In situ synthesis of nano-CeO2 and chitosan composite

L. A. Zemskova; Земскова Л. А.; V. E. Silant’ev; Силантьев В. Е.; D. Kh. Shlyk; Шлык Д. Х.

doi:10.31857/S0044457X24040045

In situ synthesis of nano-CeO2 and chitosan composite

Authors: Zemskova L.A.¹, Silant’ev V.E.¹^,2, Shlyk D.K.¹
Affiliations:
1. Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences
2. Far Eastern Federal University, School of Medicine and Life Sciences
Issue: Vol 69, No 4 (2024)
Pages: 488-495
Section: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://ruspoj.com/0044-457X/article/view/666560
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24040045
EDN: https://elibrary.ru/ZYVUEE
ID: 666560

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

Nanosized cerium oxide (CeO₂) particles were prepared by co-precipitation method using chitosan as a template, cerium (III) nitrate and cerium (IV) sulfate as starting materials and aqueous ammonia solution as a precipitating agent. XRD data indicate that cerianite with face-centered cubic phase is formed in the reaction systems. The size of the coherent scattering regions is about 3 nm or less. FTIR spectroscopy data indicate the interaction of polymer molecules with the inorganic component. The shift of absorption bands related to N-H bonds for composites with Ce(III) and Ce(IV) compared to chitosan indicates the interaction of amino groups with CeO₂ particles. The application of chitosan as a matrix for the synthesis of CeO₂ nanoparticles showed that this approach is more economical and easier to produce nanomaterials for various applications.

Keywords

cerium dioxide, polysaccharides, nanocomposites

Full Text

References

Иванов В.К., Щербаков А.Б., Усатенко А.В. // Успехи химии. 2009. Т. 78. № 9. С. 924.
Иванов В.К., Полежаева О.С., Третьяков Ю.Д. // Рос. хим. журн. 2009. Т. 53. № 2. С. 56.
Кузнецова С.А., Халипова О.С., Козик В.В. Пленки на основе диоксида церия: получение, свойства, применение. Томск: Издательский дом Томского гос. ун-та, 2016. 200 с.
Shcherbakov A.B., Reukov V.V., Yakimansky A.V. et al. // Polymers. 2021. V. 13. № 6. P. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924
Иванов В.К., Козик В.В., Шапорев А.С. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. С. 249.
Лысенко Н.Д., Швец А.В., Ильин В.Г. // Теоретическая и экспериментальная химия. 2008. Т. 44. № 3. С. 186.
Melnikova N., Malygina D., Korokin V. et al. // Molecules. 2023. V. 28. P. 2604. https://doi.org/10.3390/molecules28062604
Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 7. С. 867. https://doi.org/10.31857/S0044457X22602231
Sifontes A.B., Gonzalez G., Ochoa J.L. et al. // Mater. Res. Bull. 2011. V. 46. P. 1794. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2011.07.049
Sifontes A.B., Rosales M., Méndez F.J. et al. // J. Nanomater. 2013. V. 2013. P. 265797. http://dx.doi.org/10.1155/2013/265797
Rahdar A., Aliahmad M., Hajinezhad M.R. et al. // J. Mol. Struct. 2018. V. 1173. P. 166. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.06.092
Kaygusuz H., Torlak E., Akın-Evingür G. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2017. V. 105. P. 1161. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.07.144
Petrova V.A., Gofman I.V., Dubashynskaya N.V. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 5415. https://doi.org/10.3390/ijms24065415
Petrova V.A., Dubashynskaya N.V., Gofman I.V. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2023. V. 229. P. 329. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.12.305
Bhushan S., Singh S., Maiti T.K. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2023. V. 236. P. 123813. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123813
Kluczka J., Dudek G., Kazek-Kęsik A. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. P. 1567. https://doi.org/10.3390/ijms20071567
Wujcicki Ł., Mańdok T., Budzińska-Lipka W. et al. // Sci. Rep. 2023. V. 13. № 1. P. 13049. https://doi.org/10.1038/s41598-023-40064-1
Farokhi M., Parvareh A., Moraveji M.K. // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2018. V. 25. № 27. P. 27059. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2594-x
Zhang L., Zhu T., Liu X. et al. // J. Hazard. Mater. 2016. V. 308. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.01.015
Pourjavadi A., Mahdavinia G.R., Zohuriaan-Mehr M.J. et al. // J. Appl. Polym. Sci. 2003.V. 88. P. 2048. https://doi.org/10.1002/app.11820
Wang S., Gu F., Li C. et al. // J. Cryst. Growth. 2007. V. 307. P. 386. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2007.06.025
Шахно И.В., Шевцова З.Н., Федоров П.И. и др. Химия и технология редких и рассеянных элементов. М.: Высшая школа, 1976. Ч. II. 360 с.
Петухов О.Ф., Рузиев Б.Т., Курбанов М.А. и др. // Горный вестник Узбекистана. 2021. № 3 (86). С. 49. https://doi.org/10.54073/GV.2021.2.86.013
Shukla S.K., Mishra A.K., Arotiba O.A. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2013. V. 59. P. 46. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.04.043
Zhitomirsky I. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 8186. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-006-0994-7
Хитин и хитозан: природа, получение и применение. Материалы проекта CYNED IV.14 Хитин и хитозан из отходов переработки ракообразных / Под ред. M.Sc Ana Pastor de Abram. М.: Российское хитиновое общество, 2010. 292 с.
Братская С.Ю., Пестов А.В. Хелатирующие производные хитозана. Владивосток: Дальнаука, 2016. 232 с.
Tsurkan M.V., Voronkina A., Khrunyk Y. et al. // Carbohydr. Polym. 2021. V. 252. P. 117204. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117204
Socrates G. Infrared and Raman characteristic group frequencies: tables and charts // George Socrates. Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 2001. 368 p.
Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия / Пер. с англ. М.: Мир, 1969. Ч. 3. 224 с.
Мочалова А.Е., Смирнова Л.А. // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 2018. Т. 60. № 2. C. 89. https://doi.org/10.7868/S2308113918020018

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. IR Fourier absorption spectra in a wide range and in the range of 500-800 cm–1: HTZ (1, 1a), composites Ce_3_Chit (2, 2a) and Ce_4_Chit (3, 3a).