Технология полифункциональных окси-соединений на основе ферритов и хромитов переходных элементов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Егорова Марина Александровна

• Егорова Марина Александровна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Егорова Марина Александровна

Введение

Глава 1. Аналитический обзор и выбор направления исследования

1.1. Особенности структуры шпинели

1.2. Основные методы получения оксидных материалов со структурой шпинели

1.2.1. Синтез из оксидов (керамическая технология)

1.2.2. Синтез шпинелей разложением солей и гидроксидов

1.2.2.1. Метод соосаждения

1.2.2.2. Золь-гель метод

1.2.2.3. Синтез шпинелей с применением гидротермального метода

1.2.3. Другие методы получения шпинелей

1.4. Физико-химические свойства шпинелей на основе окси-

ферритов и хромитов переходных элементов

Выводы к главе

Глава 2. Методика синтеза, характеристика методов исследования и материалов.

2.1. Синтез шпинелей и твердых растворов

2.1.1. Синтез по керамической технологии

2.1.2. Синтез шпинелей по методу разложения солей

2.2. Исследование состава и структуры материалов

2.2.1. Рентгенофазовый анализ

2.2.2. Рентгенофлуоресцентный анализ

2.2.3. ИК-спектроскопия

2.2.4. Микроскопический анализ образцов

2.2.5. Определение площади поверхности методом ВЕТ

2.2.6. Определение размера кристаллитов по методу Шеррера

2.2.7. Метод дифференциально-термического анализа

2.3. Фотоколориметрия

2.4. Изучение магнитных свойств

2.5. Изучение адсорбционной активности

2.5.1. Адсорбция ионов меди (II)

2.5.2. Восстановление-адсорбция соединений хрома (VI)

2.6. Изучение каталитической активности

Глава 3. Синтез сложных оксидных системна основе ферритов и

хромитов переходных элементов

3.1. Изучение процессов формирования шпинелей по керамической технологии

3.1.1. Формирование шпинели в системе 7пО - Fe2Oз - О"^

3.1.2. Формирование шпинели в системе СоО - NiO - Fe2O3

3.2. Изучение процессов формирования шпинелей в присутствии различных органических прекурсоров

3.2.4. Синтез шпинелей в сахарозе

3.2.3. Синтез шпинелей в карбамиде

3.2.1. Синтез феррита цинка в полиакриламиде

3.2.2. Синтез шпинелей в лимонной кислоте

3.2.5. Сравнительная термодинамическая оценка технологических параметров получения шпинелей

3.3. Синтез оксидных соединений переходных элементов в присутствии лимонной кислоты

3.3.1. Синтез ферритов-хромитов цинка

3.3.2. Синтез алюмината цинка

3.3.3. Синтез ферритов никеля (П)-меди (II)

3.3.4. Синтез оксидных материалов на основе феррита

кобальта (II)

Выводы к главе

Глава 4. Изучение физико-химических свойств синтезированных материалов

4.1. Определение магнитных свойств

4.2. Сравнительная оценка адсорбционных свойств шпинелей

4.2.1. Очистка водных растворов от ионов Си2+

4.2.2. Очистка водных растворов от соединений хрома (VI)

4.3. Изучение каталитической активности шпинелей

Выводы к главе

Глава 5. Опытно-промышленная апробация технологии окси-

ферритов и хромитов переходных элементов со структурой

шпинели

5.1. Технологическая схема разработанного способа получения шпинелей

5.2. Опытно-промышленная апробация разработанной 110 технологии

Выводы к главе

Общие выводы

Заключение

Список обозначений и сокращений

Список литературы

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология полифункциональных окси-соединений на основе ферритов и хромитов переходных элементов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность избранной темы. В настоящее время одной из наиболее актуальных задач химической технологии является получение материалов с комплексом заданных физико-химических свойств. Сложные оксидные системы на основе ферритов и хромитов переходных металлов со структурой шпинели являются в этом отношении наиболее перспективным объектом исследования благодаря сочетанию важных технических характеристик. Применение таких материалов весьма разнообразно. Это -фотокатализаторы [1], сенсоры [2], электроды [3-5], магнитные материалы [6-9], керамические пигменты [10] и многое другое.

Одним из основных направлений химического синтеза неорганических соединений является получение наноструктурированных материалов, однако по-прежнему не решена проблема стабилизации свойств таких веществ. В этой связи не утратила актуальности классическая керамическая технология. Она позволяет получать вещества контролируемого химического состава без выброса вредных продуктов процесса. Однако существенным недостатком керамической технологии является ее высокая энергозатратность, связанная с длительностью и высокой температурой термообработки. В этой связи актуальным является исследование, направленное на разработку ресурсосберегающей методики получения неорганических материалов с заданными характеристиками.

Предложенная тема исследования соответствует Приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ (указ Президента РФ № 899 от 07.07.2011 г.) «6. Рациональное природопользование», критической технологии Российской Федерации «17. Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов», направлена на решение одной из задач, определенных в Стратегии научно-технологического развития РФ (указ Президента РФ №2 642 от 01.12.2016 г.)

«Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработку и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективную переработку сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания», а также соответствует научному направлению ЮРГПУ (НПИ) «Теоретические основы ресурсосберегающих химических технологий создания перспективных материалов и способов преобразования энергии».

Актуальность исследования подтверждена дипломами победителя II степени в конкурсе научно-исследовательских работ студентов в рамках X Международной научно-практической конференции «Наука XXI века: открытия, инновации, технологии» (г. Смоленск, 2020 г.), Международного конкурса «Наука года-2021» (г. Казань, 2021 г.), выхода в полуфинал конкурса «УМНИК» Фонда содействия инновациям (2020 г.).

Степень разработанности проблемы. Проблемой синтеза неорганических соединений с заданными функциональными свойствами занимаются несколько научных школ Российской Федерации и зарубежных ученых. Несмотря на значительный объем проводимых исследований в области разработки новых катализаторов и адсорбентов, улучшению эксплуатационных характеристик имеющихся материалов, поиск эффективных катализаторов и новых технологий их получения по-прежнему осуществляется преимущественно эмпирическим путем. В последние десятилетия наметилась тенденция к разработке технологии материалов, сочетающих несколько функциональных характеристик. Проблема получения недорогих активных материалов с развитой поверхностью, стабильных в отношении структурно-чувствительных процессов, не решена до настоящего времени. Необходима разработка

технологии доступных материалов с заданными эксплуатационными характеристиками с применением экологически безопасных прекурсоров.

Целью работы являлась разработка технологических основ получения сложных оксидных систем на основе ферритов переходных элементов состава MFe2O4 ^ = М, Cu, Zn) со структурой шпинели, обладающих свойствами магнитомягкого каталитически- и адсорбционно активного материала.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Разработать технологические основы получения сложных оксидных материалов заданного состава с применением низкотемпературной термообработки исходных материалов без использования вредных для здоровья органических прекурсоров.

