α-Fe2O3@TiO2納米核殼球的制備及光催化清除乙烯性能研究

劉衛玲，梁嘉偉，羅文翰，陳國健，陳克之，潘宣洲，肖乃玉，仲蕓蕓*

α-Fe2O3@TiO2納米核殼球的制備及光催化清除乙烯性能研究

劉衛玲1，梁嘉偉1，羅文翰1，陳國健1，陳克之2，潘宣洲2，肖乃玉1，仲蕓蕓1*

（1.仲愷農業工程學院 輕工食品學院，廣州 510225；2.廣東寶佳新材料股份有限公司，廣州 510225）

提高納米TiO2在可見光下光催化及乙烯清除效果。本文以FeCl3·6H2O和TiF4為原材料，采用水熱合成法制備出以α-Fe2O3為核、以TiO2為殼的納米復合型材料α-Fe2O3@TiO2，通過X射線衍射、紫外可見漫反射吸收光譜及電子順磁共振等光化學表征及乙烯清除實驗，研究其光催化和乙烯清除能力。制備得到的α-Fe2O3粒子具有穩定的棒狀結構，粒徑長度為100～200 nm，寬度為50～100 nm；TiO2粒子為分散均勻的銳鈦型空心球，直徑為100～200 nm；合成的α-Fe2O3@TiO2納米核殼球的禁帶寬度降低到1.91 eV；DMPO-·O2?和DMPO-·OH的電子信號強度增大；具有優異的乙烯清除能力。本實驗制備得到的α-Fe2O3@TiO2納米核殼球具有良好的光催化效果和乙烯清除能力，有望將其應用在果蔬保鮮中，實現殺菌、氧化分解有機物以及去除異味等功效，以達到延長貨架期的目的。

α-Fe2O3@TiO2；形貌特征；光催化；乙烯清除

作為農業大國，我國對果蔬保鮮有著極高的需求，但由于目前的果蔬保鮮技術比較滯后，導致果蔬采后的損耗率高達20%～30%[1]，每年果蔬損失高達800萬t，造成經濟損失達800億元[2]。其中乙烯濃度是導致躍變型果實腐敗變質的主要原因之一，在果實的成熟過程中，乙烯濃度的增加會推動果實進行一系列的生物化學和結構變化，如軟化、色澤變化和風味物質的產生，最終使得果實達到食用成熟的狀態。同時乙烯在果實老化過程中起到的催化作用，也會間接加快腐敗速度[3]。為了降低果蔬采后的損耗率、延緩果蔬衰老的速度，降低包裝內的乙烯濃度是最佳選擇。傳統的乙烯清除方法例如通風、低溫貯藏、控制大氣貯存、使用化學吸附劑等，都存在成本高、操作復雜等弊端。因此需要研究出一種可以有效清除乙烯的材料。光催化材料是能夠吸收光能，并利用這種光能來促進或啟動化學反應的物質。常用于光催化清除乙烯的材料主要包括納米二氧化鈦、鉑、金屬鈀[4]、硫化鎘、氧化鋅、氧化鎢、氧化錫、氧化鋯等[5]。這些材料通常能夠在光照下激發產生具有高反應活性的電荷載流子（電子-空穴對），能夠與鄰近介質中的物質發生相應的還原和氧化反應，從而催化各種化學變化過程，具有環保和可持續的優勢。果蔬周圍的乙烯分子在光催化材料表面被吸附后，光能激發了光催化劑中的電子，產生了電子-空穴對，通過電子和空穴的協同作用，乙烯分子被逐步轉化為無害的產物[6]。

