Синтез и физико-химические свойства магнитных частиц Fе3O4, легированных Gd(III)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом щелочного осаждения водных растворов солей двух- и трехвалентного железа получены магнитные порошки наночастиц оксида железа. Синтез наночастиц состава Fe3−хGdxO4 (x = 0.05; 0.1) выполнен путем добавления в исходный раствор смеси солей железа расчетного количества Gd(NO3)3 ∙ 6H2O. Фазовый состав и магнитные свойства синтезированных порошков исследованы методами рентгенофазового анализа, мессбауэровской спектроскопии на изотопе 57Fe и магнитометрии при температурах 7, 20 и 300 K. Проведенные исследования подтвердили формирование наночастиц нестехиометрического магнетита Fe3−dO4, а также магнетита, легированного ионами Gd3+. Выявлена взаимосвязь среднего диаметра наночастиц исходного порошка Fe3−dO4 и легированного порошка Fe3−хGdxO4 от состава исходных реагентов, а также от содержания Gd (x).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Д. Мицкевич

Белорусский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: fcfvvv12@gmail.com
Белоруссия, пр-т Независимости, 4, Минск, 220030

М. М. Дегтярик

Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета

Email: fcfvvv12@gmail.com
Белоруссия, ул. Ленинградская, 14, Минск, 220030

А. А. Харченко

Научно-исследовательский институт ядерных проблем Белорусского государственного университета

Email: fcfvvv12@gmail.com
Белоруссия, ул. Бобруйская, 11, Минск, 220030

М. В. Бушинский

Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению

Email: fcfvvv12@gmail.com
Белоруссия, ул. П. Бровки, 19, Минск, 220072

Ю. А. Федотова

Научно-исследовательский институт ядерных проблем Белорусского государственного университета

