Аннотации:
Определение минимальных температурных и временных порогов образования гомогенных образцов ферритных материалов для разных методов интересно с той точки зрения, что
финальная температура ферритизации, а также время выдержки влияет на конечный размер
частиц. С уменьшением температуры ферритизации и времени выдержки также снижается
конечный размер частиц получаемого материала. Для гетерогенных катализаторов это является важным параметром, так как чем меньше размер частиц катализатора, тем выше его каталитическая активность. В статье исследованы керамический, золь-гель (цитратный) метод,
метод соосаждения и гидротермальный метод на примере получения СuFe2O4, CoFe2O4,
NiFe2O4, ZnFe2O4. Экспериментально определены нижние температурные пороги образования
ферритных фаз для керамического, золь-гель (цитратного), гидротермального метода и метода соосаждения на примере получения CuFe2O4, NiFe2O4, СoFe2O4, ZnFe2O4. Температурный
порог образования уменьшается в ряду: керамический метод (1000–1100 °С), метод соосаждения (400–800 °С), гидротермальный метод (180 °С), золь-гель (цитратный) метод (150–
300 °С); при этом для каждого из методов выдержка может составлять от нескольких часов до
суток. Используя данные порошковых дифрактограмм, методом полнопрофильного анализа
по Ритвельду установлены параметры решетки для всей линейки образцов. Для СuFe2O4, полученного керамическим методом: a = 8,376 Å, V = 587,74 Å3; золь-гель (цитратным) методом: a = 8,270, V = 565,63 Å3; методом соосаждения: a = 8,392, V = 590,90 Å3; гидротермальным методом: a = 8,278, V = 567,24 Å3. Для СoFe2O4, полученного керамическим методом:
a = 8,385, V = 598,49 Å3; золь-гель (цитратным) методом: a = 8,353, V = 582,82 Å3; методом
соосаждения: a = 8,378, V = 588,04 Å3; гидротермальным методом: a = 8,393, V = 591,31 Å3.
Для NiFe2O4, полученного керамическим методом: a = 8,338, V = 579,59 Å3; золь-гель (цитратным) методом: a = 8,357, V = 583,49 Å3; методом соосаждения: a = 8,347, V = 581,40 Å3;
гидротермальным методом: a = 8,351, V = 582,38 Å3. Для ZnFe2O4, полученного керамическим
методом: a = 8,439, V = 600,97Å3; золь-гель (цитратным) методом: a = 8,439, V = 8,439 Å3; методом соосаждения: a = 8,440, V = 601,10 Å3; гидротермальным методом: a = 8,453, V = 604,02 Å3. Determination of the minimum temperature and time values in formation of homogeneous samples
of ferritic materials by different methods is important, because the final ferritization temperature,
together with the exposure time, affects the final particle size. If the ferritization temperature
and sintering time decrease, the final particle size of the resulting material also decreases. The particle
size is an important parameter for heterogeneous catalysts, because the smaller the particle size
of the catalyst, the higher its catalytic activity. The ceramic, sol-gel (citrate) method, coprecipitation
method, and hydrothermal method have been investigated in the article, as exemplified in the production
of СuFe2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, and ZnFe2O4. The lower temperature thresholds for the formation
of ferrite phases have been experimentally determined for the ceramic, sol-gel (citrate), hydrothermal
and co-precipitation methods for CuFe2O4, NiFe2O4, CoFe2O4, and ZnFe2O4 samples.
The temperature threshold of formation decreases in the following order: ceramic method (1000–
1100 °C), coprecipitation method (400–800 °C), hydrothermal method (180 °C), sol-gel (citrate) method
(150–300 °C); at the same time, for each of the methods, exposure in the furnace can be from
several hours to a day. Using the data of powder diffraction patterns, the lattice parameters for the
entire series of samples have been determined according to the full-profile analysis by Rietveld method.
For СuFe2O4, obtained by ceramic method: a = 8.376 Å, V = 587.74 Å3; by sol-gel (citrate)
method: a = 8.270, V = 56.63 Å3; by coprecipitation method: a = 8.392, V = 590.90 Å3; by hydrothermal
method: a = 8.278, V = 567.24 Å3. For СoFe2O4, obtained by ceramic method: a = 8.385,
V = 598.49 Å3; by sol-gel (citrate) method: a = 8.353, V = 582.82 Å3; by coprecipitation method:
a = 8.378, V = 588.04 Å3; by hydrothermal method: a = 8.393, V = 591.31 Å3. For NiFe2O4, obtained
by ceramic method: a = 8.338, V = 579.59 Å3; by sol-gel (citrate) method: a = 8.357,
V = 583.49 Å3; by coprecipitation method: a = 8.347, V = 581.40 Å3; by hydrothermal method:
a = 8.351, V = 582.38 Å3. For ZnFe2O4, obtained by ceramic method: a = 8.439, V = 600.97 Å3;
by sol-gel (citrate) method: a = 8.439, V = 8.439 Å3; by coprecipitation method: a = 8.440,
V = 601.10 Å3; by hydrothermal method: a = 8.453, V = 604.02 Å3.
Описание:
Зирник Глеб Михайлович – магистрант, инженер кафедры материаловедения и физико-
химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск,
проспект Ленина, 76. E-mail: glebanaz@mail.ru
Чернуха Александр Сергеевич – кандидат химических наук, младший научный сотрудник,
старший преподаватель кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-
Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail:
chernukhaas@susu.ru
Некорыснова Надежда Сергеевна – студент кафедры экологии и химической технологии,
Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76.
E-mail: nadin5004@mail.ru
Вепрева Анастасия Владимировна – магистрант, инженер кафедры материаловедения и
физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: anstsa.vprva@gmail.com
Матвеев Константин Витальевич – студент кафедры экологии и химической технологии,
Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76.
E-mail: konstmatv2003@gmail.ru
Смолякова Ксения Романовна – кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и
химической технологии, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск,
проспект Ленина, 76. E-mail: smoliakovakr@susu.ru
Винник Денис Александрович – профессор РАН, доктор химических наук, заведующий
кафедрой материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный
университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: vinnikda@susu.ru. G.M. Zirnik, glebanaz@mail.ru
A.S. Chernukha, chernukhaas@susu.ru
N.S. Nekorysnova, nadin5004@mail.ru
A.V. Vepreva, anstsa.vprva@gmail.com
K.V. Matveev, konstmatv2003@gmail.ru
K.R. Smolyakova, smoliakovakr@susu.ru
D.A. Vinnik, vinnikda@susu.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation