Фотокаталитические и магнитные свойства наночастиц феррита цинка
Мартинсон К.Д.1, Мурашкин А.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: martinsonkirill@mail.ru
Поступила в редакцию: 14 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 15 июня 2025 г.
Принята к печати: 15 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
В условиях метода растворного горения с использованием лимонной кислоты в качестве органического топлива при различных соотношениях окислителя и восстановителя были получены порошки феррита цинка со средним размером частиц от (5.9± 1) до (30.9± 3) nm и долей кристаллической фазы от 62 % до 99 %. Показано, что формирование феррита начинается при соотношении окислитель/восстановитель 0.50, тогда как при соотношении 0.25 образуется почти полностью рентгеноаморфный образец со средним размером частиц порядка 6 nm. В области стехиометрического содержания органического топлива образуется твердый продукт, содержащий одну фазу - феррит цинка со средним размером частиц 20-25 nm. Наибольшие значения намагниченности насыщения (43.8 emu/g), остаточной намагниченности (27.2 emu/g) и коэрцитивной силы (336.2 Oe) были обнаружены в образце, синтезированном при соотношении окислитель/восстановитель 1.00, что соответствует стехиометрическому содержанию лимонной кислоты в реакционном растворе. Спектрофотометрические исследования показали, что все образцы способствуют разложению органического красителя (Родамина Б). Наибольшие параметры разложения зафиксированы у образцов, в составе которых отсутствовали примесные оксидные фазы, имеющих наименьший размер частиц и содержащих высокий процент кристаллической фазы феррита цинка. Ключевые слова: феррит цинка, растворное горение, лимонная кислота, магнитные свойства, фотокаталитические свойства.
- S.N. Pund, P.A. Nagawade, A.V. Nagawade, S.R. Thopate, A.V. Bagade. Materials Today: Proceed., 60 (3), 2194 (2022). DOI: 10.1016/j.matpr.2022.02.444
- M. Sugimoto. J. American Ceramic Society, 82 (2), 269 (1999). DOI: 10.1111/j.1551-2916.1999.tb20058.x
- J.B. Franklin, G.T. Anand, G.M. Sujitha, S.J. Sundaram, A.D. Raj, K. Kaviyarasu. Mater. Today: Proceed., 68 (3), 593 (2022). DOI: 10.1016/j.matpr.2022.08.429
- J.K. Jogi, S.K. Singhal, R. Jangir, A. Dwivedi, A.R. Tanna, R. Singh, M. Gupta, P.R. Sagdeo. J. Electron. Mater., 51, 5482 (2022). DOI: 10.1007/s11664-022-09813-2
- M. Kacki, M.S. Rylko, J.G. Hayes, C.R. Sullivan. IEEE Transactions on Power Electronics, 37 (12), 15152 (2022). DOI: 10.1109/TPEL.2022.3189671
- P. Pengdei, Z. Ning. J. Magn. Magn. Mater., 416, 256 (2016). DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.05.018
- S.J. Salih, W.M. Mahmood. Heliyon, 9 (6), E16601 (2023). DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e16601
- K. Wu, J. Li, C. Zhang. Ceramics Intern., 45 (9), 11143 (2019). DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.03.086
- P. Sahoo, P. Choudhary, S.S. Laha, A. Dixit, O.T. Mefford. Chem. Commun., 81 (59), 12065 (2023). DOI: 10.1039/D3CC01637D
- N. Maji, H.S. Dosanjh. Magnetochemistry, 9 (6), 156 (2023). DOI: 10.3390/magnetochemistry9060156
- A. Arimi, L. Megatif, L.I. Granone, R. Dillert, D.W. Bahnemann. J. Photochem. Photobiology A: Chem., 366, 118 (2018). DOI: 10.1016/j.jphotochem.2018.03.014