2. Изучить физико-химические свойства синтезированных материалов с применением комплекса современных методов исследования.

3. Выявить составы, наиболее перспективные в качестве каталитически и адсорбционно активных материалов.

4. Провести апробацию технологии и разработанных материалов на основе окси-ферритов переходных элементов со структурой шпинели с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами.

Научная новизна

1. Разработаны основы технологии получения оксидных соединений со структурой шпинели из раствора солей неорганических кислот, отличающейся от известных последовательностью технологических операций: осаждение гидроксо-соединений водным раствором аммиака, нейтрализация раствором лимонной кислоты. Данная технология, в отличие от существующих аналогов, позволяет синтезировать наноструктурированные материалы без применения вредных для здоровья органических прекурсоров.

2. С применением разработанной технологии получен ряд ферритов МFe2O4 (М = Ni, Zn) с высокими значениями удельной поверхности, хромитов ZnFe0.6Cr1.4O4, ZnCr2O4, алюминат цинка ZnAl2O4 со структурой шпинели и композиционные материалы на их основе. Материалы охарактеризованы с применением современных методов анализа: рентгенофазового, ИК-спектроскопии, электронной микроскопии, метода низкотемпературной адсорбции азота (ВЕТ), дифференциально-термического анализа.

3. На основании изученных закономерностей предложен механизм формирования наноразмерных ферритов и хромитов переходных элементов, включающий стадии образования хелатных комплексов переходных металлов с органическим прекурсором с его последующим разрушением.

4. Выявлен механизм фотохимического разрушения органического красителя пероксидом водорода в присутствии синтезированных каталитически активных материалов.

5. На основании изучения физических и химических характеристик материалов сформулированы условия выбора окси-соединений переходных элементов со структурой шпинели с более развитой поверхностью для адсорбции катионов меди (II), деструкции органических примесей в водных растворах.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в следующем.

1. Разработаны технологические основы получения ряда ферритов со структурой шпинели с применением экологически безопасного органического прекурсора - лимонной кислоты, что позволяет получать материалы с развитой поверхностью при пониженной температуре с меньшей продолжительностью (Патент РФ на изобретение 2747196 О, заяв. 03.07.2020, опубл. 29.04.2021, Бюл. № 13).

2. Определены способы получения наноразмерных шпинелей состава МFe2O4 (М = Ni, Zn), ZnFe0.6Cr1.4O4, ZnCr2O4, ZnAl2O4 и композиционных материалов на их основе (площадь поверхности, измеренная методом ВЕТ, для различных составов имеет величину до 489 м2/г). Такие материалы могут представлять интерес в качестве катализаторов и адсорбентов.

3. На основе изучения процессов формирования структуры в системе ZnO-Fe2O3 обоснован выбор органического прекурсора для получения материалов с заданными структурными характеристиками и свойствами.

4. Апробация технологии осуществлялась в отделе опытного производства ООО «Композит Нчк», г. Новочеркасск (Приложение 1).

Материалы, полученные по разработанной технологии, внедрены в ОАО «Исток», г. Каменск-Шахтинский (Приложение 2).

Теоретические положения и экспериментальные разработки диссертационного исследования были использованы в учебном процессе кафедр «Экология и промышленная безопасность», «Химические технологии» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова в лекционных и практических курсах дисциплин «Специальные главы технологии неорганических веществ», «Специальные разделы химии», «Химия», «Качество продукции в технологии неорганических веществ» при подготовке бакалавров по направлениям подготовки 18.03.01 Химическая технология, 20.03.01 Техносферная безопасность (Приложение 3).

Методология и методы диссертационного исследования

Методология проведенного исследования основывается на результатах аналитического обзора опубликованных материалов, выявлении факторов, определяющих формирование низкоразмерных материалов с активной поверхностью. Решение поставленных в работе

задач достигается изменением технологической предыстории ферритов, хромитов переходных элементов.

Для характеристики свойств синтезированных веществ использован комплекс современных прецизионных физико-химических методов исследования, позволяющих выявить закономерности формирования структуры, особенности фазового состава и морфологии образцов.

Положения, выносимые на защиту

1. Технологические основы получения магнитомягких ферритов-шпинелей состава МРе^4 = ^2+, М2+, ^2+, Zn2+), хромитов ZnFe0.6Cr1.4O4, ZnCr2O4 и композиционных материалов на их основе с высокой каталитической активностью в реакции окислительной деструкции органического вещества пероксидом водорода.

2. Механизм формирования ферритов и хромитов переходных элементов со структурой шпинели состава MFe2O4 - MCr2O4 = ^2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) в ходе реакции синтеза из растворов в присутствии органического прекурсора. Согласно этому механизму, формируются хелатные комплексы с участием катионов переходных элементов и органического вещества с последующим их термическим разрушением.

2. Результаты изучения структурных особенностей и свойств синтезированных материалов.

3. Результаты внедрения в производство эффективных катализаторов: в ОАО «Исток», г. Каменск-Шахтинский на основе феррита никеля (II) для очистки вод от органических и неорганических примесей.

4.Результаты опытно-промышленной апробации предложенной технологии шпинелей состава (№,

Степень достоверности результатов проведенных исследований

Достоверность полученных результатов и выводов диссертационной работы базируется на большом объеме экспериментальных данных; согласованности с основными научными положениями, разработанными

ведущими учеными в области производства промышленных ферритов и каталитически активных хромитов со структурой шпинели, применении для характеристики материалов стандартных методик с использованием сертифицированного оборудования, комплекса современных физико-химических методов исследования, таких как рентгенофазовый анализ, электронная микроскопия, определение площади поверхности методом ВЕТ, ИК-спектроскопия и др., а также широким обсуждением результатов исследования на научных конференциях различного уровня и опытно -промышленной апробацией разработанных методов и материалов.

Апробация результатов работы. Материалы исследования были представлены и обсуждены на следующих конференциях различного уровня: International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2019) (г. Санкт-Петербург, 2019 г.); XXIII Международной научно-практической конференции «Современные проблемы экологии», посвященной 150-летию со дня открытия периодической таблицы Менделеева (г. Тула, 2019 г.); X Международной научно-практической конференции «Наука XXI века: открытия, инновации, технологии» (г. Смоленск, 2020 г.); V Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия: достижения и перспективы» (г. Ростов-на-Дону, 2020 г.); Девятом Международном междисциплинарном молодежном симпозиуме «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов. Моделирование эко-систем (Анализ современного состояния и перспективы развития)» (г. Ростов-на-Дону, 2020 г.); Международном научном форуме «Наука и инновации -современные концепции» (г. Москва, 2020 г.); XXII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков П.П. Кулева и Н.М. Кижнера, посвященной 125-летию со дня основания Томского политехнического университета «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2021 г.); Международной

научно-практической конференции «Синтез науки и образования как механизм перехода к постиндустриальному обществу» (г. Таганрог, 2021 г.); региональной конференции «Студенческая научная весна» (г. Новочеркасск, 2020, 2021 гг.).