納米TiO2是一種常見的光催化材料，具有高比表面積、良好的化學穩定性和光穩定性[7]，使其在多個領域都具有良好的應用前景。TiO2有銳鈦型、金紅石型和板鈦型3種晶型結構[8]。其中，銳鈦型TiO2原子排列較疏松，散射和折射率較小，介電常數和密度也較低，因此具有較高的實用性[9]。除此之外，銳鈦型TiO2表面具有較高的表面缺陷活性位點，這使得其在光催化和光觸媒方面具有很高催化效率[10]。納米級的銳鈦型TiO2的形貌主要有納米球、納米棒、納米片、納米線、納米陣列等。其中，納米球的比表面積相對較高，可以有效增加反應活性位點的數量，提供更多促進光催化反應進行的吸附反應位置，而且當TiO2納米球的尺寸減小到納米尺度時，其能級結構和理化性質會發生改變[11-12]。TiO2的改性方法主要包括機械法、溶膠-凝膠法[13]、水熱法[14]、微波法[15]等，通過這些方法可以改變材料的相結構、物理化學性質和電子結構，進而影響光學、電學和化學性質，實現其性能的優化[16]。Siripatrawan等[17]利用殼聚糖和納米二氧化鈦制成具有乙烯清除效果和抗菌活性的包裝材料，當TiO2含量為1%時，復合膜表現出最佳的乙烯光降解性和抗菌活性。De Chiara等[18]采用溶膠凝膠法研究了不同比例TiO2/ SiO2復合材料對乙烯進行光催化降解的效果。當質量比為80/20時，得到最佳的除乙烯光降解活性。Hussain等[19]采用溶膠凝膠法制備的納米二氧化鈦相比商業的P25具有極高的除乙烯效果，原因是制備的TiO2具有更大的比表面積且含有更多的羥基自由基。Kaewklin等[20]通過溶液澆鑄法制備了TiO2/殼聚糖納米復合膜，膜表面的TiO2將乙烯轉化成了二氧化碳和水，從而延緩了番茄的成熟程度和品質變化。弓瑩等[21]利用直接化學法合成的Fe摻雜銳鈦型TiO2納米光催化劑在可見光區域具有紅移吸收帶邊，使其光響應范圍擴大，光催化性能表現良好。劉芬等[22]采用等體積浸漬法制備的Fe/TiO2復合催化劑，發現Fe元素摻雜改性TiO2能夠使吸收帶紅移，促進光生電子與空穴有效分離，提高光催化活性。馬學艷等[23]通過水熱法制備出用于改性聚氨酯涂料的納米TiO2/石墨烯復合材料，其光催化性能顯著增強。Cynthia等[24]利用溶膠-凝膠法合成Fe摻雜TiO2，可以吸收更廣范圍的光譜，從而提高光吸收效率。Aqil等[25]采用一步陽極氧化法成功在銳鈦型TiO2納米管上摻雜鉍，成功將光催化活性轉移到可見光范圍內。

本文主要研究α-Fe2O3@TiO2的合成[26]與性能研究，其創新點在于：α-Fe2O3具有順磁性，可通過外加磁場達到快速分離及方便回收的目的[27-29]；TiO2空心球體通過形貌和晶型控制，具有較大的比表面積、低質量傳遞阻力、高穩定性和良好的光學性能等優勢[30]；α-Fe2O3@TiO2結合了兩者的優勢，不僅具有十分優異的光催化性能和乙烯清除能力，且方便回收，在環保、化工、能源等領域有著重要的意義。以后有望將其應用在果蔬保鮮中，通過高效的光催化性能產生自由基等活性物質，實現殺菌、氧化分解有機物以及去除異味等功效，以達到延長貨架期的目的。

1 實驗

1.1 材料與儀器

主要材料：聚乙烯吡咯烷酮（PVP40）、氟化鈦（TiF4），采自默克試劑；無水乙醇，采自光復化學試劑廠；氯化鐵六水合物（FeCl3·6H2O）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、鹽酸（HCl），采自麥克林試劑；乙烯氣體（Q21-38），采自佛山市藍啟科技有限公司。

主要儀器：FA2204B電子分析天平，上海佑科儀表有限公司；D2F-6050A真空烘箱，天津市宏諾儀器有限公司；DLK-K1-20TF超純水機，南京迪樂嘉生物有限公司；LT53高速臺式離心機，湘儀集團；KD-600H超聲水機，東新儀器設備有限公司；S-J-1-132亞克力箱，佛山市藍啟科技有限公司；CME-X305光催化氙燈光源，中科微能科技有限公司；EST-101-C2H4-10PPM乙烯檢測儀，深圳市萬儀科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 α-Fe2O3@TiO2復合型材料的制備

α-Fe2O3粒子的合成：本實驗通過水熱法制備合成α-Fe2O3，分別稱取3.57 g FeCl3·6H2O，2.50 mg KH2PO4溶解于250 mL去離子水中，將其混合均勻后置于高壓反應釜中老化48 h得到懸浮液。以104r/min的轉速離心10 min后，經去離子水和乙醇洗滌，于50 ℃下干燥過夜，得到紅褐色粉末，即為α-Fe2O3粒子。將其分散到10 mL的無水乙醇中，在超聲清洗機中超聲30 s使其分散均勻，得到A溶液。

