Магнетні та фотокаталітичні властивості нанодисперсних феритів Co$_x$Ni$_y$Zn$_{1-x-y}$Fe$_2$O$_4$

Л. А. Фролова$^{1}$, О. В. Хмеленко$^{2}$, О. С. Ковров$^{3}$

$^{1}$ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет», просп. Гагаріна, 8, 49005 Дніпро, Україна
$^{2}$Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 72, 49010 Дніпро, Україна
$^{3}$Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», просп. Дмитра Яворницького, 19, 49005 Дніпро, Україна

Отримано: 18.07.2020; остаточний варіант - 07.12.2020. Завантажити: PDF

У роботі розглянуто залежність магнетних та фотокаталітичних властивостей феритів складу Co$_x$Ni$_y$Zn$_{1-x-y}$Fe$_2$O$_4$ (де 0 < $x$ < 1 та 0 < $y$ < 1). Ферити синтезували плазмовим методом у вигляді наночастинок. Дослідження властивостей наноферитів проводили за допомогою рентґенофазового аналізу, вібраційної магнетометрії, спектроскопії. Фотокаталітичні властивості в реакції розкладу метиленового синього визначали за УФ-спектрограмами. Математичні рівняння залежностей функцій відгуку від складу одержані за допомогою симплексного методу. Встановлено, що намагнеченість насичення знижується для феритів складів Ni$_{1-x}$Zn$_x$Fe$_2$O$_4$ та Co$_{1-x}$Fe$_2$O$_4$ зі збільшенням вмісту катіонів Цинку. Для всього ряду Ni$_{1-x}$Co$_x$Fe$_2$O$_4$ феритів спостерігаються підвищені магнетні характеристики. Дослідження каталітичної активності по відношенню до реакції розкладання метиленового синього показало, що подвійні та потрійні ферити характеризуються високими фотокаталітичними властивостями. Спостерігається кореляція між фотокаталітичною активністю та енергією забороненої зони.

Ключові слова: ферити, плазмовий метод, симплексний метод, намагнеченість насичення, фотокаталіз, коерцитивна сила.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i02/0159.html