По результатам исследования опубликованы 17 научных работ общим объемом 12,85 п.л. (вклад соискателя 7,2 п.л.), из них в рецензируемых научных изданиях, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук - 8 (5 включены в базы цитирования Scopus), 1 патент РФ на изобретение, 8 работ - в материалах конференций.

Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, общих выводов, заключения, списка обозначений и сокращений, списка литературы (из 163 наименований); содержит 46 рисунков и 16 таблиц.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности структуры шпинели

Структура шпинели, структурный тип MgAl2O4, характерна для соединений типа Me2+Me23+O42-, где Ме2+ и Ме3+ - двух и трехвалентный металл, хотя бы один из которых принадлежит к группе переходных элементов, О2-- кислород. В нормальных шпинелях катионы двухвалентного металла представляют: №2+, Fe2+, Mn2+, Mg2+, Zn2+. Катионы трехвалентного металла: Al3+, &3+, Fe3+, Mn3+. Известны химические соединения со структурой шпинели, в которых вместо кислорода анионом являются: F-, а-, CN-, Se2-, S2-, Te2-.

Пространственная группа для кубической структуры шпинели Fd3m[11]. При формировании кристаллической структуры шпинели ее можно рассматривать с позиции теории плотнейших упаковок шаров, в узлах которых находятся большие по размерам ионы кислорода (радиус 1,3 А), образующие гранецентрированную решетку. В такой плотной шаровой упаковке имеются междоузлия двух типов: тетраэдрические в центрах тетраэдров, в вершинах которых находятся ионы кислорода, и октаэдрические в центрах октаэдров из ионов кислорода. Число тетраэдрических междоузлий равно удвоенному количеству узлов плотной упаковки (в данном случае кислорода), а число октаэдрических междоузлий - в два раза меньше (рис. 1.1).

В междоузлиях обоих видов располагаются ионы металлов, имеющие ионный радиус (0,6^0,8) А, но не все тетраэдрические и октаэдрические междоузлия (положения), заняты ионами металлов, поэтому имеется возможность различных отклонений от идеальной структуры шпинели [12].

В элементарную ячейку входят 8 формульных единиц Ме Ме2+ 04. 8

ионов металла (Me2+) занимают позиции 8(а) в центре тетраэдров, 16 ионов

13

металла (Me3+) располагаются в позициях16(^) в октаэдрах и 32 иона кислорода находятся в позициях 32(е).

Рис. 1.1. Структура шпинели [13]

Совокупность тетраэдрических положений обычно называют подрешеткой «А», а октаэдрических - подрешеткой «В» [12]. Каждый катион Me2+ окружен четырьмя анионами, удаленными от него на

расстояние —, где а- параметр элементарной ячейки (рис. 1.2 [11]).

Рис. 1.2. Фрагмент структуры шпинели: окружение аниона (а) и катиона в В-узле (б) [11]

Каждый катион Fe3+ расположен в вершине октаэдра и окружен шестью анионами на расстоянии а/4. Таким образом, структура шпинели состоит из тетраэдров и октаэдров, каждый ион кислорода принадлежит

одновременно одному тетраэдру и трем октаэдрам. Все тетраэдры в шпинельной структуре обособлены друг от друга [11].

По распределению ионов металла по тетраэдрическим и октаэдрическим положениям шпинели можно разделить на три группы:

1. В структурном типе нормальной шпинели двухвалентные катионы (Mg2+, Fe2+ и др.) находятся в тетраэдрическом расположении и окружены четырьмя ионами кислорода, а трехвалентные катионы (А13+, Fe3+, Сг3+ и др.) находятся в окружении шести ионов кислорода по вершинам октаэдра. При этом каждый ион кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами (рис. 1.1).

Если обозначить двухвалентные катионы буквой А, а трехвалентные - В, то общая формула нормальной шпинели, с обозначением координационных чисел катионов верхними индексами, может быть записана в следующем виде: АПВШ2О4. К нормальным шпинелям относятся хромиты никеля, цинка (МСг204, ZnCr2O4); ферриты цинка, кадмия (ZnFe2O4, CdFe2O4) и т. д. [12, 14].

2. В структуре инвертированной(обратной) шпинели размещение катионов по позициям отвечает следующей формуле: В^А^^О^ В обращенных шпинелях все двухвалентные ионы находятся в октаэдрических положениях, одна половина трехвалентных ионов находится в октаэдрических положениях, а другая - в тетраэдрических. Обращенными шпинелями являются ферриты марганца (II), никеля (II), кобальта (II) (МпРе204, NiFe2O4, CoFe2O4), а также магнетит Fe3O4 -^е3+Ре^е3+]04 [12, 14].

3. В структуре разупорядоченной (смешанной) шпинели двухвалентные и трехвалентные ионы металлов распределены по тетраэдрическим и октаэдрическим положениям произвольно и общую формулу соединения можно записать как ^е3+2хМе2+1-2х)[Ре3+2-2хМе2+2х]04. К

разупорядоченным шпинелям относится, например, феррит магния MgFe2O4 [12].

Распределение катионов по тетраэдрическим и октаэдрическим позициям обусловлено рядом причин: кулоновским взаимодействием ионов, борновским отталкиванием катионов, магнитным взаимодействием и электронной конфигурацией катионов, а также различием условий синтеза шпинелей [15]. В литературе имеются данные, что при отжиге, например CoCr2O4, в области более низкой температуры уменьшается размер частиц катионного перераспределения, и конфигурация нормальной шпинели становится более инвертированной [16]. При отжиге при различных температурах в диапазоне от 500 до 900 °С получали образцы с различным размером частиц. Авторами [17] для CoFe2O4 и CuFe2O4, синтезированных полимерным методом, была подтверждена идеальная структура обратной шпинели.

1.2. Основные методы получения оксидных материалов со структурой шпинели

1.2.1. Синтез из оксидов (керамическая технология)

Обычно исходными веществами для получения шпинелей являются оксиды, соли и гидроксиды соответствующих металлов. В двух последних случаях исходные вещества после термической обработки переводят в форму оксидов. Образование структуры шпинели происходит по схожему механизму для всех названных исходных веществ [5, 18].

Керамический метод синтеза - самый распространенный и простой синтетический прием. Его история применения насчитывает века [18]. Синтез порошков происходит при термообработке смеси оксидов в интервале температур: 800 - 1700 °С [19]. В общих чертах схема керамического синтеза выглядит следующим образом:

приготовление шихты;

- обжиг;

- измельчение продукта обжига.

