CC BY
66
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
УДК 661.8 DOI: 10.17213/0321-2653-2019-3-57-64
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ФЕРРИТА И ХРОМИТА ЦИНКА И ИХ КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
© 2019 г. Н.П. Шабельская, Р.П. Медведев, Е.Н. Волошина, Е.В. Васильева, Е.А. Яковенко, А.Н. Яценко, А.А. Яковенко
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, Россия
THE STUDY OF PROCESSES OF FORMATION OF THE NANOSIZED ZINC FERRITE AND CHROMITE AND THEIR CATALYTIC PROPERTIES
N.P. Shabelskaya, R.P. Medvedev, E.N. Voloshina, E.V. Vasilyeva, E.A. Yakovenko, A.N. Yatsenko, A.A. Yakovenko
Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia
Шабельская Нина Петровна - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Общая химия и технология силикатов», ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: [email protected]
Медведев Роман Петрович - соискатель, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Волошина Елена Николаевна - инженер, ЦКП «Нанотехно-логии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Васильева Елена Викторовна - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общеинженерные дисциплины», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Яковенко Елена Александровна - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общеинженерные дисциплины», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Яценко Алексей Николаевич - инженер, ЦКП «Нанотехно-логии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Яковенко Анастасия Андреевна - студентка, кафедра «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Shabelskaya Nina Petrovna - Doctor of Technical Sciences, Professor, Department «General Chemistry and Technology of Silicates», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia. E-mail: [email protected]
Medvedev Roman Petrovich - Applicant, Department «General Chemistry and Technology of Silicates», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Voloshina Elena Nikolaevna - Engineer, CSC «Nanotechnology», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Vasilyeva Elena Viktorovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «General Engineering Disciplines», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Yakovenko Elena Alexandrovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Chemical Technologies», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Yatsenko Alexey Nikolaevich - Engineer, CSC «Nanotechnology», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Yakovenko Anastasia Andreevna - Student, Department «General Chemistry and Technology of Silicates», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
Изучен процесс формирования структуры феррита и хромита цинка. Полученные материалы охарактеризованы с применением рентгенофазового анализа, ИК-спектрометрии, электронной микроскопии, метода БЕТ. Обсужден механизм формирования однофазных образцов, включающий стадию образования хелатных комплексов катионов переходных элементов с лимонной кислотой и их последующего термического разложения. Установлена каталитическая активность синтезированных материалов в процессе окислительной деструкции метилового оранжевого в присутствии пероксида водорода. Показано, что процесс существенно ускоряется при повышении температуры и понижении значения кислотности среды. Отмечено, что хромит цинка проявляет большую каталитическую активность при комнатной температуре, феррит цинка - при повышенной температуре в кислой среде. Последнее объяснено формированием системы Фентона. Результаты могут быть использованы для получения материалов, пригодных в процессах очистки сточных вод промышленных предприятий, применяющих в производственных циклах органические красители.
Ключевые слова: феррит цинка; хромит цинка; наноструктурированные материалы; окислительная деструкция красителя; очистка водных растворов; формирование шпинели.
The process offormation of the structure of zinc ferrite and chromite is studied. The obtained materials were characterized using x-ray phase analysis, IR spectrometry, electron microscopy, BET method. The mechanism of formation of single-phase samples including the stage of formation of chelate complexes of transition element cations with citric acid and their subsequent thermal decomposition is discussed. The catalytic activity of the synthesized materials in the process of oxidative destruction of methyl orange in the presence of hydrogen peroxide is established. It is shown that the process is significantly accelerated by increasing the temperature and lowering the acidity of the medium. It is noted that zinc chromite exhibits a large catalytic activity at room temperature, zinc ferrite - at an elevated temperature in an acidic medium. The latter is explained by the formation of the Fenton system. The results can be used to obtain materials suitable for wastewater treatment processes of industrial enterprises using organic dyes in production cycles.
Keywords: zinc ferrite; zinc chromite; nanostructured materials; oxidative degradation of the dye; purification of aqueous solutions; formation of spinel.
