Influence of the method of formation a nanosized CoFe2O4/nontronite composite on its structure and properties

Елена Викторовна Томина; Наталья Анатольевна Ходосова; Александр Алексеевич Синельников; Александр Васильевич Жабин; Николай Андреевич Куркин; Людмила Анатольевна Новикова

doi:10.17308/kcmf.2022.24/9861

Елена Викторовна Томина Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация; Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-5222-0756
Наталья Анатольевна Ходосова Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-2809-717X
Александр Алексеевич Синельников Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-0549-4615
Александр Васильевич Жабин Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-3844-6302
Николай Андреевич Куркин Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-0468-8207
Людмила Анатольевна Новикова Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-1635-7739

DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9861

Ключевые слова: нанокомпозит, метод цитратного горения, феррит кобальта, алюмосиликат

Аннотация

Целью исследования было установление влияния метода формирования нанокомпозита
CoFe₂O₄/нонтронит на его структуру и свойства.
Методом цитратного горения синтезированы не содержащие примесей наночастицы феррита кобальта CoFe₂O₄ близкой к сферической формы с преобладающей фракцией частиц в интервале 8-20 нм. Формирование нанокомпозита CoFe₂O₄/нонтронит осуществлялось двумя методами: механическим смешением готовых прекурсоров с последующим отжигом и горением цитрата железа-кобальта с образованием шпинели в присутствии нонтронита в реакторе.
Нанокомпозит CoFe₂O₄/нонтронит, сформированный первым методом, характеризуется распадом
агрегатов природного алюмосиликата и большей сорбционной активностью по отношению к
формальдегиду, чем исходный глинистый минерал и шпинель. Второй метод формирования композита приводит к образованию крупнокристаллических структур кремнезема с худшей сорбционной активностью в сравнении с природным алюмосиликатом и CoFe₂O₄.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Елена Викторовна Томина, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация; Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация

д. х. н., доцент, зав.кафедрой химии, Воронежский государственный
лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова (Воронеж, Российская Федерация).

Наталья Анатольевна Ходосова, Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация

к. х. н., доцент кафедры химии, Воронежский государственный
лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова (Воронеж, Российская Федерация).

Александр Алексеевич Синельников, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. ф.-м. н., директор Центра коллективного пользования научным оборудованием, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

Александр Васильевич Жабин, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. г.-м. н., доцент кафедры общей геологии и геодинамики, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

Николай Андреевич Куркин, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

аспирант кафедры материаловедения и индустрии наносистем, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

Людмила Анатольевна Новикова, Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация

к. х. н., доцент кафедры химии, Воронежский государственный
лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова (Воронеж, Российская Федерация).

Литература

Kefeni K. K., Msagati A. M., Mamba B. B. Ferite nanoparticles: synthesis, characterisation and applications in electronic device. Materials Science and Engineering B. 2017;215: 37–55. http://dx.doi.org/10.1016/j.mseb.2016.11.002

Tomina E. V., Mittova I. Y., Stekleneva O. V., Kurkin N. A., Perov N. S., Alekhina Y. A. Microwave synthesis and magnetic properties of bismuth ferrite nanopowder doped with cobalt. Russian Chemical Bulletin. 2020;69(5): 941–946. https://doi.org/10.1007/s11172-020-2852-1

Leila Roshanfekr Rad, Babak Farshi Ghazani, Mohammad Irani, Mohammad Sadegh Sayyafan, Ismaeil Haririan. Comparison study of phenol degradation using cobalt ferrite nanoparticles synthesized by hydrothermal and microwave methods. Desalination and Water Treatment. 2014;56(12): 1–10. https://doi.org/10.1080/19443994.2014.977960

Tkachenko I. A., Panasenko A. E., Odinokov M. M., Marchenko Y. V. Magnetoactive composite sorbents CoFe2O4–SiO2 Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2020;65(8): 1142–1149. https://doi.org/10.1134/S0036023620080173

Mittova I. Ya., Perov N. S., Tomina E. V., Pan’kov V. V., Sladkopevtsev B. V. Multiferroic nanocrystals and diluted magnetic semiconductorsas a base for designing magnetic materials. Inorganic Materials. 2021;57(13): 22–48. https://doi.org/10.1134/S0020168521130033

Rashidi S., Ataie A. One-step synthesis of CoFe2O4 nano-particles by mechanical alloying. Advanced Materials Research. 2014;829: P. 747–751. https://doi.org/10.4028/w w w.scientific.net/AMR.829.747