Следует отметить, что до недавнего времени рассматриваемый способ являлся основным для получения шпинелей [15]. По керамической технологии синтезируют ферриты-хромиты некоторых элементов со структурой шпинели [20]. Например, в работе [21] авторы изучали влияние атмосферы отжига на диэлектрические свойства после спекания ряда соединений: MgAl2O4, NiFe2O4, МЛШе04. Шпинели были синтезированы стандартным керамическим методом при термообработке на воздухе и в инертной атмосфере. Установлена зависимость диэлектрических свойств синтезированных шпинелей NiFe2O4 и МАШеО4 от атмосферы отжига. Работа [22] посвящена изучению влияния способа получения на диэлектрическую проницаемость ферритов. Установлено, что повышение радиопоглощающих свойств никель-цинковых ферритов может быть достигнуто при спекании материала в среде с контролируемой атмосферой.

В работе [23] ферриты меди и цинка (С^е204, ZnFe2O4) были синтезированы по керамической технологии, которая состоит в совместном тщательном измельчении стехиометрического количества оксидов меди, цинка и железа с последующим спеканием в муфельной печи при температуре 1000-1100 °С С выдержкой не менее 12 часов.

В работах [24, 25] были получены образцы ферритов состава №1-хСо^е204 из оксидов металлов. Термообработку при температуре 1000 °С в течение 5 ч [24] и 7-8 ч [25] с промежуточным помолом. Получены образцы шпинелей, не содержащие примесных фаз.

В работе [26] исследовано влияние условий получения смешанных гидроксосоединений - режима соосаждения, времени пребывания и старения, природы осадителя - на структурные характеристики шпинелей

CuCrAЮ4. Изучена эволюция структуры шпинели в процессе твердофазного синтеза.

Увеличение скорости формирования структуры шпинели при синтезе из оксидов переходных металлов может быть достигнуто введением в состав шихты на стадии гомогенизации небольшого количества галогенидов щелочных металлов [27-29]. При введении в исходную шихту 0,5 - 1 % хлорида калия были синтезированы шпинели состава х^ОЛ [27], CoFe2-xCrxO4 [28], NiFe2O4 - N^^[29]. Было показано, что введение добавки хлорида калия позволяет снизить температуру термообработки до 900 оС, при этом скорость процесса образования шпинелей увеличивается в 15-100 раз.

Широкий разброс данных по технологическим параметрам синтеза отдельных ферритов и хромитов переходных элементов с применением керамической технологии может быть связан с различным гранулометрическим составом исходных порошков оксидов.

Синтез шпинелей по такому способу проходит при высоких температурах и требует длительной термообработки, что предопределяет существенные энергозатраты (несколько десятков, а иногда и сотен МДж/кг продукта) [15]. Недостатками данного способа также являются нестабильная и иногда невысокая реакционная способность оксидов; необходимость тщательного измельчения и смешения оксидов с целью получения смеси высокой однородности. Имеет место и недостаточная химическая однородность конечного продукта, вызванная неполнотой протекания реакции [30].

К достоинствам указанного метода следует отнести возможность точно контролировать химический состав синтезируемых материалов, а также отсутствие вредных продуктов процесса, что повышает экологичность производства.

1.2.2. Синтез шпинелей разложением солей и гидроксидов

Увеличение скорости формирования шпинелей и твердых растворов может быть достигнуто за счет приготовления смеси оксидов при разложении солей или гидроксидов переходных металлов. В этом случае отсутствует стадия гомогенизации оксидов.

1.2.2.1. Метод соосаждения

Наиболее простым методом, позволяющим получить высокооднородные солевые смеси, является соосаждение нерастворимых соединений из растворов. В данном методе катионы соответствующих металлов соосаждаются обычно из водной среды, как правило, в виде гидроксидов, карбонатов, оксалатов, формиатов или цитратов. Далее эти вещества нагреваются при соответствующих температурах для получения конечного продукта. Например, для феррита никеля

М02 + 2FeQз + 8NaOH = М^Щг + 2Fe(OH)з + 8ШО,

М^)2 ■ 2Fe(OH)з = NiFe2O4 + 4H2O.

Для достижения высокой дисперсности частиц осадка скорость осаждения должна быть достаточно высока, т.е. раствор должен быть сильно пересыщен. Это достигается смешением концентрированных растворов исходных компонентов с раствором, содержащим ион-осадитель. Очевидно, что этот ион (как правило - удаляющийся в газовую фазу при последующем нагревании анион) должен образовывать практически нерастворимые соли со всеми ионами, содержащими атомы элементов, входящих в целевой продукт. Необходимая для получения однородных смесей одновременность осаждения может быть достигнута только при добавлении малых порций исходного раствора к избытку концентрированного раствора осадителя. Желательно, чтобы осадитель присутствовал в растворе в химической форме, полностью переходящей в газовую фазу при нагревании (т.е. в виде кислот или аммонийных солей). В

противном случае необходима дополнительная стадия отмывки осадка от избытка осадителя. Соосаждение катионов может также проводиться с использованием оксалат-иона в виде Н2С204 или (КИ4)2С204. Широкое распространение имеет метод соосаждения средних карбонатов и несколько меньшее распространение - гидроксидов из-за необходимости во многих случаях использовать растворы сильных оснований, что потребует последующего тщательного отмывания осадка. Реакционным методом, с помощью которого можно контролировать внешний вид готовой продукции, можно получать наносферы феррит-шпинели NiFe2O4 как описано в работе [31]. Этот метод основан на способе совместного осаждения и смешивания компонентов в ионной форме.

В работе [32] приведены сведения о получении феррита кобальта (II) методом анионообменного синтеза. При этом проводили совместное осаждение гидроксидов кобальта (II) и железа (III) из смеси растворов 16,7 мл 0,4 моль/л CoSO4 и 33,6 мл 0,26 моль/л Fe(NO3)3 с помощью сильноосновного анионита АВ-17-8 при температуре 60 °С в присутствии тартрата натрия (с концентрацией 0,25 моль/л). Осаждение вели в течение 1 ч с последующим высушиванием и прокаливанием полученных осадков при температуре 950 °С в течение 3 ч. Аналогичный прием использовали в работах [33, 34]: нанопорошки феррита кобальта (II) получали с использованием того же анионита АВ-17-8 в присутствии полисахаридов -инулина [33] и декстрана [33, 34] с последующим обжигом при температуре 600 оС .

В статье [35] использовали полученные путем анионообменного осаждения наночастицы феррита кобальта (II) со средним диаметром 4090 нм. Также использовали 0,1 моль/л раствор Н[АиС14], №[БИ4], этиловый спирт 96 %, хлороформ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Егорова Марина Александровна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Cherif K., Rekhila G., Omeiri S., Bessekhouad., Trari M. Physical and photoelectrochemical properties of the spinel ZnCr2O4 prepared by sol gelA Application to Orange II degradation under solar light // Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry. 2019. V. 368. V. 290-295.

2. Matulkova I., Holec P., Pacakova B., Kubickova S., Mantlikova A., Plocek Ji., Nemec I., Niznansky D., Vejpravova Ja. On preparation of nanocrystalline chromites by co-precipitation and autocombustion methods // Mat. Science and Engineering B. 2015. V. 195. P. 66-73.