Введение
Ферриты и хромиты переходных металлов стабильно являются объектом интенсивного изучения благодаря удачному сочетанию ряда важных технических свойств. В научной литературе широко обсуждается установленное для феррита и хромита цинка явление фотокаталитической активности для ряда важных реакций [1 - 9]. В частности, феррит цинка применяют для очистки водных растворов от органических загрязнителей: метиленового синего [1 - 3], родамина В [1, 4], кислотного синего [5], метилового оранжевого [2, 6 - 8], конго красного [9].
Одним из активно развивающихся направлений химической технологии оксидных шпинелей является разработка методов синтеза нано-структурированных материалов. Традиционным методом синтеза шпинелей принято считать керамический, в ходе которого используют высокотемпературный обжиг исходных, как правило, оксидных прекурсоров [10 - 12]. Иногда для снижения температуры или продолжительности синтеза применяют комбинацию твердофазного и дополнительного метода, например, с микроволновым облучением [13], гидротермальным воздействием [14]. Для синтеза мелкокристаллических материалов используют сольвотермаль-
ные [15] и, как частный случай, гидротермальные [16] методы, синтез с применением органического прекурсора [17]. В качестве темплата может быть использован глицин [18], лимонная кислота [19, 20], полиакридамид [21], сахарный тростник [3], агар-агар [8].
Несмотря на относительную изученность соединений в системе феррит-хромит цинка, не до конца остается выясненным механизм формирования структуры материалов. Имеются отдельные упоминания [22] о влиянии морфологических особенностей на каталитическую активность шпинелей. Целью проводимого исследования было изучение механизма формирования структуры феррита и хромита цинка, морфологических особенностей и каталитической активности синтезированных материалов в процессах окислительной деструкции метилового оранжевого в присутствии пероксида водорода.
Материал и методика исследования
Для синтеза феррита и хромита цинка была использована методика, подробно описанная в работе [20]. В типичной процедуре были использованы растворы нитратов цинка и железа (III), сульфата хрома (III) с концентрацией 1 моль/л. Для приготовления растворов нитраты цинка
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
Zn(NO3)2-6H2Ü, железа (III) FeCNOsb^O, сульфата хрома (III) Cr2(SÜ4)3 l8H2Ü (содержание компонентов не менее 99 %) растворяли в дистиллированний воде, помещали в соответствии с рецептурой в стальной реакционный сосуд, добавляли последовательно при энергичном перемешивании водные растворы аммиака NH3H2O с концентрацией 25 % по массе (15 мл), лимонной кислоты CeHsO? с концентрацией 6,25 моль/л (25 мл) и подвергали термообработке до полного разложения органической составляющей.
Фазовый состав изучали на рентгеновском дифрактометре ARL X'TRA (использовали Cu-Ka излучение). ИК-спектры поглощения образцов были получены на ИК-Фурье спектрометре Varian 640 (США). Образцы готовили в бромиде калия (1 % по массе). Микрофотографии получены на сканирующем электронном микроскопе Quanta 200. Площадь поверхности определяли на аппарате ChemiSorb 2750 В в ЦКП «Нанотех-нологии» ЮРГПУ(НПИ).
Расчет среднего размера кристаллитов проводили по методу Шеррера по линии 311 по формуле
D_ 0,94 ■ X
B■cos0
где D - средний размер кристаллов, нм; X - длина волны рентгеновского излучения, нм; B - значение ширины линии пика на половине его высоты; cos 9 - значение косинуса угла для пика.
Каталитическую активность полученных феррита и хромита цинка определяли в модельных условиях с применением раствора метилового оранжевого с концентацией 40 мг/л. Исходный раствор органического красителя (10 мл) помещали в реакционный сосуд, добавляли 0,0010 - 0,0018 г катализатора, 10 мл раствора пероксида водорода с концентрацией 3 % по массе. Определение концентации красителя в растворе проводили фотоколориметрическим методом на приборе КФК-2-УХЛ 4,2. Для этого отбирали через определенные интервалы времени часть раствора. Степень каталитической деструкции (Р) метилового оранжевого вычисляли по формуле
р = <С°^С 100, С '
где С0 - начальная концентрация раствора, мг/л; С - текущее значение концентрации раствора, мг/л.
Эксперимент по разрушению органического красителя под действием пероксида водорода осуществляли при температуре 22 и 86 °С.
Для создания определенной кислотности среды использовали раствор серной кислоты и натриевой щелочи с концентрацией 1 моль/л.