Agú U. A., Oliva M. I., Marchetti S. G., Heredia A. C., Casuscelli S. G., Crivello M. E. Synthesis and characterization of a mixture of CoFe2O4 and MgFe2O4 from layered double hydroxides: band gap energy and magnetic responses. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2014;369: 249–259. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.06.046

Rao K. S., Nayakulu S. V. R., Varma M. C., Choudary G. S. V. R. K., Rao K. H. Controlled phase evolution and the occurrence of single domain CoFe2O4 nanoparticles synthesized by PVA assisted sol-gel method. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2018;451(1): 602–608. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.11.069

Tomina E. V., Pavlenko A. A., Kurkin N. A. Synthesis of bismuth ferrite nanopowder doped with erbium ions. Condensed Matter and Interphases. 2021;23(1): 93–100. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3309

Rehman F., Sayed M., Khan J. A., Shah L. A., Shah N. S., Khan H. M., Khattak R. Degradation of crystal violet dye by fenton and photo-fenton oxidation processes. Zeitschrift Fur Physikalische Chemie. 2018;232(12): 1771–1786. https://doi.org/10.1515/zpch-2017-1099

Indu Sharma Somnath, Kotnala R. K., Singh M., Kumar Arun, Dhiman Pooja, Singh Virender Pratap, Verma Kartikey, Kumar Gagan. Structural magnetic and mössbauer studies of Nd-doped Mg-Mn ferrite nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017;444: 77–86. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.08.017

Tsipursky S. I., Drits V. A., Chekin S. S. Revealing the structural ordering of nontronites by the oblique texture electron diffraction method. Proceedings of the Academy of Sciences of the USSR, geological series. 1978;10: 105-113. (In Russ.)

Al-Ahmed A. (Ed.). Advanced applications of micro and nano clay II: synthetic polymer composites. In: Materials Research Foundations. Millersville, PA: Material Research Forum LLC; 2022. 290 p. https://doi.org/10.21741/9781644902035

Bel’chinskaya L. I., Khodosova N. A., Novikova L. A., Strel’nikova O. Y., Roessner F., Petukhova G. A., Zhabin A. V. Regulation of sorption processes in natural nanoporous aluminosilicates. 2. Determination of the ratio between active sites Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2016:52(4); 599– 606. https://doi.org/10.1134/s2070205116040055

Khodosova N. A., Tomina E. V., Belchinskaya L. I., Zhabin A. V., Kurkin N. A., Volkov, A. S. Physical and chemical characteristics of the nanocomposite nontronite/CoFe2O4 sorbent. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2021:21(4); 520–528. (In Russ., abstract in Eng.). https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3636

JCPDC PCPDFWIN: A Windows retrieval/display program for accessing the ICDD PDF – 2 Data Base, International Centre for Diffraction Data, 1997.

Brandon D., Kaplan W.D. Microstructural characterization of materials. John Wiley & Sons Ltd; 1999. 409 p. https://doi.org/10.1002/9780470727133

The list of substances, products, production processes, domestic and natural factors that are carcinogenic to humans. GN 1.1.029-98. Moscow: Goskomsanepidnadzor Russia; 1995. 17 p.

Stefan W: The Great Reference Book of Lapis Minerals. All minerals from A to Z and their properties. 5th edition completely revised and enlarged. Weise, Munich 2008, ISBN 978-3-921656-70-9.

Nurizyanov R. M. Geology minerals and rocks. Almetyevsk: Almetyevsk State Oil Institute Publ., 2012. 84 p. (In Russ.)

Bergaya F., Lagaly G. Handbook of Clay Science. Developments in Clay Science 5. Amsterdam: Elsevier; 2013. 787 p. Available at: https://www.sciencedirect.com/bookseries/developments-in-clay-science/vol/5/suppl/C

Gorshkov V. S., Savelyev V. G., Fedorov N. F. Physical chemistry of silicates and other refractory compounds. Moscow: Vysshaya shkola Publ.; 1988. 400 p.

Krupskaya V. V., Zakusin S. V., Tyupina E. A., Dorzhieva O. V., Chernov M. S., Bychkova Ya. V. Transformation of structure and adsorption properties of montmorillonite under thermochemical treatment. Geochemistry International. 2019;57(3): 314-330. https://doi.org/10.1134/s0016702919030066