3. Хасанпур Ф., Таэй М., Фуладга М. Вольтамперометрический сенсор для определения дакарбазина на основе электрода из угольной пасты, модифицированного наночастицами феррита меди со структурной шпинели и многостенными углеродными нанотрубками// Электрохимия. 2018. Т. 54, № 1. С. 82-90.

4. Huang, J.Y., Liu, W.R. Synthesis and characterizations of CoCr2O4/C composite using high energy ball-milling technique as novel anode materials for Li-ion batteries// Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2019. V. 96. P. 205-213.

5. Li Z., Huang X., Hu J., Stein A., Tang B.. Synthesis and electrochemical performance of three-dimensionally ordered macroporous CoCr2O4 as an anode material for lithium ion batteries// Electrochimica Acta. 2017. Vol. 247. P. 1-11.

6. Divya S., Jeyadheepan K., Hemalatha J., Magnetoelectric P(VDF-HFP)-CoFe2O4 films and their giant magnetoresistance properties// Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2019. V.492. № 165689.

7. Chaudhuri A., Mandal K. Dynamic magnetic properties of monodisperse CoFe2O4 nanoparticles synthesized by a facile solvothermal technique// Physica B: Condensed Matter 2019. V. 575. № 311640.

8. Dashora A., Suthar M., Kumar K., Choudhary R.J., Phase D.M., Sakurai H., Tsuji N., Sakurai Y., Ahuja B.L. Study of magnetism in Fe doped CoCr2O4 using magnetic Compton scattering and first-principles computations// Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 824. № 153883.

9. Zhang H., Song Y., Nengzi L., Gou J., BoLi, Cheng X. Activation of persulfate by a novel magnetic CuFe2O4/Bi2O3 composite for lomefloxacin degradation// Chemical Engineering Journal. 2020. V. 379.

10. D'Ippolito V., Andreozzi G.B., Bosi F., Halenius U. Blue spinel crystals in the MgAl2O4-CoAl2O4 series: Part I. Flux growth and chemical characterization // American Mineralogist. 2012. V. 97. P. 1828-1833.

11. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1976. -

391 с.

12. Боков В. А. Физика магнетиков: Учебное пособие - СПб.: Издательство Политехнического университета, 2002. - 256 с.

13. Ильин А.П., Гордина Н. Е. Химия твердого тела: Учебное пособие / ГОУВПО ИГХТУ. Иваново, 2006. - 216 с.

14. Бетехтин А. Г. Курс минералогии: учебное пособие / А.Г. Бетехтин. — М.: КДУ, 2007. - 214 с.

15. Иванов В.В., Ульянов А.К., Шабельская Н. П. Ферриты-хромиты переходных элементов: синтез, структура и свойства: монография. - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2013. - 94 с.

16. Maczka M., Ptak M., Kurnatowska M., Hanuza J. Synthesis, phonon and optical properties of nanosized CoCr2O4 // Mat. Chem. and Phys. 2013. V. 138. Р. 682-688.

17. Silva M.D.P., Silva F.C., Sinfi^nioF.S.M., PaschoalA.R., Silva E.N., Paschoal C.W.A. The effect of cobalt substitution in crystal structure and vibrational modes of CuFe2O4 powders obtained by polymeric precursor method // J. of Alloys and Compounds. 2014. V. 584. P. 573-580.

18. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. В 2-хт. Т.1. М.: Мир, 1976. - 353 с.

19. Matulkova I., Holec P., Nemec I., Kitazawa H., Furubayashi T., Vejpravova J. Temperature-dependent vibrational spectroscopic and X-ray diffraction investigation of nanosized nickel chromite // J. of Molec. Struct. 2015. V. 1090. P. 70-75.

20. Новая керамика / Под ред. Будникова П.П. М.: Издательство литературы по строительству, 1969. - 312 с.

21. Ptak M., Maczka M., Pikul A., Tomaszewski P.E., Hanuza J. Magnetic and low temperature phonon studies of CoCr2O4 powders doped with Fe(III) and Ni(II) ions // J. of Solid State Chem. 2014. V. 212. P. 218-226.

22. Kochur A.G., Kozakov A.T., Googlev K.A., Kubrin S.P., Nikolskii A.V., Torgashev V.I., Bush A.A., ShkuratovV.Ya., Shevtsova S.I. Valence state of transition metal ions in Co1-xFexCr2O4 (x = 0.1, 0.2, 0.5) ceramics from X-ray photoelectron and Mossbauer spectroscopy data // J. of Alloys and Compounds. 2015. V. 636. P. 241-248.

23. Реутов Д.С., Халезов Б.Д., Овчинникова Л.А., Гаврилов А.С. Изучение скорости растворения ферритов меди и цинка методом вращающегося диска// Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 54, №5. С. 56-62.

24. Шабельская Н.П., Виростков Д.А., Лешкевич А.В., Скориков А.В., Нестеров А.А. Изучение процессов фазообразования в системе NiO - CoO -Fe2O3// Научно-технический вестник поволжья. 2018. №:11. С. 75-78.

25. Лисневская И.В., Левшина Н.А. Влияние условий получения и порога перколяции на свойства магнитоэлектрических композитов цирконат-титанат свинца - феррит кобальта-никеля// Неорганические материалы. 2018. Т. 54. №8. С. 899-906.

26. Плясова Л.М., Довлитова Л.С., Сименцова И.И., Молина И.Ю., Штерцер Н.В., Минюкова Т.П. Влияние условий синтеза на формирование

структуры шпинели CuCrAlO4// Журнал структурной химии. 2018. Т. 59. №7. С. 1697-1705.

27. Зубехин А.П., Таланов В.М., Шабельская Н.П. Способ получения катализатора на основе никель-медного хромита. С2 2207905 RU 7 B 01 J 23/86, 23/885, 37/04 / Юж.-Рос. гос.техн. ун-т (НПИ). - № 2001127342; Заявл. 08.10.2001; Опубл. 10.07.2003, Бюл. № 19.

28. Таланов В.М., Ульянов А.К., Шабельская Н.П. Способ получения твердых растворов CoFe2-xCrxO4 // С 1 2313492 RU C 01 G 51/00, B 01 J 23/882 / Юж. - Рос.гос. техн. ун-т (НПИ). - № 2006116163/15; Заявл. 10.05.2006; Опубл. 27.12.2007, Бюл. № 36.

29. Таланов В.М., Шабельская Н.П. Способ получения железо-хром-никелевых шпинелей. С1 2257953 RUB 01 J 23/86, 37/04 // Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - № 2257953; Заявл. 29.01.2004; Опубл. 10.08.2005, Бюл. № 22.

30. Hosseini S. G., Abazari R., Gavi A. Pure CuCr2O4 nanoparticles: Synthesis, characterization and their morphological and size effects on the catalytic thermal decomposition of ammonium perchlorate // Solid State Sciences. 2014. V. 37. P. 72-79.

31. Chen L., Dai H., Shen Y., Bai J. Size-controlled synthesis and magnetic properties of NiFe2O4 hollow nanospheres via a gel-assistant hydrothermal route // J. of Alloys and Compounds. 2010. V. 491. L. 33 - 38.

