В работе изучены процессы формирования структуры шпинели в системе состава TiO2/Fe1,92Ti0,61O4/Fe2O3. Предложен механизм формирования структуры материала, который включает стадию образования гидроксида железа (II), его частичное окисление кислородом воздуха до Fe(OH)3 с последующим закреплением некоторого количества гидроксидов на поверхности TiO2. При дальнейшей термообработке образовавшиеся гидроксиды разлагаются с выделением твердого раствора состава Fe1,92Ti0,61O4. Гидроксиды железа, оставшиеся в растворе, разлагаются с образованием мелкокристаллического оксида железа (III). Для изучения структуры и морфологии поверхности синтезированных материалов использованы методы рентгенофазового анализа, Шеррера и ВЕТ. Установлена высокая каталитическая активность синтезированных материалов в процессе окислительной деструкции метилового оранжевого в присутствии пероксида водорода. Синтезированные вещества могут быть полезны для получения материалов для очистки сточных вод промышленных предприятий, использующих в производственных циклах органические красители.
In the work studied process the spinel structure formation in the system of TiO2/Fe1,92Ti0,61O4/Fe2O3. The mechanism of formation of the structure material, which includes the stage of formation of iron hydroxide (II), partial oxidation by air oxygen to Fe(OH)3 and then fixing a certain number of hydroxides on the surface of TiO2. Upon further heat treatment of the formed hydroxides decompose releasing solid solution of composition Fe1,92Ti0,61O4. Hydroxides of iron remaining in solution, are decomposed with the formation of crystalline iron (III) oxide. To study the structure and surface morphology of the synthesized materials used methods of X-ray phase analysis, of Scherer-method and BET. Installed high catalytic activity of the synthesized materials in the process of oxidative degradation of methyl orange in the presence of hydrogen peroxide. Synthesized substances may be useful for obtaining materials for wastewater treatment of industrial enterprises that use in production of organic dyes.
1. Таланов В.М. Теория структурного фазового перехода в MgTi2O4 // Кристаллография. – 2013. – Т. 58. – № 1. – С. 101–113.
2. Шабельская Н.П. Изучение процессов формирования структуры ферритов-хромитов переходных элементов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8. – С. 99–103.
3. Шабельская Н.П. Исследование процессов образования хромитов МCr2O4 (M = Co, Ni, Zn, Cd, Mg) // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2013. – Т. 56. – № 8. – С. 59–62.
4. Шабельская Н.П. Особенности синтеза и фазообразование в системе NiO–FeO–Fe2O3–Cr2O3 // Изв. Вузов. Сев.-Кавк. регион. Технич. науки. – 2015. – № 2. – С. 91–95.
5. Шабельская Н.П. Процессы фазообразования в системе NiO – CuO – Fe2O3 – Cr2O3 при разложении солей // Неорганические материалы. – 2014. – Т. 55. – № 11. – С. 1205–1209.
6. Kim H.S. Synthesis of magnetically separable core@shell structured NiFe2O4@TiO2 nanomaterial and its use for photocatalytic hydrogen production by methanol/water splitting // Chemical Engineering Journal. – 2014. – Vol. 243. – P. 272–279.
7. Ma J. A mild synthetic route to Fe3O4@TiO2-Au composites: preparation, characterization and photocatalytic activity // Applied Surface Science. – 2015. – Vol. 353. – P. 1117–1125.
8. Reznichenko L.A., Razumovskaya O.N., Shilkina L.A., Verbenko I.A., Andryushin K.P., Pavelko A.A., Pavlenko A.V., Alyoshin V.A., Kubrin S.P., Miller A.I., Dudkina S.I., Teslenko P., Konstantinov G., Talanov M.V., Amirov A.A., Batdalov A.B., Talanov V.M., Shabelskaya N.P., Ivanov V.V. Ferroelectrics and Superconductors: Properties and Applications, 2011. – Р. 109–144.
9. Schoenthal W. McH. Synthesis and magnetic properties of single phase titanomagnetites // Journal of applied physics. – 2014. – Vol. 115. – P. 17A934 – 1–3.