通過調整加熱溫度、加熱環境、溶劑濃度等條件制備出具有最佳性能的α-Fe2O3粒子

1）加熱環境。選擇真空干燥箱和高溫油浴2種方式。真空烘箱可以提供均勻受熱的條件，但難以提供較為準確的溫控；高溫油浴可以提供準確的溫控，但也存在受熱不均的問題。

2）反應溶劑。選擇純水、體積分數為50%的乙醇2種溶劑，水和乙醇的混合溶劑可以有效縮小粒徑[31]。

3）反應溫度。選擇105 ℃和102 ℃ 2個溫度。

TiO2粒子的合成：將4 mL質量濃度為39 mg/mL的PVP 40水溶液、2.5 mL濃度為0.04 mol/L的TiF4水溶液，并與26.6 mL的無水乙醇混合后，滴加10 μL濃度為0.1 mol/L的HCl，得到B溶液。將B溶液在室溫下老化1 h后超聲處理30 s，于180 ℃反應釜中反應3 h。待反應結束且冷卻至室溫后取出溶液，經離心得到下沉物，依次采用去離子水和乙醇清洗后，置于50 ℃真空烘箱中干燥過夜得到TiO2粒子。

α-Fe2O3@TiO2粒子的合成：取1 mL A溶液與B溶液混合，在室溫下老化2 h后，超聲處理30 s。將懸浮液倒入反應釜中，在180 ℃中反應3 h。將上述產品冷卻、離心、洗滌，干燥后，得到α-Fe2O3@TiO2。

1.2.2 乙烯清除實驗方案

當前市場沒有統一標準指定乙烯清除劑的用量，但乙烯生物合成抑制劑（1-MCP）顯示出最佳的乙烯清除效果。具體來說，美國Smart Fresh保鮮劑推薦使用量為0.32～0.48 g/m3，國內鮮峰果蔬保鮮劑和綠諾鮮果蔬保鮮劑的推薦使用量分別為4～8 g/m3和15～25 g/m3。鑒于此，為了評估納米材料在實際應用中的乙烯清除性能，選擇了適中的1.6 g/m3作為納米材料的使用濃度。實驗采用0.2 g納米材料（TiO2及α-Fe2O3@TiO2）在25 ℃、相對濕度為（85±3）%的條件下放入尺寸為50 cm×50 cm×50 cm的亞克力箱中進行測試。為了驗證亞克力箱的氣密性對乙烯濃度檢測的影響，首先進行了一個空白實驗，只向箱內通入純乙烯氣體，并監測濃度的變化。一旦確定箱體氣密性合格，便在相同條件下用納米材料進行測試，每30分鐘測量乙烯濃度一次，連續記錄4 h，獲取共8個數據點。

1.3 表征與測試

1.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）表征

為確定納米粒子的粒徑和微觀形貌，本實驗使用捷克TESCAN公司的CLARA掃描電子顯微鏡。

1.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）表征

為確定空心球和核殼結構的微觀形貌，本研究使用美國FEI公司的FEI Tecnai G2 F20透射電子顯微鏡進行測試。此外，電子衍射圖來自于TEM內部的熒光屏或電子檢測器捕捉，經數字化處理顯示在計算機屏幕上，用來推測材料的晶體結構；高分辨圖像經過數學處理可以得到材料的晶格間距；能量色散X射線光譜分析圖可用來分析材料的元素組成。

1.3.3 X射線衍射（XRD）表征

為確定目標材料的晶相結構，此實驗以銅鈀為入射源，入射線波長為0.154 2 nm，掃描角度范圍為10°～90°，掃描速度為8（°）/min，時間為30 min。

1.3.4 紫外可見漫反射吸收光譜（UV-vis DRS）表征

為評價樣品在不同波長下的光響應程度，利用紫外可見漫反射吸收光譜進行分析。以硫酸鋇作為背底，測試范圍為300～800 nm。

1.3.5 電子順磁共振（EPR）表征

為研究樣品的光響應特性，對其進行電子順磁共振光譜表征。首先將樣品置于真空干燥箱中，施加?1 MPa的氣壓，使其干燥1 h。設置磁場中心為400 mT，掃場寬度為800 mT，磁場調制寬度為0.1 mT，水循環冷卻裝置溫度為18 ℃，信號增益放大100倍，測量30 s。

2 結果與分析

2.1 形貌分析

2.1.1 α-Fe2O3的形貌分析

經水熱合成法制備的納米級α-Fe2O3的形貌主要包括球體、立方體、葉狀、棒狀、片狀等[32-33]。在利用水熱法制備α-Fe2O3的過程中，不同的實驗條件，如反應溫度、反應時間、添加劑種類和濃度等，都會對α-Fe2O3的形貌產生影響[34]。通過圖1的SEM圖可以觀察到，所制備的α-Fe2O3粒子基本為棒狀，粒徑長度基本在100～200 nm，寬度在50～100 nm。通過圖1a、b的對比可以看出，采用油浴方案制備得到的α-Fe2O3粒子團聚現象明顯，且形態不穩定。通過圖1b、c的對比可以看出，采用純水作為溶劑制備得到的α-Fe2O3粒子具有更加明顯的棒狀結構，更有利于觀察其形貌特征。通過圖1c、d的對比可以看出，采用105 ℃作為實驗溫度制備得到的α-Fe2O3粒子的棒狀形態更加均勻，且長徑比明顯小于在102 ℃下制備得到的α-Fe2O3粒子。因此，在以下實驗方案中，均采用在烘箱內、105 ℃的溫度下，以純水為溶劑制備α-Fe2O3粒子。

2.1.2 TiO2的形貌分析

通過圖2a、b可以看出，利用水熱法制備的TiO2納米球呈現出尺寸一致的球形，分布均勻且顆粒團聚較少。由圖2c得知TiO2納米球為空心球體，且空心球的直徑為100～200 nm。由圖2d可以得到TiO2空心球的晶面間距為0.35 nm，通過對比表1，認為此處的TiO2屬于（101）晶面，表明此處的TiO2屬于銳鈦型[35]。從圖2e中可以看到清晰的多晶電子電子衍射圓環，經過測量得到第1圈圓環半徑為0.35 nm，第2圈圓環半徑為0.25 nm，第3圈半徑為0.2 nm，衍射圓的半徑等于該圓環對應晶面的晶面間距，即圓環從內到外依次對應銳鈦型二氧化鈦的（101）、（103）和（200）晶面，與銳鈦型TiO2標準譜圖基本匹配，即分析得到的TiO2空心球屬于銳鈦型[36]，與圖2d結論一致。從圖2f可以看出，TiO2空心球上氧元素和鈦元素的含量極高，確定為目標樣品。

2.1.3 α-Fe2O3@TiO2的形貌分析

由圖3可以看出，根據本研究方案制備得到的α-Fe2O3@TiO2復合材料為球狀，相較于純的α-Fe2O3粒子，α-Fe2O3@TiO2可以提供更大的比表面積，增加與其他物質的反應接觸面積，從而在催化反應中具有更高的活性和反應速率。但是某些粒子發生了團聚現象，產生這種現象可能是由于材料粒徑小而發生的正常團聚現象，或者粒子本身的黏性產生的團聚現象。

圖1 不同條件下制備出的α-Fe2O3的掃描電鏡圖

表1 TiO2的理論晶面間距

Tab.1 Theoretical interplanar spacing of TiO2

2.2 X射線衍射分析

由圖4a可以觀察為TiO2納米粒子的X射線衍射圖。2在25.3°、37.8°、48.05°、53.80°等處出現了較強的衍射峰，分別對應于銳鈦型TiO2的(101)、(004)、(200)和(105)等晶面，與標準圖譜【JCPDS No. 86-1157】相符[37]，即得到的TiO2空心球屬于銳鈦型，此結論與上述TEM結果相互印證。由圖4b觀察α-Fe2O3納米粒子的X射線衍射圖，分析XRD圖譜得知，峰值2出現在24.3°、33.1°、35.7°、40.9°、49.4°、54.9°等位置，分別對應于α-Fe2O3的(012)、(104)、(110)、(113)、(024)和(116)等晶面，與標準圖譜【JCPDS No. 33-0664】相符[38]，確定目標樣品為α-Fe2O3。從圖4c可以看出，其樣品峰值與圖4a、b這2組樣品的峰值一致，可以確定目標樣品是TiO2與α-Fe2O3的復合物。

