CN110026195A - 一种高活性α-Fe2O3纳米片及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高活性α‑Fe2O3纳米片及其制备方法和应用，其制备方法包括如下步骤：制备得到δ‑FeOOH前驱体；然后将δ‑FeOOH前驱体、可溶性硅酸盐和柠檬酸加入水中，分散均匀，调节pH至3‑7，转移至水热釜中，于150‑180℃反应8‑12h，即得α‑Fe2O3纳米片；其中，可溶性硅酸盐、柠檬酸和δ‑FeOOH前驱体的物质的量比为0.02‑0.03:0.003‑0.03:1。本发明提供的α‑Fe2O3纳米片的制备方法简单，条件温和，成本低，实现了对材料形貌的控制，且制备的α‑Fe2O3纳米片具有优异的光催化活性，可有效降解污水中难降解的酚类有毒污染物，在污水处理领域具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备的技术领域，尤其涉及一种高活性α-Fe2O3纳米片及其制备方法和应用。
背景技术
α-Fe2O3属于六方晶系的刚玉型结构，是一种廉价的环境友好的半导体材料,具有较高的稳定性，较窄的带隙能，对可见光具有较强的吸收能力，可吸收40％的太阳光光照能量，通过光芬顿反应可光催化降解有机污染物。但是，目前制备得到的α-Fe2O3材料的催化活性不甚理想。众所周知，材料的物理化学性能强烈地依赖于其尺寸和形貌，通过减小α-Fe2O3的颗粒尺寸、改变形貌以及表面修饰等，可提高α-Fe2O3的表面活性。因此，通过形貌调控、表面修饰等，制备具有高活性面的小尺寸纳米α-Fe2O3，具有重要的应用性。
目前，尽管已有一些关于α-Fe2O3粒径、形貌及表面修饰的研究报道，但是其制备方法还存在工艺复杂、形貌不可控、成本高等问题。另外，α-Fe2O3的表面活性还有待进一步提高。因此，寻找一种简单的方法，低成本制备高活性的α-Fe2O3具有重要的实际意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高活性α-Fe2O3纳米片及其制备方法和应用，旨在解决现有α-Fe2O3材料制备工艺复杂、形貌不可控、制备成本高以及α-Fe2O3材料活性有待进一步提高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备得到δ-FeOOH前驱体；
步骤二、将所述δ-FeOOH前驱体、可溶性硅酸盐和柠檬酸加入水中，分散均匀，调节pH至3-7，转移至水热釜中，于150-180℃反应8-12h，得所述高活性α-Fe2O3纳米片。
其中，所述可溶性硅酸盐、所述柠檬酸和所述δ-FeOOH前驱体的物质的量比为0.02-0.03:0.003-0.03:1。
相对于现有技术，本发明提供的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，以δ-FeOOH作为前驱体合成α-Fe2O3纳米片，δ-FeOOH是一种亚稳态化合物，活性较高，可在较低的水热温度下合成α-Fe2O3纳米片，此外，α-Fe2O3在δ-FeOOH表面原位成核，也有利于高活性α-Fe2O3纳米片的形成；通过加入可溶性硅酸盐，控制硅酸盐的加入量和pH值，可控制α-Fe2O3晶粒的生长方向，得到暴露高含量(110)活性晶面的片状α-Fe2O3；加入柠檬酸对α-Fe2O3表面进行修饰，柠檬酸可与α-Fe2O3晶核表面的Fe3+络合,抑制α-Fe2O3颗粒的生长,增加样品比表面积；同时，柠檬酸修饰后样品表面存在-COOH，有利于光还原反应的进行,促使表面Fe3+转化成Fe2 +，有利于光芬顿反应的发生，提高α-Fe2O3的光催化降解活性。在pH为3-7的条件下，SiO3 2-阴离子在呈正电性的α-Fe2O3晶核表面吸附增强，使得α-Fe2O3沿a轴定向生长的趋势增强，因而更容易得到超薄纳米片，有利于提高α-Fe2O3的比表面积，进而有利于提高α-Fe2O3纳米片的催化活性。
将反应时间控制为8-12h，有利于得到形状良好的片状α-Fe2O3。反应时间短，α-Fe2O3结晶性较差，时间过长，α-Fe2O3纳米片的厚度增加。
