Ảnh hưởng của sự pha tạp ion Ni lên cấu trúc và sự phân bố cation trong hệ vật liệu ferrite spinel Co1-xNixFe2O4 (0 ≤x≤ 0,5)
Tóm tắt: 23
| 
PDF: 24 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Ferrite spinel
CoFe2O4
phân bố cation
nhiễu xạ tia X
phổ Raman
Tóm tắt
Ảnh hưởng của sự pha tạp Ni lên cấu trúc tinh thể và sự phân bố các cation Co và Fe tại tâm của các tứ diện và bát diện trong hệ vật liệu CoFe2O4 được nghiên cứu. Các vật liệu ferrite spinel Co1-xNixFe2O4 (0 £ x £ 0,5) được tổng hợp bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt, thành phần hóa học và sự phân bố cation trong hệ vật liệu được nghiên cứu bởi các phép đo nhiễu xạ tia X, chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét, phổ tán sắc năng lượng tia X và phổ tán xạ Raman. Các kết quả cho thấy tất cả các hệ vật liệu đều có cấu trúc lập phương, thuộc nhóm không gian Fd m. Hằng số mạng và thể tích ô cơ sở giảm khi nồng độ pha tạp Ni tăng. Điều này được giải thích là do bán kính ion pha tạp Ni nhỏ hơn so với bán kính ion Co. Việc pha tạp Ni vào vị trí Co có xu hướng làm dịch chuyển cation Fe từ tâm bát diện sang tâm tứ diện trong vật liệu ferrite spinel.
Tài liệu tham khảo
-
[1] M. Ansari et al., “Eco-Friendly Synthesis, Crystal Chemistry, and Magnetic Properties of Manganese-Substituted CoFe2O4 Nanoparticles”, ACS Omega, vol. 5, no. 31, pp. 19315–19330, Aug. 2020, doi: 10.1021/acsomega.9b02492.
[2] S. Yadav et al., “Impact of grain size and structural changes on magnetic, dielectric, electrical, impedance and modulus spectroscopic characteristics of CoFe2O4 nanoparticles synthesized by honey mediated sol-gel combustion method”, Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol., vol. 8, no. 4, p. 045002, Aug. 2017, doi: 10.1088/2043-6254/aa853a.
[3] Thi Ngoc Nha, D. N. Toan, P. H. Nam, D. H. Manh, D. T. Khan, and P. T. Phong, “Determine elastic parameters and nanocrystalline size of spinel ferrites MFe2O4 (M = Co, Fe, Mn, Zn) through X-ray diffraction and infrared spectrum: Comparative approach”, J. Alloys Compd., vol. 996, p. 174773, Aug. 2024, doi: 10.1016/j.jallcom.2024.174773.
[4] A. Islam et al., “Structural characteristics, cation distribution, and elastic properties of Cr3+ substituted stoichiometric and non-stoichiometric cobalt ferrites”, RSC Adv., vol. 12, no. 14, pp. 8502–8519, Mar. 2022, doi: 10.1039/D1RA09090A.
[5] F. Cardoso, A. Francesko, C. Ribeiro, M. Bañobre-López, P. Martins, and S. Lanceros-Mendez, “Advances in Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications”, Adv. Healthc. Mater., vol. 7, no. 5, p. 1700845, 2018, doi: 10.1002/adhm.201700845.
[6] Nasrin, F.-U.-Z. Chowdhury, and S. M. Hoque, “Study of hyperthermia temperature of manganese-substituted cobalt nano ferrites prepared by chemical co-precipitation method for biomedical application”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 479, pp. 126–134, Jun. 2019, doi: 10.1016/j.jmmm.2019.02.010.
[7] R. Sanchez-Lievanos, J. L. Stair, and K. E. Knowles, “Cation Distribution in Spinel Ferrite Nanocrystals: Characterization, Impact on their Physical Properties, and Opportunities for Synthetic Control”, Inorg. Chem., vol. 60, no. 7, pp. 4291–4305, Apr. 2021, doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c00040.
[8] K. Paswan et al., “Optimization of structure-property relationships in nickel ferrite nanoparticles annealed at different temperature”, J. Phys. Chem. Solids, vol. 151, p. 109928, Apr. 2021, doi: 10.1016/j.jpcs.2020.109928.
[9] K. Kefeni, T. A. M. Msagati, T. TI. Nkambule, and B. B. Mamba, “Spinel ferrite nanoparticles and nanocomposites for biomedical applications and their toxicity”, Mater. Sci. Eng. C, vol. 107, p. 110314, Feb. 2020, doi: 10.1016/j.msec.2019.110314.
[10] Kurian and S. Thankachan, “Structural diversity and applications of spinel ferrite core - Shell nanostructures- A review”, Open Ceram., vol. 8, p. 100179, Dec. 2021, doi: 10.1016/j.oceram.2021.100179.
[11] Qin et al., “Spinel ferrites (MFe2O4): Synthesis, improvement and catalytic application in environment and energy field”, Adv. Colloid Interface Sci., vol. 294, p. 102486, Aug. 2021, doi: 10.1016/j.cis.2021.102486.