32. Павликов А.Ю., Трофимова Т.В., Сайкова С.В. Получение феррита кобальта с использованием сильноосновного анионита// Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. 2017. С. 52-55.

33. Павликов А.Ю., Трофимова Т.В., Сайкова С.В., Карпов Д.В. Анионообменный синтез наноразмерных порошков феррита кобальта с использованием полисахаридов// Химическая наука и образование Красноярья. 2018. С. 100-104.

34. Павликов А.Ю., Карпов Д.В., Трофимова Т.В., Сайкова С.В. Анионообменный синтез феррита кобальта с использованием полисахаридов// Формирование новой парадигмы научно-технического развития. 2018. С. 45-46.

35. Карпов Д.В., Павликов А.Ю., Трофимова Т.В. ,Сайкова С.В. Синтез наночастиц феррита кобальта, декорированные золотом// Формирование новой парадигмы научно-технического развития. 2018. С. 39-41.

36. Павликов А.Ю., Трофимова Т.В., Самойло А.С., Карпов Д.В. Синтез наночастиц ферритов кобальта и меди с использованием полисахаридов// XVII всероссийская молодежная научная конференция с элементами научной школы - "функциональные материалы: синтез, свойства, применение", посвященной 110-летию со дня рождения член.-корр. ан СССР Н. А. Торопова. 2018. С. 159-160.

37. Брюхов Р.Р., Кобзарь В.С., Андреева Н.А. Получение феррита цинка методом соосаждения// НЕДЕЛЯ НАУКИ - 2019. Сборник тезисов IX научно-технической конференции (с международным участием) студентов, аспирантов и молодых ученых в рамках мероприятий, посвященных 150-летию открытия Периодического закона химических элементов Д.И. Менделеевым. 2019. Издательство: Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) (Санкт-Петербург) - 2019. С. 35

38. Трофимова Т.В., Сайкова С.В., Пантелеева М.В., Пашков Г.Л., Бондаренко Г.Н. Анионообменный синтез порошков феррита меди// Стекло и керамика. 2018. №.2. С. 38-44.

39. Висурханова Я.А., Соболева Е.А., Иванова Н.М. Строение и электрокаталитические свойства ферритов никеля(П) и меди (II)// Наука настоящего и будущего. 2019. Т.3. С. 47-48.

40. Wang L., Gao X., Bai Y., Tan M., Sun K., Zhang T., Wu Y., Pan J., Xie H., Tan Y. The synergistic effect between ZnO and ZnCr2O4 on the catalytic performance for isobutanol synthesis from syngas// Fuel. 2019. V. 253. P. 15701577.

41. Болдырева Н. Н., Довлитова Л.С. Определение фазового состава промежуточных и конечных продуктов синтеза катализаторов шпинельного типа Си1&2О4 и Си^е^4 методом дифференцирующего растворения// Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84.№9. С. 5-12.

42. Palanisamy G., Pazhanivel T., Bhuvaneswari K., Bharathi G., Marimuthu G., Maiyalagan T. Spinel oxide ZnCr2O4 incorporated with ZnS quantum dots for application on visible light driven photocatalyst Azo dye degradation// Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2020. V. 590. P. 124-505.

43. Uddin Md. E., Kim N.H., Kuila T., Lee S.H., Hui D., Lee Jo.H. Preparation of reduced graphene oxide-NiFe2O4 nanocomposites for the electrocatalytic oxidation of hydrazine // Composites Part B. 2015. V. 79. P. 649659 // www.elsevier.com/locate/compositesb.

44. Pechini M.P. A Method of preparing lead and alkaline earth titanates and niobates and coating method using the same to form a capacitor // Pat. US3330697. 11.07.1967.

45. Меньшова С.Б., Бибиков С.Б., Вергазов Р.М., Андреев В.Г., Куликовский Э.И., Прокофьев М.В. Способ получения никель-цинкового феррита с высокими диэлектрическими потерями. // ООО НПП «РАДИОСТРИМ», Пат РФ 2587456, Заявл. 13.10.2011; Опубл. 20.04.2013, Бюл. № 17.

46. Джураев Т. Х. Синтез высокодисперсных продуктов методом Печини // Новые материалы и технологии их обработки: XIII Республиканская студенческая научно-техническая конференция, 23-

27апреля 2012 г. / пред. ред. Н. И. Иваницкий. - Минск: БНТУ, 2012. - С. 191-192.

47. Ameer S., Hussain Gul I., Mahmood N., Mujahid M. Synthesis, characterization and optical properties of in situ ZnFe2O4 functionalized rGOnano hybrids through modified solvothermal approach // Optical Materials. 2015. V. 45. P. 69-75.

48. Zhou X., Liu J., Wang C., Sun P., Hu X., Li X., Shimanoe K., Yamazoe N., Lu G. Highly sensitive acetone gas sensor based on porous ZnFe2O4 nanospheres // Sensors and Actuators. 2015. B. 206. P. 577-583.

49. Мартинсон К.Д., Черепкова И.А., Соколов В.В. Формирование наночастиц феррита кобальта в условиях глицин-нитратного горения и их магнитные свойства// Физика и химия стекла. 2018. Т.44. № 1. С. 32-38.

50. Мартинсон К.Д., Черепкова И.А., Кондрашкова И.С. Влияние методов получения на состав, структуру и магнитные характеристики наночастиц феррита кобальта// Химия и химическое образование XXI века. 2017. С. 87.

51. Симагина В.И., Комова О.В., Одегова Г.В., Нецкина О.В., Булавченко О.А., Почтарь А.А., Кайль Н.Л. Исследование медь-железо смешанного оксида со структурой кубической шпинели, синтезированного методом горения// Журнал прикладной химии. 2019. Т.92. №1. С. 24-34.

52. Каневский В.М., Буташин А.В., Муслимов А.Э. Магнитные свойства поликристаллических и аморфных пленок ферритов кобальта и никеля// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2018. №12. С. 17-21.

53. Брюхов Р.Р. Синтез феррита цинка методом карбамид-нитратного горения// XVII Молодежная научная конференция школа молодых ученых, посвященная 100-летию со дня рождения академика РАН М.М. Шульца. Санкт-Петербург. Издательство: ООО "Издательство "ЛЕМА", 2019. С. 3134.

54. Вызулин С.А., Бузько В.Ю., Каликинцева Д.А., Мирошниченко Е.Л. Влияние состава на ФМР-характеристики NixZni. XFe2O4// Известия российской академии наук. Серия физическая. 2018. Т. 82. №. 1. С. 118-121.

55. Akyol M., Adanur Í., Aya§ A.O., Ekicibil A. Magnetic field dependence of magnetic coupling in С0СГ2О4 nanoparticles// Physica B: Condensed Matter. 2017. V. 525. P. 144-148.