本发明提供的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，采用简单的水热法制备得到形貌可控的α-Fe2O3纳米片，反应条件温和，克服了传统需要高温和固定气氛灼烧等繁冗步骤，制备得到的α-Fe2O3纳米片直径约为120-180nm，片厚约为3-10nm，比表面积可达150.7m2/g，在光催化剂领域具有较好的应用前景。
优选的，步骤一具体为：向硫酸亚铁溶液中加入乙二胺四乙酸溶液，调节pH至8.7-8.9，通入空气，于20-25℃反应1-1.5h，过滤，洗涤，干燥，得δ-FeOOH前驱体。
优选的δ-FeOOH前驱体的制备方法，反应条件温和，简单易行，且制备得到的δ-FeOOH前驱体为低晶化性片状结构，在水热合成α-Fe2O3的过程中，α-Fe2O3在δ-FeOOH表面原位成核，有利于α-Fe2O3纳米片的形成。
优选的，步骤一中，所述乙二胺四乙酸和硫酸亚铁的物质的量比为0.01-0.04:1。
优选的，步骤一中，所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.1-0.5mol/L。
优选的，步骤一中，所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为0.01-0.04mol/L。
优选的硫酸亚铁和乙二胺四乙酸的浓度有利于两种充分发生络合反应，提高δ-FeOOH的纯度和收率。
优选的，步骤一中，所述空气的通入速率为0.27-0.30m3.h-1。
优选的乙二胺四乙酸和硫酸亚铁的物质的量比，有利于EDTA与Fe2+络合；优选的空气通入速率，可以加快Fe2+的氧化速率，促进δ-FeOOH的生成，获得纯度较高的δ-FeOOH。
优选的，所述硫酸亚铁溶液的制备方法包括如下步骤：将低碳铁皮加入20-25wt％的硫酸中，过滤，得硫酸亚铁溶液。
本发明中所述低碳铁皮中铁含量为99.9％。
以廉价的低碳铁皮为原料，用稀硫酸溶解得到FeSO4溶液，临用现配，可避免FeSO4溶液中Fe2+被空气氧化，同时还降低了制备成本。
优选的，步骤二中，所述可溶性硅酸盐为硅酸钠。
硅酸根离子可选择性的吸附在α-Fe2O3的晶核表面，抑制α-Fe2O3某些晶面的生长，使某一晶面沿着一定方向定向生长，从而达到调控α-Fe2O3的形貌的目的，实现α-Fe2O3的形貌可控，硅酸钠对α-Fe2O3的晶核的吸附作用最强，更容易制备得到α-Fe2O3纳米片，且可使更多的(110)活性面暴露出来，有利于提高α-Fe2O3纳米片的活性。
优选的，步骤二中，反应温度为160℃，反应时间为10h。
优选的反应温度和反应时间，可以获得直径较大，厚度较薄的纳米片，有利于提高α-Fe2O3纳米片的比表面积，且有利于获得结晶性良好的片状结构。
优选的，步骤二中，所述可溶性硅酸盐、柠檬酸和所述δ-FeOOH前驱体的物质的量比为0.026:0.003:1。
优选的可溶性硅酸盐、柠檬酸和δ-FeOOH前驱体的质量比，有利于获得直径较大，厚度较薄的纳米片，有利于提高α-Fe2O3纳米片的比表面积，提高α-Fe2O3纳米片的催化活性。
本发明还提供一种高活性α-Fe2O3纳米片，所述材料由上述的制备方法制备。
本发明还提供了上述高活性α-Fe2O3纳米片在光催化降解难降解酚类有机污染物中的应用。
附图说明
图1为实施例3步骤2中制备的δ-FeOOH的红外光谱图；
图2为实施例3中制备得到的α-Fe2O3纳米片的扫描电镜(SEM)图；
图3为实施例3制备得到的α-Fe2O3纳米片的高分辨扫描电镜(HRSEM)图，左下角附图为α-Fe2O3纳米片的电子衍射图；
图4为实施例3制备的α-Fe2O3的X射线衍射(XRD)图谱；
图5为实施例3和对比例1制备得到的α-Fe2O3的XRD图中的(104)和(110)晶面的半峰宽分析图谱：a对比例1，b实施例3；
图6为实施例3和对比例1制备的α-Fe2O3的红外光谱(IR)图：a对比例1，b实施例3；
图7为实施例3制备的α-Fe2O3纳米片的X射线光电子能谱(XPS)图谱：(a)Fe2p分析图谱(b)O1s分析图谱(c)Si2p分析图谱(d)C1s分析图谱；