Эксперимент
Синтез шпинелей состава ZnFe2O4, ZnCr2O4 проводили с применением следующих технологических операций. Растворы солей в соответствии с расчетным количеством, отвечающим содержанию компонентов в твердом растворе, отмеряли и помещали в реакционный сосуд из нержавеющей стали. Далее добавляли водный раствор аммиака при интенсивном перемешивании, наблюдали выпадение окрашенного хлопьевидного осадка. В полученную суспензию вводили раствор лимонной кислоты, при этом перемешивание продолжали. Получали прозрачный окрашенный раствор, который нагревали до полного испарения жидкости. При этом происходило образование вязкого гелеобразного вещества, переходящего постепенно в твердый пористый материал. При дальнейшем нагревании происходил процесс интенсивного разложения, сопровождающийся выделением газообразных веществ и свечением реакционной системы. Нагревание продолжали до полного разложения органической составляющей. Во всех изученных случаях синтезированный материал имел пористую структуру.
Рентгенограммы синтезированных образцов приведены на рис. 1 и 2. На рентгенограмме образца хромита цинка (рис. 1, а) после термолиза содержится, помимо шпинели ZnCr2O4 (PDF Number 010-75-4052), некоторое количество моногидрата сульфата цинка ZnSO4-H2O (PDFNumber 000-12-0781).
" ■ о г
Jhwwww«' W' 'VrfU
ZnSO4 H2O
25,0 35,0 45,0 55,0 65,0 2 theta, deg.
Рис. 1. Рентгенограмма образца ZnCnO4: а - после термолиза; б - после дополнительной термообработки.
Индексированы линии, принадлежащие шпинели / Fig. 1. The Diffractogram of the sample ZnCnO4: a - after thermolysis; б - after additional heat treatment. Indexed the lines belonging to the spinel
б
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
Для получения однофазного материала эти образцы были подвергнуты дополнительной термической обработке при температуре 800 оС (скорость нагрева составляла 13 оС/мин) в течение 30 мин. В итоге образуются однофазные образцы со структурой кубической шпинели ZnCr2O4 (PDF Number 010-75-4050) (рис. 1, б). На рентгенограмме феррита цинка (рис. 2) после термолиза присутствуют только линии, характеризующие фазу кубической шпинели ZnFe2O4 (PDF Number 010-74-2397).
i a
Av'1
25,0
35,0
45,0
55,0
2 theta, deg.
3 -»
0 20 40 60 Время, ч
Рис. 3. Зависимость степени разложения метилового
оранжевого от времени протекания реакции при комнатной температуре в присутствии: ZnCnO4 (1),
ZnFe2O4 (2), без катализатора (3) / Fig. 3. The dependence of the degree of decomposition of methyl orange on the reaction time at room temperature in the presence of: ZnCnO4 (1), ZnFe2O4 (2), without catalyst (3)
Изучение каталитической активности синтезированных материалов в реакции каталитической деструкции органического красителя перок-
сидом водорода проводили также при нагревании. На рис. 4 приведены данные о количестве красителя, подвергшегося деструкции за 10 мин от начала реакции, при проведении процесса при температуре 86 °С. Р, %
80 60 40 20 0
ZnFeiCU
■ XnC Г2О4
ill if ■
2
5
7
рн
Рис. 2. Рентгенограмма образца ZnFe2Ü4 / Fig. 2. The Diffractogram of the sample ZnFe2Ü4
Установлено, что полученные материалы проявляют каталитическую активность в реакции Фентона. Временная зависимость количества метилового оранжевого, подвергшегося каталитической деструкции, при комнатной температуре приведена на рис. 3.
Р, % 80 60 40 20 0
Рис. 4. Степень разложения органического красителя
под действием катализатора в зависимости от кислотности среды / Fig. 4. The degree of decomposition of the organic dye under the action of the catalyst depending on the acidity of the medium
Введение раствора кислоты и щелочи способствует изменению кислотности среды. При добавлении 0,5 мл раствора серной кислоты с концентрацией 1 моль/л получали раствор с рН 2, 1,0 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 1 моль/л получали раствор с рН 7, без дополнительно введенных кислоты или щелочи раствор имел рН 5 (вследствие того, что перок-сид водорода является кислотой, диссоциирующей по схеме Н2О2 = Н+ + НО2").