56. Martins F.D.A.B.L., Coelho M.B.M., Oliveira M.M., Mercury J.M.R., Da Silva R.N.R., Da Silva J., Vasconcelos J.S., Rangel J.H.G., Longo E. Characterization of CuCr2O4 composite obtained by solution combustion synthesis// Revista material. 2019. V. 24. №3.

57. Han L., Zhou X., Wan L., Deng Y., Zhan S. Synthesis of ZnFe2O4 nanoplates by succinic acid-assisted hydrothermal route and their photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light // J. of Environmen. Chem. Engin. 2014. V. 2. P. 123-130.

58. Mobini S., Meshkani F., Rezaei M. Surfactant-assisted hydrothermal synthesis of CuCr2O4 spinel catalyst and its application in CO oxidation process // J. of Environmental Chem. Engin. 2017. V. 5. № 5. Р. 4906-4916.

59. Mindru I., Gingasu D., Marinescu G., Patron L., Calderon-Moreno J.M., Bartha Cr., Andronescu Cr., Crisan A. Cobalt chromite obtained by thermal decomposition of oxalate coordination compounds // Ceram. Internation. 2014. V. 40. P. 15249-15258.

60. Костеникова А.С., Баян Е.М. Изучение фазового состава и морфологии наноразмерных материалов на основе диоксида титана, синтезированных гидротермальным методом // В книге: Химия и химическое образование XXI века. Сборник материалов V Всероссийской студенческой конференции с международным участием, посвященной Международному году Периодической таблицы химических элементов. Отв. ред. С.В. Макаренко, Е.И. Исаева, Р.И. Байчурин. 2019. С. 120.

61. Петров В.В., Варзарев Ю.Н., Стороженко В.Ю., Баян Е.М. Диэлектрические свойства тонких пленок ^Fe2O4 полученных методом низкотемпературного пиролиза// В книге: Исследование сегнетоэлектрических материалов российскими учеными. Столетие открытия сегнетоэлектричества. Сборник тезисов конференции. 2020. С. 219-220.

62. Williams S., Okolie C.L., Deshmukh J., Hawco L., McNeil J., Nganou Assonkeng A.C., Bennett C., Mkandawire M. Magnetizing Cellulose Fibers with CoFe2O4 Nanoparticles for Smart Wound Dressing for Healing Monitoring Capability// ACS Applied Bio Materials. 2019. V. 2. P. 5653-5662.

63. Saravanakumar B., Ramachandran S.P., Ravi G., Ganesh V., Guduru R.K., Yuvakkumara R. Electrochemical performances of monodispersed spherical CuFe2O4 nanoparticles for pseudocapacitive applications// Vacuum. 2019. V. 168. P. 1-9.

64. Huang W., Zha W., Zhao D., Feng S. The effect of active oxygen species in nano-ZnCr2O4 spinel oxides for methane catalytic combustion// Solid State Sciences. 2019. V. 87. P. 49-52.

65. Mohamed W.S., Alzaid M., Abdelbaky M.S.M., Garcia-Granda S., Amghouz Z., Abu-Dief A.M. Impact Of Co2+ Substitution On Microstructure And Magnetic Properties Of CoxZn1-XFe2O4 Nanoparticles// Nanomaterials. 2019. V. 9. №. 11. Р. 1602.

66. Румянцев Р.Н., Сушкова К.А., Ильин А.А., Батанов А.А., Ильин А.П. Исследование влияния механохимической активации на физико-химические свойства феррита кальция // В сборнике: Предиктивный характер научных исследований и практика их реализации в условиях глобального кризиса в экономике и обществе. сборник научных статей по итогам международной научно-практической конференции. 2020. С. 78-81.

67. Лапшин М.А., Волкова А.В., Светушков А.Д., Румянцев Р.Н., Ильин А.А. Механохимический синтез и исследование каталитических

свойств железохромовых каталираторов конверсии СО // В сборнике: XXXV Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике.2018. С. 101.

68. Румянцев Р.Н., Ильин А.А., Сунгурова А.В., Ильин А.П. Механохимический синтез феррита меди // В книге: Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация и материалы будущего. Тезисы докладов. 2016. С. 43-44.

69. Болдырев В.В. Механохимические процессы, в которых механическое активирование происходит за счет самой реакции. Хемомеханохимический эффект // Известия Академии наук. Серия химическая. 2018. № 6. С. 933-948.

70. Ивакин Ю.Д., Смирнов А.В., Тарасовский В.П., Рыбальченко В.В., Васин А.А., Холодкова А.А., Кормилицин М.Н.. Холодное спекание керамики ZnO в водной среде: тестовая демонстрация // Стекло и керамика. 2019. № 6. С. 13-18.

71. Григорьева Т.Ф., Ковалева С.А., Витязь П.А., Жорник В.И., Киселева Т.Ю., Восмериков С.В., Ляхов Н.З. Механохимический синтез магнитно-абразивных сред Fe/SiC, Fe/B4C, Fe/TiC // Химия в интересах устойчивого развития. 2018. Т. 26. № 5. С. 483-488.

72. Abbasi А., Hamadanian M., Salavati-Niasari M., Mazhari M.P. Hydrothermal synthesis, characterization and photodegradation of organic pollutants of CoCr2O4/Ag nanostructure and thermal stability of epoxy acrylate nanocomposite// Advanced Powder Technology. 2017. V. 28. P. 2756-2765.

73. Yuan W., Liu X., Li L. Synthesis, characterization and photocatalytic activity of cubic-like CuCr2O4 for dye degradation under visible light irradiation // Applied Surface Science. 2014. V. 319. P. 350-357.

74. Третьяков Ю.Д. Развитие неорганической химии как фундаментальной основы создания новых поколений функциональных материалов // Успехи химия. 2004. Т. 73. № 9. С. 899-916.

75. Ворожцов А.Б., Жуков А.С., Малиновская Т.Д., Сачков В.И. Синтез дисперсных металлооксидных материалов. Книга 2. Плазмохимический метод получения оксидов титана и цирко1ния / отв. ред. Т.Д. Малиновская. - Томск: Изд-во НТЛ, 2014. - 168 с

76. Евстигнеев В.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Современные проблемы // Ползуновский вестник. 2005. № 4-1. С. 21-35.

77. Коротченко Н.М., Рассказова Л.А. Лабораторный практикум по курсу «Современный неорганический синтез». СВЧ-синтез веществ и материалов. Фосфаты кальция: учебно-методическое пособие. - Томск : Издательский Дом Томского государственного университета, 2015. - 64 с.

78. Ребров Е.В. Микроволновой органический синтез в микроструктурированных реакторах // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2011.Т. LV. № 2. С. 34-42.

79. Magureanu A., Brezeanu M., Gutul M., Jitaru J.P., Mandravel C., Mincu V., Segal E., Marinescu D. Procedeu de obtinere a feritei de nickel // InstitutulPolitehnic, Bucuresti. Пат. 83273, СРР. Заявл. 27.11.81, № 105872, Опубл. 28.02.84 МКИС 04В 35/23.