- S. Malik, K. Muhammad, Y. Waheed. Molecules, 28 (2), 661 (2023). DOI: 10.3390/molecules28020661
- G. Stefanic, S. Krehula, I. Stefanic. Dalton Transactions, 44 (43), 18870 (2015). DOI: 10.1039/C5DT02498F
- K.D. Martinson, I.B. Panteleev, K.A. Steshenko, V.I. Popkov. J. European Ceramic Society, 42, 4363 (2022). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2022.02.059
- S.K. Dutta, M. Akhter, J. Ahmed, M.K. Amin, P.K. Dhar. Biointerface Research Appl. Chemi., 12 (4), 4399 (2022). DOI: 10.33263/BRIAC124.43994416
- G.M. Alzoubi. J. Superconductivity Novel Magnetism, 35, 2417 (2022). DOI: 10.1007/s10948-022-06230-8
- F. Iqbal, M.I.A. Mutalib, M.S. Shaharun, M. Khan, B. Abdullah. Procedia Engineer., 148, 787 (2016). DOI: j.proeng.2016.06.563
- Y.B. Kannan, R. Saravanan, N. Srinivasan, K. Praveena, K. Sadhana. J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 27, 12000 (2016). DOI: 10.1007/s10854-016-5347-y
- К.Д. Мартинсон, И.А. Черепкова, В.В. Соколов. ФХС, 44 (1), 32 (2018). DOI: 10.1134/S1087659618010091 [K.D. Martinson, I.A. Cherepkova, V.V. Sokolov. Glass Phys. Chem., 44, 21 (2018). DOI: 10.1134/S1087659618010091]
- P.P. Goswami, H.A. Choudhury, S. Chakma, V.S. Moholkar. Industrial Engineering Chem. Research, 52 (50), 17848 (2013). DOI: 10.1021/ie401919x
- A. Varma, A.S. Mukasyan, A.S. Rogachev, K.V. Manukyan. Chem. Rev., 116 (23), 14493 (2016). DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00279
- E. Novitskaya, J.P. Kelly, S. Bhaduri, O.A. Graeve. Intern. Mater. Rev., 66 (3), 188 (2021). DOI: 10.1080/09506608.2020.1765603
- M. Ochmann, V. Vrba, J. Kopp, T. Ingr, O. Malina, L. Machala. Nanomaterials, 12 (17), 2987 (2022). DOI: 10.3390/nano12172987
- T.P. Oliveira, G.N. Marques, M.A.M. Castro, R.C.V. Costa, J.H.G. Rangel, S.F. Rodrigues, C.C. Santos, M.M. Oliveira. J. Mater. Res. Technol., 9 (6), 15001 (2020). DOI: 10.1016/j.jmrt.2020.10.080
- F. Riyanti, W. Purwaningrum, N. Yuliasari, S. Putri, N. Aprianti, P.L. Harianti. Turkish J. Chem., 46, 1875 (2022). DOI: 10.55730/1300-0527.3487
- С.В. Дьяченко, К.Д. Мартинсон, И.А. Черепкова, А.И. Жерновой. ЖПХ, 89 (4), 417 (2016). DOI: 10.1134/S1070427216040029 [S.V. Dyachenko, K.D. Martinson, I.A. Cherepkova, A.I. Zhernovoi. Russ. J. Appl. Chem., 89, 535 (2016). DOI: 10.1134/S1070427216040029]
- K.D. Martinson, I.S. Kondrashkova, M.I. Chebanenko, A.S. Kiselev, T.Yu. Kiseleva, V.I. Popkov. J. Rare Earths, 40 (2), 296 (2022). DOI: 10.1016/j.jre.2021.01.001
- R.M. Borade, S.B. Somvanshi, S.B. Kale, R.P. Pawar, K.M. Jadhav. Mater. Res. Express, 7, 016116 (2020). DOI: 10.1088/2053-1591/ab6c9c
- D.A. Vieira, V.C.S. Diniz, D.R. Cornejo, A.C.F.M. Costa, R.H.G.A. Kiminami. Mater. Sci. Forum, 775, 415 (2014). DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.775-776.415
- V.I. Popkov, K.D. Martinson, I.S. Kondrashkova, M.O. Enikeeva, V.N. Nevedomskiy, V.V. Panchuk, V.G. Semenov, M.P. Volkov, I.V. Pleshakov. J. Alloys and Compounds, 859, 157812 (2021). DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.157812
- S.O. Aisida, I. Ahmad, T.-K. Zhao, M. Maaza, F.I. Ezema. J. Macromolecular Sci., Part B, 59 (5), 295 (2020). DOI: 10.1080/00222348.2020.1713519