Изучение структуры и морфологических особенностей образцов
После термолиза образуются пористые материалы (рис. 5). Значение параметра решетки, рассчитанное по методу Дебая-Шеррера значение среднего размера кристаллитов, площадь поверхности, определенная по методу БЕТ, приведены в табл. 1.
а б
Рис. 5. Микрофотографии феррита (а) и хромита (б) цинка / Micrographs of zinc ferrite (a) and chromite (б)
2
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
Таблица 1 / Table 1
Средний размер кристаллов D и значения площади поверхности Sbet шпинелей / The average size of crystals D and the values of surface area Sbet spinels'
Образец а, нм D, нм Sbet, м2/г
ZnF e2O4 0,8441 3,2 453,1
ZnCr2O4 без дополнительной термообработки 0,8346 3,7 -
ZnCr2O4 0,8333 2,5 53,6
Т, %
512,0
623,4
500
700
900
X, нм
Рис. 6. ИК-спектры поглощения / Fig. 6. IR absorption spectra
он
I
оос-сн,-с-сн,- coo, \ I 2 \
Fe— OOC COO — zn
\ I
OOC - CH2-C-CH2-COO.. I
OH
OOC
\
Cr —
\
OOC
OH
I
с
OOC
-CH,-C-CH,- COO,
coo I
С-СН-, I
OH
— CH-i C—CbL —
Zn
-COO..
На рис. 6 приведены данные ИК-спектрос-копии образцов.
Обсуждение результатов
Процесс образования феррита и хромита цинка можно представить состоящим из ряда стадий.
Образование осадков гидроксидов соответствующих металлов:
2п2+ + 20Н- = 2п(0Н^;
Ре3+ + ЗОН" = Ре(0Н)3;
Сг3+ + ЗОН" = Сг(0Н)з.
Гидроксиды всех рассматриваемых элементов имеют амфотерный характер, что может приводить к осложнению процесса, сопровождаться параллельно протекающими реакциями образования анионных комплексов:
2п(0Н)2 + 20Н" = [2п(0Н)4]2-;
Ре(0Н)з + ЗОН" = [Ре(0Н)б]3";
Сг(0Н)з + ЗОН" = [Сг(0Н)б]3".
При введении в реакционную систему лимонной кислоты возможно образование цитратов с последующим формированием хелатных комплексов, имеющих объемную структуру
При последующем нагревании происходит разложение комплексов с образованием дисперсного порошка шпинели 2пРе204 и 2пСг204. При этом наблюдается эффект наследования формы прекурсора, аналогичное явление наблюдали ранее, например в работе [23].
При наличии в системе сульфата хрома (III) возможна реакция образования сульфата цинка по уравнению
2п2+ + 8042" = 2п804.
На основе полученных экспериментальных данных следует заключить, что температура реакционной системы не достаточна для разложения 2п804, и он входит в состав продукта синтеза. При проведении заключительного отжига сульфат цинка разлагается с образованием оксида 2п0, который входит в структуру однофазной кубической шпинели.
Согласно полученным данным РФА, образцы феррита и хромита цинка формируются в структуре кубической шпинели.
Данные о структуре материала дополнены результатами ИК-спектроскопии (рис. 6). Исходя из предположения, что самой интенсивной спектральной полосе соответствует колебание катиона высшей валентности [24], можно предположить, что пики 565 и 623 см-1 отвечают колебаниям трехвалентных катионов хрома и железа. Линия 512 см1 характеризует колебания двухвалентного катиона цинка. Хромит цинка кристаллизуется в структуре нормальной шпинели, с размещением катионов цинка в тера", катионов хрома - в окта-позициях. Для феррита цинка характер ИК"спектра существенно иной. По"видимому, это связано с высокой степенью обращенности образованной шпинели. Об этом свидетельствует слабо выраженный пик в области 668 см-1 и расщепление пика в области 510 - 570 см-1.
Как видно из данных, приведенных в табл. 1, для хромита цинка значения ^бет ниже, что может быть связано с дополнительной термообработкой материала, приводящей к увеличению степени кристалличности. Более высокие значения В для феррита цинка могут быть связаны с образованием кластеров (на рис. 5, а видно, что образуются частицы сложной формы).