图8为实施例3、实施例4和对比例1制备的α-Fe2O3的紫外可见光谱图(UV-vis)：a对比例1，b实施例4，c实施例3；
图9为实施例3、实施例4和对比例1制备的α-Fe2O3的光致发光谱图(PL图谱)：a对比例1，b实施例4，c实施例3；
图10为对比例2制备得到的α-Fe2O3的扫描电镜(SEM)图；
图11为不同柠檬酸加入量制备得到的α-Fe2O3在降解对硝基苯酚过程中表面Fe2+浓度的追踪分析图：a对比例1，b实施例3，c实施例5；
图12为实施例3制备的α-Fe2O3纳米片降解2,4-二硝基苯酚的循环降解效果图：a第一次，b第二次，c第三次，d第四次，e第五次，f第六次。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
一种高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备FeSO4溶液：称取约28g低碳铁皮，溶于245g 20％H2SO4溶液中，过滤除去其中的杂质，用重铬酸钾滴定，计算FeSO4的浓度，然后将制备得到的FeSO4溶液稀释为0.5mol/L；
步骤二、制备δ-FeOOH前驱体：取上述制备得到的FeSO4溶液100ml，置于250ml烧杯中，加入50ml 0.01mol/L EDTA溶液，用6mol/LNaOH溶液调节pH为8.7，以0.27m3.h-1的速率通入空气，于20℃反应1.5h，经过滤、蒸馏水洗涤，70℃干燥5h，得δ-FeOOH前驱体；
步骤二、取上述制备的δ-FeOOH前驱体2.5g，加入Na2SiO3·9H2O 63.9mg，柠檬酸50mg，加入50ml蒸馏水，分散均匀，调节pH至7，转移聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，于150℃反应12h，经过滤，蒸馏水洗涤，滤饼于70℃烘干，得所述高活性α-Fe2O3纳米片。
实施例2
一种高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备FeSO4溶液：称取约28g低碳铁皮，溶于245g 20％H2SO4溶液中，过滤除去其中的杂质，用重铬酸钾滴定，计算FeSO4的浓度，然后将制备得到的FeSO4溶液稀释为0.1mol/L；
步骤二、制备δ-FeOOH前驱体：取上述制备得到的FeSO4溶液100ml，置于250ml烧杯中，加入10ml 0.04mol/L EDTA溶液，用6mol/LNaOH溶液调节pH为8.9，以0.30m3.h-1的速率通入空气，于25℃反应1h，经蒸馏水过滤、洗涤，70℃干燥5h，得δ-FeOOH前驱体；
步骤二、取上述制备的δ-FeOOH前驱体1g，加入Na2SiO3·9H2O 95.8mg，柠檬酸70mg，加入50ml蒸馏水，分散均匀，调节pH至5，转移聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，于180℃反应8h，经过滤，蒸馏水洗涤，滤饼于70℃烘干，得所述高活性α-Fe2O3纳米片。
实施例3
一种高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、称取约28g低碳铁皮，溶于245g 20％H2SO4溶液中，过滤除去其中的杂质，用重铬酸钾滴定，计算FeSO4的浓度，然后将制备得到的FeSO4溶液稀释为0.3mol/L；
步骤二、制备δ-FeOOH前驱体：取上述制备得到的FeSO4溶液100ml，置于250ml烧杯中，加入30ml 0.02mol/LEDTA溶液，用6mol/LNaOH溶液调节pH为8.8，以0.28m3.h-1的速率通入空气，于23℃反应1.5h，经蒸馏水过滤、洗涤，70℃干燥5h，得δ-FeOOH前驱体；
步骤二、取上述制备的δ-FeOOH前驱体4g，加入Na2SiO3·9H2O 83mg，柠檬酸30mg，加入50ml蒸馏水，分散均匀，调节pH至3，转移聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，于160℃反应10h，经过滤，蒸馏水洗涤，滤饼于70℃烘干，得所述高活性α-Fe2O3纳米片。