圖3 α-Fe2O3（a）和α-Fe2O3@TiO2（b）粒子的透射電鏡圖

圖4 TiO2（a）、α-Fe2O3（b）、 α-Fe2O3@TiO2（c）粒子的X射線衍射圖

2.3 紫外可見漫反射吸收光譜分析

對光催化材料來說，禁帶寬度指材料中價帶和導帶之間的能量差距[39]。在光催化應用中，較窄的禁帶寬度允許吸收更寬范圍的可見光，能量大于禁帶寬度的光子將價帶中的電子激發到導帶，使得電子-空穴對的產生更為容易，從而增強了光催化反應的效率[40]。而且在較窄的禁帶寬度中，電子和空穴的激發狀態與基態之間的能量小，導致電子較容易保持激發狀態，有助于電子轉移到催化活性位點并參與化學反應，提高光催化效率[41]。

如圖5所示，對納米材料進行紫外可見漫反射光譜法測量，并采用Kubelka-Munk方法計算其帶隙寬度，公式如下：

式中：為反射率，為波長；為普朗克常數；為光的頻率；通常用來表示光子的能量。以光子能量為軸，以 [()]1/2為軸作圖，找出曲線的直線部分作切線，切線與軸的交點即為材料的禁帶寬度。

從圖5可以看出，α-Fe2O3@TiO2的禁帶寬度（1.91 eV）遠低于TiO2的禁帶寬度（2.97 eV）。此時有更大范圍的可見光能量大于材料本身的禁帶寬度，導致更多的光子激發電子從價帶躍遷到導帶，從而產生更強的光催化反應，即α-Fe2O3@TiO2具有更好的光催化性能。導致這種現象發生的原因可能有：Fe摻雜在TiO2能帶結構中引入了深部局域能級[42]，這種能級結構可以更有效地俘獲光激發產生的光生載流子[43]，同時降低電子躍遷所需的能量，從而提高光催化效率；不同光催化材料的價帶和導帶的能級差異導致大量的空穴和電子分別聚集在不同的材料上達到分離載流子的目的[44]，進而提高光催化效率。

2.4 電子順磁共振光譜分析

本研究以DMPO作為自由基捕獲劑，采用EPR技術來檢測TiO2和α-Fe2O3@TiO2光催化反應過程中羥基自由基（·OH）和超氧自由基（·O2?）的產生，并探討光催化性能增強的原因。來自光生電子的DMPO-·O2?和光生空穴的DMPO-·OH的EPR信號可以分別用來表征樣品表面電子和空穴的狀態和數量[45]。

圖6a是樣品的DMPO-·O2?光譜，與純TiO2相比α-Fe2O3@TiO2的DMPO-·O2?信號顯著增強，表明復合樣品中的·O2?的濃度有了很大提升，提高了樣品的氧化性能，有利于氧化還原性能的提升。圖6b是樣品的DMPO-·OH光譜，可以看出·OH濃度的提升與·O2?具有一樣的趨勢。以上結果表明，復合后的α-Fe2O3@TiO2樣品相較于純TiO2的氧化還原能力具有明顯的提升。這可能是因為在金屬氧化物表面選擇性引入氧空位是可以同時實現拓寬吸收光譜和促進電荷分離的有效策略[46]。在光照射下，晶體中的Ti4+會與激發態電子相互作用產生Ti3+，促進光生空穴-電子對的分離[47]，加速產生具有強氧化性的·O2?和·OH，從而提高光催化效率。

2.5 乙烯清除測試

TiO2和α-Fe2O3@TiO22種納米材料對乙烯清除的測試結果如圖6c、d所示。從圖6c可以看到，在240 min的空白實驗中純乙烯氣體在亞克力箱內的濃度幾乎沒有變化，表明亞克力箱具有出色的氣密性能，這為測試結果提供了強有力的可靠性保證，確保了后續實驗數據的精確性和有效性。從圖6c中還可以看到，α-Fe2O3@TiO2清除乙烯的能力顯著優于TiO2，且在使用量僅為0.2 g的情況下，α-Fe2O3@TiO2能夠在4 h內將存在于0.125 m3密閉空間中乙烯的質量濃度顯著從約為30 mg/m3降低至5 mg/m3，分解率高達83.3%。這充分證明了其作為光催化劑用于乙烯清除的高效性能。從圖6d中可以看到，當時間為50 min時，兩者對乙烯的清除率均達到了頂峰，且α-Fe2O3@TiO2對乙烯的清除率遠遠高于TiO2，這說明在50 min時，2種樣品的乙烯清除能力最強，且α-Fe2O3@TiO2的乙烯清除能力比TiO2強得多。這可能是因為當乙烯分子暴露在光催化材料表面時，光催化材料中的電子和空穴被激發，光子的能量足以使電子從價帶躍遷到傳導帶，形成具有較高的化學反應性激發態載流子[48]。這些載流子可以與環境中的水、氧氣或其他有機物反應生成活潑的·OH和·O2??！H和·O2?遷移到材料表面接觸乙烯分子，破壞其碳碳雙鍵，最終轉化為無害的CO2和H2O，達到清除乙烯的目的[49]。其具體原理如圖7所示。