PACS: 52.77.Dq, 61.05.cp, 61.46.-w, 61.66.Fn, 75.50.Gg, 75.60.Ej, 81.20.Fw


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. L. Živanov, M. Damnjanović, N. Blaž, A. Marić, M. Kisić, and G. Radosavljević, Magnetic, Ferroelectric, and Multiferroic Metal Oxides, 2018: 387 (2018). Crossref
  2. M. Kaur and N. Kaur, and Vibha, Ferrites: Synthesis and Applications in for Environmental Remediation (Eds. Virender K. Sharma, Ruey-an Doong, Hyunook Kim, Rajender S. Varma, and Dionysios D. Dionysiou) (Texas: American Chemical Society: 2016), ch. 4, p. 113. Crossref
  3. G. Mamba and M. Ajay, Catalysts, 6: 79 (2016). Crossref
  4. S. J. Olusegun, E. T. F. Freitas, L. R. S. Lara, H. O. Stumpf, and N. D. S. Mohallem, Ceram. Int., 45, No. 7: 8734 (2019). Crossref
  5. F. Dehghani, H.Saeedeh, and A. Shibani, J. Industrial and Engineering Chemistry, 48: 36 (2017). Crossref
  6. S. E. Shirsath, D. Wang, S. S. Jadhav, M. L. Mane, and S. Li, Handbook of Sol-Gel Science and Technology (Eds. Lisa Klein, Mario Aparicio, and Andrei Jitianu) (Cham: Springer: 2018), p. 695. Crossref
  7. I. Zalite, G. Heidemane, J. Grabis, and M. Maiorov, Powder Technology (Ed. Alberto Adriano Cavalheiro) (London: Intech Open Limited: 2018), ch. 6, p. 97. Crossref
  8. C. Barathiraja, A. Manikandan, A. U. Mohideen, S. Jayasree, and S. A. Antony, J. Supercond. Nov. Magn., 29, No. 2: 477 (2016). Crossref
  9. N. Jahan, F.-U.-Z. Chowdhury, and A. K. M. Zakaria, Mater. Science-Poland, 34, No. 1: 185 (2016). Crossref
  10. X. Li, R. Sun, B. Luo, A. Zhang, A. Xia, and C. Jin, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 28: 12268 (2017). Crossref
  11. C. Liu, B. Zou, A. J. Rondinone, and Z. J. Zhang, J. Phys. Chem. B, 104: 1141 (2000). Crossref
  12. G. R. Patta, R. Kumar, B. V. Ragavaiah, and N. Veeraiah, Appl. Phys. A, 126: 64 (2020). Crossref
  13. L. Frolova, A. Derimova, and T. Butyrina, Acta Phys. Polonica A, 133, No. 4: 1021 (2018). Crossref
  14. P. A. Vinosha, B. Xavier, S. Krishnan, and S. J. Das, J. Nanosci. Nanotechnol., 18, No. 8: 5354 (2018). Crossref
  15. R. Sharma and S. Singhal, Clean-Soil Air Water, 46, No. 1: 1700605 (2018). Crossref
  16. M. T. Jamil, J. Ahmad, S. H. Bukhari, T. Sultan, M. Y. Akhter, H. Ahmad, and G. Murtaza, J. Ovonic Res., 13, No. 1: 45 (2017).
  17. R. Sharma, S. Bansal, and S. Singhal, J. RSC Adv., 5, No. 8: 6006 (2015). Crossref
  18. M. Li, Y. Xiong, X. Liu, X. Bo, Y. Zhang, C. Han, and L. Guo, Nanoscale, 7, No. 19: 8920 (2015). Crossref
  19. V. Anto Feradrick Samson, S. Bharathi Bernadsha, M. Mahendiran, K. Leo Lawrence, J. Madhavan, M. Victor Antony Raj, and S. Prathap, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 31: 6574 (2020). Crossref
  20. Zhigang Jia, Daping Ren, Yongcheng Liang, and Rongsun Zhu, Mater. Lett., 65, No. 19–20: 3116 (2011). Crossref
  21. G. Mathubala, A. Manikandan, S. Arul Antony, and P. Ramar, J. Mol. Struct., 1113: 79 (2016). Crossref
  22. S. Asiri, M. Sertkol, S. Guner, H. Gungunes, K. M. Batoo, T. A. Saleh, H. Sozeri, M. A. Almessiere, A. Manikandan, and A. Baykal, Ceram. Int., 44, No. 5: 5751 (2018). Crossref
  23. M. I. A. Abdel Maksoud, G. S. El-Sayyad, A. H. Ashour, A. I. El-Batal, M. A. Elsayed, M. Gobara, A. M. El-Khawaga, E. K. Abdel-Khalek, and M. M. El-Okr, Microbial Pathogenesis, 127: 144 (2019). Crossref
  24. M. Sun, X. Han, and Sh. Chen, Mater. Sci. Semiconductor Process., 91: 367 (2019). Crossref
  25. N. K. Gupta, Y. Ghaffari, S. Kim, J. Bae, K. S. Kim, and Md. Saifuddin, Sci. Rep., 10: 4942 (2020). Crossref
  26. A. Lassoued and J. F. Li, Solid State Sci., 104: 106199 (2020). Crossref
  27. R. Hosseini Akbarnejad, V. Daadmehr, A. T. Rezakhani, F. Shahbaz Tehrani, F. Aghakhani, and S. Gholipour, J. Supercond. Nov. Magn., 26: 429 (2013). Crossref
  28. K. K. Kefeni and B. B. Mamba, Sustainable Materials and Technologies, 23: e00140 (2020). Crossref
  29. L. Frolova, A. Pivovarov, and E. Tsepich, Nanophysics, Nanophotonics, Surface Studies, and Applications (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Springer: 2016), p. 213. Crossref
  30. R. R. López and R. Gómez, J. Sol-Gel Sci. Tech., 61, No. 1: 1 (2012). Crossref
  31. L. A. Frolova and M. P. Derhachov, Nanoscale Res. Lett., 12, No. 1: 505 (2017). Crossref