ISSN 0321-2653 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН._ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2019. № 3
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
В ходе проведенного исследования каталитической активности синтезированных материалов установлена высокая каталитическая активность в реакции Фентона. Временная зависимость количества метилового оранжевого, подвергшегося каталитической деструкции, приведена на рис. 3. Согласно результатам проведенного исследования, в случае использования в качестве катализатора 2пСг204 в процессе окислительной деструкции метилового оранжевого в присутствии пероксида водорода удается достичь практически полного удаления (степень деструкции 97 %) органического вещества из водного раствора. Феррит цинка проявляет менее выраженную активность в исследованной реакции, несмотря на значительно более развитую поверхность (табл. 1).
Проведение процесса при повышенной температуре приводит к существенному ускорению протекания реакции. Подобный результат имеем и при повышении кислотности реакционной среды. В этом случае более активным катализатором разложения органического красителя под действием Н2О2 выступает феррит цинка: в ходе проведения процесса при рН 2 наблюдали 100 %-е удаление красителя из раствора уже через 4 мин от начала протекания реакции. Для хромита цинка в этих условиях отмечено 60 % удаленного красителя (рис. 4).
Увеличение скорости и глубины протекания реакции в случае феррита цинка может быть связано с частичным растворением катализатора с переходом катионов Бе3+ в раствор и образованием системы Фентона Ре3+/Ре2+ в ходе окислительно-восстановительного процесса
Бе3+ + Н2О2 + 2Н+ = Бе2+ + 2Ш0.
Полученные результаты могут быть полезны при выборе материалов, перспективных для применения в системах очистки сточных вод промышленных предприятий, использующих в производственных циклах органические красители.
Выводы
Изучен процесс формирования структуры шпинели феррита и хромита цинка. Обсужден механизм формирования однофазных образцов, включающий стадию образования хелатных комплексов катионов переходных элементов с лимонной кислотой и их последующего термического разложения. Установлена каталитическая активность синтезированных материалов в процессе окислительной деструкции метилового
оранжевого в присутствии пероксида водорода. Показано, что процесс существенно ускоряется при повышении температуры и понижении значения кислотности среды. Последнее объяснено формированием системы Фентона. Результаты могут быть использованы для получения материалов, пригодных в процессах очистки сточных вод промышленных предприятий, применяющих в производственных циклах органические красители.
Литература
1. Ghobadifard M., Farhadi S., Mohebbi S. Catalytic performance of ZnFe2O4 nanoparticles prepared from the [ZnFe2O(CH3COO)6(H2O)3] center dot 2H2O complex under microwave irradiation // Research On Chemical Intermediates. 2019. Vol. 45. no 2. P. 379 - 400.
2. Kharazi P., Rahimi R., Rabbani M. Study on porphyrin/ ZnFe2O4@polythiophene nanocomposite as a novel r adsorbent and visible light driven photocatalyst for the removal of methylene blue and methyl orange // Materials Research Bulletin. 2018. Vol. 103. P. 133 - 141.
3. Patil S.B., Naik H.S.B., Nagaraju G., Viswanath R., Rashmi S.K., Kumar M.V. Sugarcane juice mediated eco-friendly synthesis of visible light active zinc ferrite nanoparticles: Application to degradation of mixed dyes and antibacterial activities // Materials Chemistry And Physics. 2018. Vol. 212. P. 351 - 362.
4. Cai A.J., Guo A.Y., Du L.Q., Chang Y.F., Wang X.P. Nanofibrillated Cellulose-Assisted Synthesis of Fiber-Like ZnO-ZnFe2O4 Composites with Enhanced Visible-Light-Driven Photocatalytic Activity // JOM. 2018. Vol. 70. no 10. P. 2169 - 2172.
5. Salla S., Ankem N.R., Kumar P.S., Renita AA, Micheal K. Enhanced photocatalytic activity of environment-friendly C/ZnFe2O4 nanocomposites: application in dye removal // Desalination And Water Treatment. 2019. Vol. 137. P. 395 - 402.
6. Li Z.Z., Chen H.B., Liu WX. Full-Spectrum Photocatalytic Activity of ZnO/CuO/ZnFe2O4 Nanocomposite as a PhotoFenton-Like Catalyst // Catalysts. 2018. Vol. 8. no 11. P. 557.