实施例4
本实施例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是步骤二中调节pH至7。
实施例5
本实施例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是步骤二中柠檬酸的加入量为0.05g。
图1为实施例3步骤2中制备的δ-FeOOH前驱体的红外光谱图，图中1130.00cm-1和990.52cm-1峰分别为δ-FeOOH中的面内及面外的弯曲振动，说明得到的产物为δ-FeOOH。
图2为实施例3制备的α-Fe2O3纳米片扫描电镜(SEM)图，从图中可以看出制备得到的α-Fe2O3为片状结构，直径约为120-150nm，片厚约为3-5nm。
图3实施例3制备的α-Fe2O3纳米片的高分辨扫描电镜(HRSEM)图，从图中可以看出，晶格条纹间距为0.25nm，对应α-Fe2O3的(110)晶面，从左下角的α-Fe2O3纳米片的电子衍射图可以看出，制备得到的α-Fe2O3样品为单晶。
图4为实施例3制备的α-Fe2O3纳米片的X射线衍射(XRD)图谱；经XRD分析表明本实施例制备的α-Fe2O3为六方晶型且纯度较高。
图5为实施例3和对比例1制备的α-Fe2O3的XRD图中的(104)和(110)晶面的半峰宽分析图谱，从图中可以看出，与对比例1相比，实施例3制备的α-Fe2O3(104)面的半峰宽变大，相应峰的强度降低，而(110)面的半峰宽逐渐减小，相应峰的强度增强，这说明添加Na2SiO3作为形貌诱导剂，可抑制晶体沿c轴方向生长，有利于沿a轴方向生长，使(110)活性面更多的暴露在晶体表面。α-Fe2O3(110)晶面上同时存在大量的Fe3+和O2-活性位点，因而具有更高的反应活性，因此，暴露更多的(110)晶面有助于显著提高α-Fe2O3的催化活性。
图6为实施例3和对比例1制备的α-Fe2O3的IR图，从图中可以看出，两个样品均在474.50cm-1和557.45cm-1处出现两个特征吸收峰，其中557.45cm-1处的吸收峰为α-Fe2O3中Fe-O的弯曲振动峰；474.50cm-1处的吸收峰为Fe-O的伸缩振动峰。同时发现:实施例3制备的α-Fe2O3样品在1099.45cm-1和800.49cm-1处出现对应Si-O-Si反对称伸缩振动吸收峰；在949.01cm-1处出现的吸收峰为Fe-O-Si键，由此可判断，加入Na2SiO3后的α-Fe2O3中形成了Fe-O-Si键。另外,在1600cm-1处的峰可归因于C＝O振动峰。
图7为实施例3制备的α-Fe2O3纳米片的X射线光电子能谱(XPS)图谱：(a)Fe2p分析图谱(b)O1s分析图谱(c)Si2p分析图谱(d)C1s分析图谱，图8(a)Fe2p谱中，710.9eV和724.3eV处的两个峰分别对应于Fe2p3/2和Fe2p1/2的结合能，其中能量自旋轨道双重峰之间的分离约为13.4eV，说明其为正三价的铁离子。其中，710.6eV处出现的峰对应于Fe-O-Fe键，713.1eV处出现的峰对应于Fe-O-Si键，说明通过掺杂Na2SiO3在α-Fe2O3中形成了Fe-O-Si键。在图8(b)O1s谱中，在529.3eV、530.8eV和532.8eV处分别对应于Fe-O-Fe键、表面吸附氧以及Si-O-Si键。图8(c)Si2p谱中，在105.3eV处出现的峰对应于Si-O键，在101.2eV处出现的峰值为Si-OH键。图8(d)C1s谱中，拟合得到3个峰，其中288.4eV、285.3eV、284.2eV处出现的峰分别为C＝O、C-O和C-C，而C＝O和C-O可归因柠檬酸中的-COOH，说明实施例制备得到的α-Fe2O3样品表面存在-COOH。
图8为实施例3、实施例4和对比例1制备的α-Fe2O3的紫外光谱图，从图中可以看出，与对比例1相比，实施例3和实施例4制备得到的α-Fe2O3对光的吸收发生了红移，说明加入硅酸盐制备得到的α-Fe2O3纳米薄片对可见光的利用性明显提高，且实施例3与实施例4相比，α-Fe2O3对光的吸收也发生了红移，说明酸性条件得到的α-Fe2O3纳米薄片对光的吸收利用度更高。
