Научный журнал
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2021; 2: 69-74

 

http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2021-2-69-74

 

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЕРРИТА И ХРОМИТА МЕДИ (II)

М.А. Егорова, Н.П. Шабельская, А.М. Раджабов, Г.М. Чернышева, В.А. Таранушич, В.М. Забабурин, А.В. Вяльцев, В.А. Ульянова

Егорова Марина Александровна – ст. преподаватель, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Шабельская Нина Петровна – д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. Е-mail: nina_shabelskaya@mail.ru

Раджабов Асатулло Махмадекубович – аспирант, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Чернышева Галина Михайловна – канд. техн. наук, доцент кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Таранушич Виталий Андреевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Забабурин Владимир Михайлович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Вяльцев Александр Владимирович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Ульянова Вера Андреевна – студентка, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

 

Аннотация

Рассмотрены процессы фазообразования феррита и хромита меди (II) со структурой шпинели при разложении солей и изучены свойства материалов в процессе каталитической деструкции органического красителя пероксидом водорода. Синтезированные материалы охарактеризованы методом рентгенофазового анализа – электронной микроскопии. Показано, что полученные образцы имеют структуру тетрагонально искаженной шпинели с параметром тетрагональности c/a<1 для CuCr2O4 и c/a>1 для CuFe2O4. Обсужден механизм формирования образцов, высказано предположение о существенной роли распределения катионов по узлам кристаллической решетки шпинели при формировании структуры образцов. Установлено, что синтезированный феррит меди (II) проявляет высокую каталитическую активность в реакции разложения органического красителя под действием пероксида водорода, хромит меди (II) в этой реакции мало активен. Полученные результаты могут служить ориентиром для выбора способа получения нетоксичных материалов, перспективных для применения в системах водоподготовки и обеспечения экологической безопасности промышленных предприятий, использующих в производственном процессе органические красители.

 

Ключевые слова: феррит меди (II); хромит меди (II); тетрагональная фаза шпинели; очистка водных растворов.

 

Полный текст: [in elibrary.ru]

 