7. Ma Y., Wang Q., Xing S.T. Insight into the catalytic mechanism of gamma-Fe2O3/ZnFe2O4 for hydrogen peroxide activation under visible light // Journal Of Colloid And Interface Science. 2018. Vol. 529. P. 247-254.
8. Cherif K., Rekhila G., Omeiri S., Bessekhouad., Trari M. Physical and photoelectrochemical properties of the spinel ZnCr2O4 prepared by sol gelA Application to Orange II degradation under solar light // Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry. 2019. Vol. 368. P. 290 - 295.
9. Behera A., Kandi D., Majhi S.M., Martha S., Panda K. Facile
synthesis of ZnFe2O4 photocatalysts for decolourization of organic dyes under solar irradiation. Beilstein Journal of Nanotechnology, 2018, Vol. 9, pp. 436 - 446.
10. Koga Y., Okada R., Kobayashi S., Yamada H., Watanabe T. Substitution effects on frustrated magnetism of chromite spinel ACr2O4 // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2019. Vol. 476. P. 464 - 468.
11. Granone L.I., Ulpe A.C., Robben L., Klimke S., Jahns M., Renz F., Gesing T.M., Bredow T., Dillert R., Bahnemann D.W. Effect of the degree of inversion on optical properties of
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2019. No 3
spinel ZnFe2O4 // Physical Chemistry Chemical Physics. 2018. Vol. 20. no 44. P. 28267 - 28278.
12. Шабельская Н.П., Кухарева В.П., Михайличенко С.Н., Шилкина Л.А., Таланов М.В., Ульянов А.К. Особенности синтеза и фазообразование в системе NiO-FeO-Fe2O3-Cr2O3 // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2015. № 2. С. 91 - 95.
13. Litvishkov Y.N., Zul'fugarova SM., Aleskerova Z.F., Gasangulieva N.M., Shakunova N. V., Aleskerov A.G. Microwave Synthesis of Co, Ni, Cu, Zn Ferrites // Russian Journal Of Applied Chemistry. 2018. Vol. 91. no 5. P. 793 - 801.
14. Qu F.D., Shang W.N., Thomas T, Ruan S.P., Yang M.H. Self-template derived ZnFe2O4 double-shell microspheres for chemresistive gas sensing // Sensors And Actuators B-Chemical. 2018. Vol. 265. P. 625 - 631.
15. Yu M., Huang Y., Wang K., Han X.P., WangM.Y., Zhu Y.D., Liu L. Complete hollow ZnFe2O4 nanospheres with huge internal space synthesized by a simple solvothermal method as anode for lithium ion batteries // Applied Surface Science. 2018. Vol. 462. P. 955 - 962.
16. Wang X.T., Zhao M.G., Song Y.W., Liu Q.Y., Zhang Y.X., Zhuang Y.P., Chen S.G. Synthesis of ZnFe2O4/ZnO heterostructures decorated three-dimensional graphene foam as peroxidase mimetics for colorimetric assay of hydroquinone // Sensors And Actuators B-Chemical. 2019. Vol. 283. P. 130 - 137.
17. Liu P.X., Ren Y.M., Ma W.J., Ma J., Du Y.C. Degradation of shale gas produced water by magnetic porous MFe2O4
(M = Cu, Ni, Co and Zn) heterogeneous catalyzed ozone // Chemical Engineering Journal. 2018. Vol. 345. P. 98 - 106.
18. Priyadharsini P., Pradeep A., Chandrasekaran G. Novel combustion route of synthesis and characterization of nanocrystalline mixed ferrites of Ni-Zn // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. Vol. 321. P. 1898 - 1903.
19. Шабельская Н.П. Процессы фазообразования в системе NiO-CuO-Fe2O3-Cr2O3 при разложении солей // Неорганические материалы. 2014. Т. 55. № 11. С. 1205-1209.
20. Шабельская Н.П., Чернышев В.М., Постников А.А., Сулима С.И., Таранушич В.А.Синтез наноразмерного феррита цинка с 3d-струкгурой как носителя СоО // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2017. № 2. С. 116 - 121.
21. Roy S., Ghose J. Superparamagnetic nanocrystalline CuFe2O4 // Journal of applied physics. 2000. Vol. 87. no. 9. Р. 6226 - 6229.