圖5 TiO2（a）和α-Fe2O3@TiO2（b）粒子的紫外可見漫反射吸收光譜分析圖

圖6 DMPO-·O2?（a）和DMPO-·OH（b）的電子順磁共振光譜分析圖及樣品的乙烯質量濃度（c）和乙烯清除率（d）分析

圖7 乙烯清除機理

3 結語

本研究采用水熱合成法制備了α-Fe2O3納米棒、TiO2空心球以及α-Fe2O3@TiO2納米核殼球。所制備的α-Fe2O3@TiO2復合納米核殼球，結合了2種材料的優勢，不僅具有光催化性能和乙烯清除能力，而且方便回收，通過對材料的形貌控制及晶型控制，可有效提高其光生載流子濃度。此外，其球殼結構增大了比表面積，為反應提供了更多的活性位點。通過UV-vis-DRS和EPR光譜分析，結果表明α-Fe2O3@TiO2（1.91 eV）的禁帶寬度遠低于TiO2空心球（2.97 eV）的；與純TiO2空心球相比，α-Fe2O3@TiO2的DMPO-·O2?和DMPO-·OH信號顯著增強，側面反映其提高了光生載流子濃度，且其光催化性能有所提升，有利于氧化還原反應的進行。乙烯清除實驗分析表明，TiO2空心球和α-Fe2O3@TiO2納米核殼球2種樣品都有一定的乙烯清除能力，但α-Fe2O3@TiO2的乙烯清除能力比TiO2強很多。該α-Fe2O3@TiO2復合材料具有十分優異的光催化性能和乙烯清除能力，將其應用在果蔬保鮮中，有望通過高效的光催化性能產生自由基等活性物質，實現殺菌、氧化分解有機物以及去除異味等功效，以達到延長貨架期的目的。

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Preparation of α-Fe2O3@TiO2Nanoparticle Core-shell Spheres and Photocatalytic Removal of Ethylene

LIU Weiling1, LIANG Jiawei1, LUO Wenhan1, CHEN Guojian1, CHEN Kezhi2, PAN Xuanzhou2, XIAO Naiyu1, ZHONG Yunyun1*

(1. College of Light Industry and Food Science, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China; 2. Guangdong Baojia New Materials Co., Ltd., Guangzhou 510225, China)

The work aims to improve the photocatalytic and ethylene elimination effects of nano TiO2under visible light. FeCl3·6H2O and TiF4were used as raw materials to prepare a nano-composite material α-Fe2O3@TiO2with α-Fe2O3as the core and TiO2as the shell by hydrothermal synthesis method. The photocatalytic performance and ethylene removal performance of the material were studied through chemical characterization means such as XRD, UV-vis DRS, EPR and ethylene removal experiments, etc. The prepared α-Fe2O3particles exhibited a stable rod-like structure, with particle length ranging from 100 to 200 nm and width between 50 and 100 nm. The TiO2particles exhibited hollow spheres with the diameter from 100 to 200 nm. The bandgap width of the α-Fe2O3@TiO2core-shell nanoparticles was decreased to 1.91 eV, and the electron signal intensities of DMPO-·O2?and DMPO-·OH increased. The α-Fe2O3@TiO2nanoparticle core-shell spheres demonstrate excellent photocatalytic performance and ethylene removal abilities, making them potential to be applied in fruit and vegetable preservation. In addition, the material is expected to own the functions of sterilization, oxidative decomposition of organic matter, and odor removal, which can extend the shelf life of fruits and vegetables.

α-Fe2O3@TiO2; morphological characteristics; photocatalysis; ethylene removal

TB484.9

A

1001-3563(2024)05-0028-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.05.004

2023-11-24

廣州市科技計劃項目（2023A04J1998）；潮安區科技計劃項目（安工科[2022]116號）；仲愷農業工程學院人才項目（KA23YY31868）