Ссылки на литературу

  1. Karimipourfard D., Eslamloueyan R., Mehranbod N. Novel heterogeneous degradation of mature landfill leachate using persulfate and magnetic CuFe2O4/RGO nanocatalyst // Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 131. Pp. 212 – 222.
  2. Astaraki H., Masoudpanah S.M., Alamolhoda S. Effects of fuel contents on physicochemical properties and photocatalytic activity of CuFe2O4/reduced graphene oxide (RGO) nanocomposites synthesized by solution combustion method // J. Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. No. 6. Pp. 13402 –13410.
  3. Silva E. da N., O.Brasileiro I.L., Madeira V.S., Farias B.A., RamalhoM.L.A., Rodríguez-Aguado E., Rodríguez-Castellón E. Reusable CuFe2O4–Fe2O3 catalyst synthesis and application for the heterogeneous photo-Fenton degradation of methylene blue in visible light // J. Environmental Chemical Engineering. 2020. Vol. 8. No. 5. 104132 p.
  4. Saravanakumar B., Ramachandran S.P., Ravi G., Ganesh V., Ramesh, Guduru K., Yuvakkumar R. Electrochemical performances of monodispersed spherical CuFe2O4 nanoparticles for pseudocapacitive applications // Vacuum. 2019. Vol. 168. 108798 p.
  5. Amulya M.A.S., Nagaswarupa H.P., Kumar M.R.A., Ravikumar C.R., Kusuma K.B., Prashantha S.C. Evaluation of bifunctional applications of CuFe2O4 nanoparticles synthesized by a sonochemical method // J. Physics and Chemistry of Solids. 2021. Vol. 148. 109756 p.
  6. Sarkar S., Akshaya R., Ghosh S. Nitrogen doped grapheme / CuCr2O4 nanocomposites for supercapacitors application: Effect of nitrogen doping on coulombic efficiency // Electrochimica Acta. 2020. Vol. 332. 135368 p.
  7. Shayeh J.S., Sadeghinia M., R.Siadat S.O., Ehsani A., Rezaei M., Omidi M. A novel route for electrosynthesis of CuCr2O4 nanocomposite with p-type conductive polymer as a high performance material for electrochemical supercapacitors // J. Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 496. Pp. 401 – 406.
  8. Chiang C.-L., Lin K.-S., Chuang H.-W., Wu C.-M. Conversion of hydrogen/carbon dioxide into formic acid and methanol over Cu/CuCr2O4 catalyst // International J. of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. No. 37. Pp. 23647 – 23663.
  9. Guo H., Song Y., Peng H., Wang Z., Ouyang Y., Fu Z., Wen Z., Ding M., Zhu C., Wang C. High-evaporation rate solar evaporator based on CuCr2O4 coated sponges with 3D interconnected pores // Materials Letters. 2020. Vol. 279, 128475 p.
  10. Cubas P. de J., Semkiw A.W., Monteiro F.C., Weinert P.L., Monteiro J.F.H.L., Fujiwara S.T. Synthesis of CuCr2O4 by self-combustion method and photocatalytic activity in the degradation of Azo Dye with visible light // J. Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2020. Vol. 401. 112797 p.
  11. Peymanfar R., Ramezanalizadeh H. Sol-gel assisted synthesis of CuCr2O4 nanoparticles: An efficient visible-light driven photocatalyst for the degradation of water pollutions // Optik. 2018. Vol. 169. Pp. 424 – 431.
  12. Ramezanalizadeh H., Peymanfar R., Khodamoradipoor N. Design and development of a novel lanthanum inserted CuCr2O4 nanoparticles photocatalyst for the efficient removal of water pollutions // Optik. 2019. Vol. 180. Pp. 113 – 124.
  13. Lahmar H., Benamira M., Douafer S., Akika F.Z., Hamdi M., Avramova I., Trari M. Photocatalytic degradation of crystal violet dye on the novel CuCr2O4/SnO2 hetero-system under sunlight // Optik. 2020. Vol. 219. 165042 p.
  14. Zhang Y., Chen Y., Kang Z.-W., Gao X., Zeng X., Liu M., Yang D.-P. Waste eggshell membrane-assisted synthesis of magnetic CuFe2O4 nanomaterials with multifunctional properties (adsorptive, catalytic, antibacterial) for water remediation // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2021. Vol. 612. 125874 p.
  15. Nikolić V.N., Vasić M.M., Kisić D. Observation of c-CuFe2O4 nanoparticles of the same crystallite size in different nanocomposite materials: The influence of Fe3+ cations // J. Solid State Chemistry. 2019. Vol. 275. Pp. 187 – 196.
  16. Mobini S., Meshkani F., Rezaei M. Surfactant-assisted hydrothermal synthesis of CuCr2O4 spinel catalyst and its application in CO oxidation process // J. Environmental Chemical Engineering. 2017. Vol. 5. No. 5. Pp. 4906 – 4916.
  17. Шабельская Н.П., Егорова М.А., Арзуманова А.В., Яковенко Е.А., Забабурин В.М., Вяльцев А.В. Получение композиционных материалов на основе феррита кобальта (II) для очистки водных растворов // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2021. Т. 64. № 2. С. 95 – 102. DOI: 10.6060/ivkkt.20216402.6215
  18. Шабельская Н.П., Кухарева В.П., Михайличенко С.Н., Шилкина Л.А., Таланов М.В., Ульянов А.К. Особенности синтеза и фазообразование в системе NiO-FeO-Fe2O3-Cr2O3 // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2015. № 2. С. 91 – 95.
  19. Xu Q. Feng J., Li L., Xiao Q., Wang J. Hollow ZnFe2O4/TiO2 composites: High-performance and recyclable visible-light photocatalyst // J. Alloys and Compounds. 2015. Vol. 641. Pр. 110 – 118.
  20. Arimi A., Megatif L., Granone L.I., Dillert R., Bahnemann D.W. Visible-light photocatalytic activity of zinc ferrites // J. Photochemistry and photobiology A-chemistry. 2018. Vol. 366. Pр. 118 – 126.
  21. Cao Y., Lei X.Y., Chen Q.L., Kang C., Li W.X., Liu B.J. Enhanced photocatalytic degradation of tetracycline hydrochloride by novel porous hollow cube ZnFe2O4 // J. Photochemistry and photobiology A-Chemistry. 2018. Vol. 364. Pр. 794 – 800.
  22. Yadav N.G., Chaudhary L.S., Sakhare P.A., Dongale T.D., Patil P.S., Sheikh A.D. Impact of collected sunlight on ZnFe2O4 nanoparticles for photocatalytic application // J. Colloid and interface science. 2018. Vol. 527. P. 289 – 297.
  23. Shen R., Jiang C., Xiang Q., Xie J., Li X. Surface and interface engineering of hierarchical photocatalysts // Applied Surface Science. 2019. Vol. 471. Pр. 43 – 87.