22. Xu H.Y., Li B., Li P. Morphology dependent photocatalytic efficacy of zinc ferrite probed for methyl orange degradation // Journal Of The Serbian Chemical Society. 2018. Vol. 83. no. 11. P. 1261 - 1271.
23. Gao Y., Yin L., Kim S.J., Yang H., Jeon I., Kim J.P., Jeong S. Y., Lee H.W., Cho C.R. Enhanced lithium storage by ZnFe2O4 nanofibers as anode materials for lithium-ion battery // Electrochimica Acta. 2019. Vol. 296. P. 565 - 574.
24. Zhu J., Cen H., Nan Z. Investigation on interaction induced cluster-shaped Zn-doped Fe3O4 formation by in situ calorimetry // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2018. Vol. 132. P. 1481 - 1488.
References
1. Ghobadifard M., Farhadi S., Mohebbi S. Catalytic performance of ZnFe2O4 nanoparticles prepared from the [ZnFe2O(CH3COO)6(H2O)3] center dot 2H2O complex under microwave irradiation. Research On Chemical Intermediates, 2019, Vol. 45, no 2, pp. 379 - 400.
2. Kharazi P., Rahimi R., Rabbani M. Study on porphyrin/ZnFe2O4 polythiophene nanocomposite as a novel r adsorbent and visible light driven photocatalyst for the removal of methylene blue and methyl orange. Materials Research Bulletin, 2018, Vol. 103, pp 133 - 141.
3. Patil S.B., Naik H.S.B., Nagaraju G., Viswanath R., Rashmi S.K., Kumar M.V. Sugarcane juice mediated eco-friendly synthesis of visible light active zinc ferrite nanoparticles: Application to degradation of mixed dyes and antibacterial activities. Materials Chemistry and Physics, 2018, Vol. 212, pp. 351 - 362.
4. Cai A.J., Guo A.Y., Du L.Q., Chang Y.F., Wang X.P. Nanofibrillated Cellulose-Assisted Synthesis of Fiber-Like ZnO-ZnFe2O4 Composites with Enhanced Visible-Light-Driven Photocatalytic Activity. JOM, 2018, Vol. 70, no. 10, pp. 2169 - 2172.
5. Salla S., Ankem N.R., Kumar P.S., Renita A.A., Micheal K. Enhanced photocatalytic activity of environment-friendly C/ZnFe2O4 nanocomposites: application in dye removal. Desalination and Water Treatment, 2019, Vol. 137, pp. 395 - 402.
6. Li Z.Z., Chen H.B., Liu W.X. Full-Spectrum Photocatalytic Activity of ZnO/CuO/ZnFe2O4 Nanocomposite as a PhotoFenton-Like Catalyst. Catalysts. 2018, Vol. 8, no. 11, 557 p.
7. Ma Y., Wang Q., Xing S.T. Insight into the catalytic mechanism of gamma-Fe2O3/ZnFe2O4 for hydrogen peroxide activation under visible light. Journal Of Colloid and Interface Science, 2018, Vol. 529, pp. 247 - 254.
8. Cherif K., Rekhila G., Omeiri S., Bessekhouad., Trari M. Physical and photoelectrochemical properties of the spinel ZnCnO4 prepared by sol gelA Application to Orange II degradation under solar light. Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry, 2019, Vol. 368, pp. 290 - 295.
9. Behera A., Kandi D., Majhi S.M., Martha S., Parida K. Facile synthesis of ZnFe2O4 photocatalysts for decolourization of organic dyes under solar irradiation. Beilstein Journal of Nanotechnology, 2018, Vol. 9, pp. 436 - 446.
10. Koga Y., Okada R., Kobayashi S., Yamada H., Watanabe T. Substitution effects on frustrated magnetism of chromite spinel A&2O4. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2019, Vol. 476, pp. 464 - 468.
11. Granone L.I., Ulpe A.C., Robben L., Klimke S., Jahns M., Renz F., Gesing T.M., Bredow T., Dillert R., Bahnemann D.W. Effect of the degree of inversion on optical properties of spinel ZnFe2O4. Physical Chemistry Chemical Physics, 2018, Vol. 20, no. 44, pp. 28267 - 28278.
12. Shabel'skaya N.P., Kukhareva V.P., Mikhailichenko S.N., Shilkina L.A., Talanov M.V., Ul'yanov A.K. Osobennosti sinteza i fazoobrazovanie v sisteme NiO-FeO-Fe2O3-Cr2O3 [Features of synthesis and phase formation in the system NiO-FeO-Fe2O3-Cr2O3]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Tekhn. nauki, 2015, no. 2, pp. 91 - 95. (In Russ.)
13. Litvishkov Y.N., Zul'fugarova S.M., Aleskerova Z.F., Gasangulieva N.M., Shakunova N.V., Aleskerov A.G. Microwave Synthesis of Co, Ni, Cu, Zn Ferrites. Russian Journal of Applied Chemistry, 2018, Vol. 91, no. 5, pp. 793 - 801.
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE 2019. No 3
14. Qu F.D., Shang W.N., Thomas T., Ruan S.P., Yang M.H. Self-template derived ZnFe2Û4 double-shell microspheres for chemre-sistive gas sensing. Sensors and Actuators B-Chemical, 2018, Vol. 265, pp. 625 - 631.
15. Yu M., Huang Y., Wang K., Han X.P., Wang M.Y., Zhu Y.D., Liu L. Complete hollow ZnFe2Û4 nanospheres with huge internal space synthesized by a simple solvothermal method as anode for lithium ion batteries. Applied Surface Science, 2018, Vol. 462, pp. 955 - 962.
16. Wang X.T., Zhao M.G., Song Y.W., Liu Q.Y., Zhang Y.X., Zhuang Y.P., Chen S.G. Synthesis of ZnFe2Û4/ZnO heterostructures decorated three-dimensional graphene foam as peroxidase mimetics for colorimetric assay of hydroquinone. Sensors and Actuators B-Chemical, 2019, Vol. 283, pp. 130 - 137.
17. Liu P.X., Ren Y.M., Ma W.J., Ma J., Du Y.C. Degradation of shale gas produced water by magnetic porous MFe2O4 (M = Cu, Ni, Co and Zn) heterogeneous catalyzed ozone. Chemical Engineering Journal, 2018, Vol. 345, pp. 98 - 106.
18. Priyadharsini P., Pradeep A., Chandrasekaran G. Novel combustion route of synthesis and characterization of nanocrystalline mixed ferrites of Ni-Zn. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2009, Vol. 321, pp. 1898 - 1903.
19. Shabel'skaya N.P. Protsessy fazoobrazovaniya v sisteme NiO-CuO-Fe2O3-CnO3 pri razlozhenii solei [Phase formation processes in the system NiO-CuO-Fe2O3-CnO3 in the decomposition of salts]. Neorganicheskie materialy, 2014, Vol. 55, no. 11, pp. 1205 - 1209. (In Russ.)
20. Shabel'skaya N.P., Chernyshev V.M., Postnikov A.A., Sulima S.I., Taranushich V.A.Sintez nanorazmernogo ferrita tsinka s 3d-strukturoi kak nositelya SoO [Synthesis of nanoscale zinc ferrite with 3d structure as a carrier of COO]. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Tekhn. nauki, 2017, no. 2, pp. 116 - 121. (In Russ.)
21. Roy S., Ghose J. Superparamagnetic nanocrystalline CuFe2O4. Journal of applied physics, 2000, Vol. 87, no. 9, pp. 6226 - 6229.
22. Xu H.Y., Li B., Li P. Morphology dependent photocatalytic efficacy of zinc ferrite probed for methyl orange degradation. Journal of the Serbian Chemical Society, 2018, Vol. 83, no. 11, pp. 1261 - 1271.
23. Gao Y., Yin L., Kim S.J., Yang H., Jeon I., Kim J.P., Jeong S.Y., Lee H.W., Cho C.R. Enhanced lithium storage by ZnFe2O4 nanofibers as anode materials for lithium-ion battery. Electrochimica Acta, 2019, Vol. 296, pp. 565 - 574.
24. Zhu J., Cen H., Nan Z. Investigation on interaction induced cluster-shaped Zn-doped Fe3O4 formation by in situ calorimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2018, Vol. 132, pp. 1481 - 1488.
Поступила в редакцию /Received 05 июня 2019 г. / June 05, 2019