图9为本发明实施例3、实施例4和对比例1制备的α-Fe2O3的光致发光谱图(PL图谱)，从图中可以看出，加入硅酸盐在酸性条件制备得到的α-Fe2O3纳米薄片能更好的抑制光生电子和空穴之间的复合，使样品光催化降解活性得到提高。
本发明实施例1-3中硫酸亚铁溶液还可以采用市售的硫酸亚铁铵溶于去离子水中制备得到，但是需要临用现配。
δ-FeOOH前驱体还采用本领域现有的其他制备方法获得，只要能够制备得到纯度较高的δ-FeOOH即可。
对比例1
本对比例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是步骤二中不加入Na2SiO3·9H2O。
对比例2
本对比例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是步骤二中Na2SiO3·9H2O的加入量为17mg。
图10为对比例2制备得到的α-Fe2O3的SEM图，从图中可以看出，添加Na2SiO3的量不在本发明的范围内时，制备得到的样品为近球形，粒径约为95nm，无法得到α-Fe2O3纳米片。
对比例3
本对比例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是步骤二中不加入柠檬酸。不加入柠檬酸得到的α-Fe2O3片比实施例3中得到的α-Fe2O3纳米片的粒径大，片厚。
对比例4
本对比例与实施例3中的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法相同，不同的是用购买的FeCl3代替δ-FeOOH，掺杂相同量的Na2SiO3和相同pH,在相同实验条件下，160℃下水热反应得不到α-Fe2O3纳米片，需至少在180℃以上反应10h才可得到α-Fe2O3纳米片。
实施例1-3制备的α-Fe2O3纳米片及对比例1-3制备的α-Fe2O3的BET测试结果如表1所示。
表1不同催化剂的比表面积、孔容和孔径
由上表可以看出，本发明提供的制备α-Fe2O3的方法，最优条件下可得到比表面积为150.7m2/g的纳米片，且由实施例3和对比例3的数据对比可以看出，制备过程中加入柠檬酸对α-Fe2O3的表面进行修饰，可显著提高α-Fe2O3纳米片的比表面积和孔容。
根据紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)光谱，计算实施例1-3和对比例1-3制备的α-Fe2O3的带隙能，结果如表2所示。
表2不同催化剂的带隙能
从上表中可以看出，与对比例3未用柠檬酸修饰的α-Fe2O3相比，实施例3制备的α-Fe2O3样品的带隙能明显降低，对可见光的利用度更高。
应用实施例1
取相同质量(0.04g)的α-Fe2O3，分别加入到5mg/L 100mL的对硝基苯酚(p-NP)溶液中，用1:1(v/v)HCl调节溶液pH为3，添加微量H2O2(0.45mmol/L)，暗室(自制铁皮箱)静态放置3h后，达到吸附平衡后，用160W氙灯照射，控制温度为25℃，降解过程中，定时取样，反应1h，利用高效液相色谱测定p-NP的浓度，计算降解率，结果如表3所示。不同光催化剂对p-NP的降解。
表3不同光催化剂对p-NP的降解率
| 催化剂 | 降解率 |
| 实施例1 | 86.7％ |
| 实施例2 | 88.9％ |
| 实施例3 | 95.1％ |
| 对比例1 | 48.2％ |
| 对比例2 | 59.6％ |
| 对比例3 | 82.0％ |
试验结果表明，实施例3制备的α-Fe2O3纳米片的光催化性能最好，明显优于对比例1-3。
为了分析柠檬酸修饰α-Fe2O3光催化降解活性提高的原因，将实施例3中柠檬酸的加入量变为0.05g进行试验(即实施例5)，并实施例3、实施例5和对比例1制备得到的α-Fe2O3样品在降解对硝基苯酚过程中，进行了α-Fe2O3样品表面Fe2+浓度的追踪分析(图11)。从图可以看出，三种样品表面Fe2+的含量均先增加后减少，是由于随着反应的进行，α-Fe2O3表面发生光还原反应，α-Fe2O3表面的Fe3+转化为Fe2+，因此，在反应前期，α-Fe2O3表面的Fe2+浓度随时间的增加而增大，但随反应时间的进一步增加，α-Fe2O3表面的Fe2+参与光Fenton反应而被消耗掉，因此，α-Fe2O3表面的Fe2+浓度又开始下降。
