2]
是碱
性岩中主要的稀土载体矿物之一，钙钛矿结构型化合物具有巨大的科学意义和经济价值。
一方面，钙钛矿族矿物是碱性岩中的主要副矿物，而钙钛矿型 MgSiO3 更是下地幔最主
要的矿物相，也是地球上含量最丰富的矿物。另一方面，许多合成的钙钛矿型陶瓷化合
物具有广域可变的导电性：可以是绝缘体、半导体或“高温”超导体。自然界[3]
中产生的狭义钙钛矿首先发现于俄罗斯乌拉尔山的变质岩中，以俄罗斯矿物学家 A. von.
Perovski的名字命名。
钙钛矿的结构[4]
是理想的立方钙钛矿结构发生畸变后衍生出的正交晶系结构，空间
群为为 Pnma。ABO3钙钛矿型结构，A离子占据晶胞的中心，以此定位，B离子占据立
方体的角顶，而 12 个氧位于立方体棱的中点。钙钛矿的基本结构是由 8 个环绕着 A 离
子排列的角顶相连的BO6八面体组成。由于氧离子和 A离子大小相近，理想的钙钛矿结
构可以进一步看作A和 O 原子作吹冰方最紧密堆积，B原子充填八面体空隙。紧密堆积层
平行于（111），有氧原子层单独构成，并和有等量的氧原子和 A原子组成的层相隔排列。
如果立方晶胞的BO6八面体围绕四次对称轴[001]或二次对称轴[110]倾斜（或旋转）Φ和
θ后，理想的钙钛矿结构就发生畸变而成为真正的钙钛矿矿物的晶体结构，其畸变程度
可用围绕适当的三次对称轴[111]的倾斜角Φ来描述。自然界中大多数的钙钛矿族矿物都