[12] R. Kalaiselvan, S. S. Laha, S. B. Somvanshi, T. A. Tabish, N. D. Thorat, and N. K. Sahu, “Manganese ferrite (MnFe2O4) nanostructures for cancer theranostics”, Coord. Chem. Rev., vol. 473, p. 214809, Dec. 2022, doi: 10.1016/j.ccr.2022.214809.
[13] Oh, M. Sahu, S. Hajra, A. M. Padhan, S. Panda, and H. J. Kim, “Spinel Ferrites (CoFe2O4): Synthesis, Magnetic Properties, and Electromagnetic Generator for Vibration Energy Harvesting”,
J. Electron. Mater., vol. 51, no. 5, pp. 1933–1939, May 2022, doi: 10.1007/s11664-022-09551-5.
[14] Tsurkan, H.-A. Krug von Nidda, J. Deisenhofer, P. Lunkenheimer, and A. Loidl, “On the complexity of spinels: Magnetic, electronic, and polar ground states”, Phys. Rep., vol. 926, pp. 1–86, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.physrep.2021.04.002.
[15] Malaie and M. R. Ganjali, “Spinel nano-ferrites for aqueous supercapacitors; linking abundant resources and low-cost processes for sustainable energy storage”, J. Energy Storage, vol. 33, p. 102097, Jan. 2021, doi: 10.1016/j.est.2020.102097.
[16] N. Pham, T. Q. Huy, and A.-T. Le, “Spinel ferrite (AFe2O4)-based heterostructured designs for lithium-ion battery, environmental monitoring, and biomedical applications”, RSC Adv., vol. 10, no. 52, pp. 31622–31661, Aug. 2020, doi: 10.1039/D0RA05133K.
[17] Sanchez-Marcos, E. Mazario, J. A. Rodriguez-Velamazan, E. Salas, P. Herrasti, and N. Menendez, “Cation distribution of cobalt ferrite electrosynthesized nanoparticles. A methodological comparison”, J. Alloys Compd., vol. 739, pp. 909–917, Mar. 2018, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.12.342.
[18] Hemasankari, S. Priyadharshini, D. Thangaraju, V. Sathiyanarayanamoorthi, N. Al Sdran, and M. Shkir, “Effect of neodymium (Nd) doping on the photocatalytic organic dye degradation performance of sol-gel synthesized CoFe2O4 self-assembled microstructures”, Phys. B Condens. Matter, vol. 660, p. 414870, Jul. 2023, doi: 10.1016/j.physb.2023.414870.
[19] Divya S et al., “Impact of Zn doping on the dielectric and magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles”, Int., vol. 48, no. 22, pp. 33208–33218, Nov. 2022, doi: 10.1016/j.ceramint.2022.07.263.
[20] M. Patange, S. S. Desai, S. S. Meena, S. M. Yusuf, and S. E. Shirsath, “Random site occupancy induced disordered Néel-type collinear spin alignment in heterovalent Zn2+–Ti4+ ion substituted CoFe2O4”, RSC Adv., vol. 5, no. 111, pp. 91482–91492, Oct. 2015, doi: 10.1039/C5RA21522F.
[21] A. Amer, A. Tawfik, A. G. Mostafa, A. F. El-Shora, and S. M. Zaki, “Spectral studies of Co substituted Ni–Zn ferrites”, J. Magn. Magn. Mater., vol. 323, no. 11, pp. 1445–1452, Jun. 2011, doi: 10.1016/j.jmmm.2010.12.036.
[22] K. Williamson and W. H. Hall, “X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram”, Acta Metall., vol. 1, no. 1, pp. 22–31, Jan. 1953, doi: 10.1016/0001-6160(53)90006-6.
[23] Chandramohan, M. P. Srinivasan, S. Velmurugan, and S. V. Narasimhan, “Cation distribution and particle size effect on Raman spectrum of CoFe2O4”, J. Solid State Chem., vol. 184, no. 1, pp. 89–96, Jan. 2011, doi: 10.1016/j.jssc.2010.10.019.
[24] S. Singh and N. Khare, “Low field magneto-tunable photocurrent in CoFe2O4 nanostructure films for enhanced photoelectrochemical properties”, Sci. Rep., vol. 8, no. 1, p. 6522, Apr. 2018, doi: 10.1038/s41598-018-24947-2.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Sep 30, 2024
Download
Cách trích dẫn
Nguyễn Thành Nghiêm, Đinh Thanh Khẩn, Lê Vũ Trường Sơn, Trần Thanh Hiếu, Đặng Ngọc Toàn, Đoàn Phan Thảo Tiên, và Nguyễn Trường Thọ. “Ảnh hưởng của sự Pha tạp Ion Ni Lên cấu Trúc Và sự phân bố Cation Trong hệ vật liệu Ferrite Spinel Co1-xNixFe2O4 (0 ≤x≤ 0,5)”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 9A, Tháng Chín 2024, tr 67-72, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/9271.