同时可以看出，加入柠檬酸修饰得到的α-Fe2O3表面的Fe2+浓度均高于不加柠檬酸的体系，这主要是由于柠檬酸修饰样品的α-Fe2O3表面存在-COOH(XPS检测证实了-COOH的存在)，-COOH与α-Fe2O3表面的Fe3+形成配合物，更有利于发生光还原反应，更有利于Fe3+转化为Fe2+，因此使表面Fe2+浓度增大。还可以发现：加入0.03g柠檬酸修饰的α-Fe2O3样品表面Fe2+浓度最高，在光催化降解过程中，α-Fe2O3表面的Fe2+与H2O2组成非均相光Fenton反应，α-Fe2O3表面Fe2+浓度大，则更有利于发生光Fenton反应产生强氧化性·OH自由基，促进体系对p-NP的氧化降解。
将实施例3制备得到的α-Fe2O3纳米片按照上述实验过程，作了6次重复实验(如图12所示)，重复6次后样品对p-NP的降解率为87.9％，说明样品稳定性较好。
综上所述，本发明提供的α-Fe2O3纳米片的制备方法，工艺简单，反应条件温和，成本低，易于放大生产，实现了对材料形貌的控制，且制备的α-Fe2O3纳米片具有优异的光催化活性，可有效降解污水中难降解的酚类有毒污染物，在污水处理领域具有较好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备得到δ-FeOOH前驱体；
步骤二、将所述δ-FeOOH前驱体、可溶性硅酸盐和柠檬酸加入水中，分散均匀，调节pH至3-7，转移至水热釜中，于150-180℃反应8-12h，得所述高活性α-Fe2O3纳米片；
其中，所述可溶性硅酸盐、所述柠檬酸和所述δ-FeOOH前驱体的物质的量比为0.02-0.03:0.003-0.03:1。
2.如权利要求1所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，步骤一具体为：向硫酸亚铁溶液中加入乙二胺四乙酸溶液，调节pH至8.7-8.9，通入空气，于20-25℃反应1-1.5h，过滤，洗涤，干燥，得δ-FeOOH前驱体。
3.如权利要求2所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；和/或
所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为0.01-0.04mol/L。
4.如权利要求3所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述乙二胺四乙酸和硫酸亚铁的物质的量比为0.01-0.04:1；和/或所述空气的通入速率为0.27-0.30m3.h-1。
5.如权利要求2所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，所述硫酸亚铁溶液的制备方法包括如下步骤：将低碳铁皮加入20-25wt％的硫酸中，过滤，得硫酸亚铁溶液。
6.如权利要求1所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述可溶性硅酸盐为硅酸钠。
7.如权利要求1所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，步骤二中，反应温度为160℃，反应时间为10h。
8.如权利要求1所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述可溶性硅酸盐、柠檬酸和所述δ-FeOOH前驱体的物质的量比为0.026:0.003:1。
9.一种高活性α-Fe2O3纳米片，其特征在于，所述高活性α-Fe2O3纳米片由权利要求1-8任一项所述的高活性α-Fe2O3纳米片的制备方法制备。
10.如权利要求9所述的高活性α-Fe2O3纳米片在光催化降解难降解酚类有机污染物中的应用。
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