Email: fcfvvv12@gmail.com
Белоруссия, ул. Бобруйская, 11, Минск, 220030

Список литературы

  1. Yasemian A.R., Almasi Kashi M., Ramazani A. // Mater. Chem. Phys. 2019. V. 230. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.03.032
  2. Koli R.R., Phadatare M.R., Sinha B.B. et al. // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2019. V. 95. P. 357. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2018.07.039
  3. Sharma K.S., Ningthoujam R.S., Dubey A.K. et al. // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 14766. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32934-w
  4. Budnyk A.P., Lastovina T.A., Bugaev A.L. et al. // J. Spectr. 2018. P. 1412563. https://doi.org/10.1155/2018/1412563
  5. Araújo R., Castro A.C.M., Fiúza A. // Mater. Today Proc. 2015. V. 2. P. 315. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.04.055
  6. Jiang B., Lian L., Xing Y. et al. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. V. 25. P. 30863. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3095-7
  7. Bagbi Y., Sarswat A., Mohan D. et al. // Sci. Rep. 2017. V. 7. №1. P. 7672. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03380-x
  8. Li H.Q., Liu F., Zhang B.J. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. № 11. P. 1681. https://doi.org/10.1134/S0036023623601216
  9. Mojtahedi M.M., Abaee M.S., Rajabi A. et al. // J. Mol. Catal. Chem. 2012. V. 361. P. 68. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2012.05.004
  10. Zhang H., Malik V., Mallapragada S. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 423. P. 386. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.10.005
  11. Jesus A.C.B., Silva T.R., Almeida R.V. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 8. P. 11149. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.135
  12. Xu R., Zhang J., Liu Y. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. V. 12. № 33. P. 36917. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c09952
  13. Zhang G., Zhang L., Si Y. et al. // Chem. Eng. J. 2020. V. 388. P. 124269. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124269
  14. Li J., Li X., Gong S. et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. № 7. P. 4842. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00817
  15. Peng H., Cui B., Wang Y. // Mater. Res. Bull. 2013. V. 48. № 5. P. 1767. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2013.01.001
  16. Kahil H., Faramawy A., El-Sayed H. et al. // Crystals. 2021. V. 11. № 10. P. 1153. https://doi.org/10.3390/cryst11101153
  17. Palihawadana-Arachchige M., Naik V.M., Vaishnava P.P. et al. / Nanostructured Materials – Fabrication to Applications. BoD: Books on Demand (2017). https://doi.org/10.5772/intechopen.68219
  18. Jain R., Luthra V., Arora M. et al. // Adv. Sci. Eng. Med. 2019. V. 11. № 1–2. P. 88. https://doi.org/10.1166/asem.2019.2313
  19. Dhillon G., Kumar P., Sharma R. et al. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2021. V. 32. № 17. P. 22387. https://doi.org/10.1007/s10854-021-06725-5
  20. Janani V., Induja S., Jaison D. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 22. P. 31399. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.08.015
  21. Massart R. // IEEE Trans. Magn. 1981. V. 17. № 2. P. 1247. https://doi.org/10.1109/TMAG.1981.1061188
  22. Zhu N., Ji H., Yu P. et al. // Nanomaterials. 2018. V. 8. № 10. P. 810. https://doi.org/10.3390/nano8100810
  23. Lagarec K., Rancourt D.G. // Recoil-Mössbauer spectral analysis software for Windows. University of Ottawa, Ottawa, ON 43 (1998).
  24. Rancourt D.G., Ping J.Y. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B. 1991. V. 58. № 1. P. 85. https://doi.org/10.1016/0168-583X(91)95681-3
  25. Powder Diffraction File (PDF). The International Centre for Diffraction Data.
  26. Williamson G.K., Hall W.H. // Acta Metall. 1953. V. 1. № 1. P. 22. https://doi.org/10.1016/0001-6160(53)90006-6
  27. Johnson C.E., Johnson J.A., Hah H.Y. et al. // Hyperfine Interact. 2016. V. 237. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10751-016-1277-6
  28. Kuchma E., Kubrin S., Soldatov A. // Biomedicines. 2018. V. 6. № 3. P. 78. https://doi.org/10.3390/biomedicines6030078
  29. Winsett J., Moilanen A., Paudel K. et al. // SN Appl. Sci. 2019. V. 1. Р. 1. https://doi.org/10.1007/s42452-019-1699-2
  30. Панкратов Д.А., Анучина М.М., Спиридонов Ф.М. и др. // Кристаллография. 2020. Т. 65. № 3. С. 393. https://doi.org/10.31857/S0023476120030248. Pankratov D.A., Anuchina M.M., Spiridonov F.M. et al. // Crystallogr. Rep. 2020. V. 65. № 3. P. 393. https://doi.org/10.1134/s1063774520030244
  31. Martinez-Boubeta C., Simeonidis K., Makridis A. et al. // Sci. Rep. 2013. V. 3. Р. 1652. https://doi.org/10.1038/srep01652
  32. Zhu W., Winterstein J., Maimon I. et al. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 27. P. 14854. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b02033
  33. Persson K. // Materials data on fe3o4 (sg: 227) by materials project. United States (2015). https://doi.org/10.17188/1194194

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рентгенограммы образцов Fe3O4 (М1, М2) и Fe3−хGdxO4 при х = 0.05 (М3) и 0.10 (М4).

Скачать (326KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рентгенограммы (точки) образцов Fe3O4 и Fe3−хGdxO4 при х = 0.05 и 0.1 в диапазоне углов 38° < 2θ < 45° с аппроксимацией (сплошные линии); а – М1; б – М2; в – М3; г – М4.

Скачать (391KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальная (кружки), аппроксимационная (красная линия) и шумовая (синяя линия) дифрактограммы образца М1. На вставке показана экспериментальная зависимость cos (θ) β от 4sin (θ) для расчета методом Уильямсона–Холла.

Скачать (138KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Мессбауэровские спектры образцов М1–М4.

Скачать (824KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кривые намагничивания М (В) для всех синтезированных образцов.

Скачать (395KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Пример аппроксимации кривой М (В) (экспериментальная кривая при Т = 300 K (точки), огибающая (красная кривая) и шумовая (синяя кривая)) по формуле (4) для образца М1 (а) и увеличенный фрагмент (б).

Скачать (162KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025