80. Йосихару О., Йосинори С., ХодзинД. Сэнтан какокикай гидзюцу синкокёкай. Получение марганцевого феррита. Заявка 60-54924, Япония. Заявл. 2.09.83, № 58-161725, Опубл. 29.03.85 МКИ С 01 G 49/00.

81. Петрова Е.Г., Шавшукова Я.А., Котиков Д.А., Лазнев К.В., Паньков В.В. Синтез наноразмерных кобальт-цинковых ферритов методом низкотемпературного распыления с последующим термолизом// Известия национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2018. Т 54. № 4 С. 406-412.

82. Баранчиков А.Е., Иванов В.К., Муравьева Г.П., Олейников Н.Н., Третьяков Ю.Д. Кинетика образования феррита цинка в ультразвуковом поле // Доклады академии наук. Серия Химия. 2004. Т. 397. № 2. С. 201-204.

83. 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. V. 131. P. 212-222.

84. Polaert I., Bastien S., Legras B., Estel L., Braidy N. Dielectric and magnetic properties of NiFe2O4 at 2.45 GHz and heating capacity for potential uses under microwaves // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. V. 374. Р. 731-739.

85. Houa X., Feng Ji., Liu X., Ren Yu., Fan Z., Wei T., Meng Ji., Zhang M. / Synthesis of 3D porous ferromagnetic NiFe2O4 and using as novel adsorbent to treat wastewater // Journal of Colloid and Interface Science. 2011. V. 362. P. 477-485.

86. Sanoop A.P., Rajeev R., George B.K. Synthesis and characterization of a novel copper chromite catalyst for the thermal decomposition of ammonium perchlorate // Thermochimica Acta. 2015. V. 606. P. 34-40

87. Hosseini S.G., Abazari R., Gavi A. Pure CuCr2O4 nanoparticles: Synthesis, characterization and their morphological and size effects on the catalytic thermal decomposition of ammonium perchlorate // Solid State Sciences. 2014. V. 37. P. 72-79.

88. He S., Yang C., Niu M., Wei D., Chu S., Zhong M., Wang J., Su X., Wang L. Coordination adsorption of Ag(I) on cobalt-ferrous oxalates and their derived Ag/CoFe2O4 for catalytic hydrogenation reactions// Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2019. V. 583.

89. Языков Н.А., Симонов А.Д., Аншиц А.Г., Пармон В.Н. Каталитическое влияние железосодержащих микросфер летучих зол на процесс окисления дизельного топлива в виброожиженном и псевдоожиженном слоях инертного материала // Катализ в промышленности. 2018. № 4. С. 64-71.

90. Zhang T.T., Song J.D., Chen J.X., Jia A.P., Luo M.F., Lu J.Q. Catalytic combustion of dichloromethane over supported CoCr2O4/TUD-1 catalysts: The effect of CoCr2O4 particle size on the modification of surface properties and the catalytic performance// Applied Surface Science. 2017. V. 425. P. 1074-1081.

91. Korotkova A.M., Polivanova O.B., Gavrish I.A., Baranova E.N., Lebedev S.V. Green synthesis of zinc based nanoparticles zinc ferrite by petroselinum crispum // Russian conference on innovations in agricultural and rural development (AGROCON-2019). 2019. Р. 012175.

92. Шабельская Н.П., Мосин Д.В., Несмашный М.С., Мушоряпов А.И. Синтез феррита кобальта (II) для энергосберегающих покрытий// Экология и безопасность жизнедеятельности. 2019. С. 145-148.

93. Liu Z.-y., Wang G.-y., Liu X.-p., WangY.j. Preparation of CuCrO2 and the photocatalytic properties of its composites // J. of fuel chem. And tecnol. 2013. V. 41, I. 12. Р. 1473-1480.

94. Salehi M., Eshaghi A., TajizadeganH. Synthesis and characterization of TiO2/ZnCr2O4 core-shell structure and its photocatalytic and antibacterial activity// Journal of Alloys and Compounds. 2019. V. 778. P.148-155.

95. Zhu B., Cheng H., Ma J., Kong Y., Komarneni S. Efficient degradation of rhodamine B by magnetically separable ZnS-ZnFe2O4 composite with the synergistic effect from persulfate//Chemosphere. 2019.V.237.

96. Jiang T., Liang Ya.-dong, He Yo.-jun, Wang Q. Activated carbon/NiFe2O4 magnetic composite: A magnetic adsorbent for the adsorption of methyl orange//J. of Environmental Chem. Engineering. 2015. V. 3. P. 17401751.

97. Rajput J. K., Arora Pr., Kaur G., Kaur M. CuFe2O4 magnetic heterogeneous nanocatalyst: Low power sonochemical-coprecipitation preparation and applications in synthesis of 4H-chromene-3-carbonitrile scaffolds // Ultrasonics Sonochem. 2015. V. 26. P. 229-240.

98. Kurosawa R., Suzuki Ts., Nakayama T., Suematsu H., Niihara K., Satokawa Sh., Yasukawa Yu., Liu X. / Variations in the saturation magnetization of nanosized NiFe2O4 particles onadsorption of carboxylic acids // Journal of Asian Ceramic Societies. 2014. V. 2. P. 41-43.

99. Zhang L., Jiao W., He Ji., Zhang A. Synthesis of PAA/NiFe2O4 composite nanoparticles and the effect of microstructure on magnetism // J. of Alloys and Compounds. 2013. V. 577. P. 538-542.

100. Евграшин В.М., Школьник А.Е., Передернин В.М. Способ активирования медноцинкхромового катализатора гидрирования альдегидов. Заявл. 27.07.1999; опубл. 10.05.2000.

101. Tian X., Guo C., Zhong H., Zhou Y., Xiao J. Exceptional stability and chemical mechanism over spinel ZnCr2O4 catalyst for HCl oxidation to Cl2//Molecular Catalysis. 2019. V. 470. P. 82-88.

102. Li Z., Shi Z., Zhang Z., Liu R., Liu Y., Li J., Qiao G. Corrosion resistance of the ZnCr2O4 spinel in NaF-KF-AlF3 bath// Corrosion Science. 2018. V. 131. P. 199-207.

103. Егорова М. А. Термодинамическая оценка технологии феррита цинка // Синтез науки и образования как механизм перехода к постиндустриальному обществу: сборник статей Международной научно-практической конференции (12 апреля 2021 г. г. Таганрог). Уфа: OMEGA SCIENCE, 2021. - С. 23-27.

104. Шабельская Н.П., Егорова М.А. Топохимические реакции в технологии неорганических материалов: Учебное пособие для студентов технических (нехимических) специальностей высших учебных заведений / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2021. - 106 с.

105. Егорова М.А. Ткаченко З.Д. Изучение особенностей синтеза феррита и хромита цинка // Наука XXI века : открытия, инновации, технологии : сб. науч. тр. по материалам X Междунар. науч.-практ. конф., 4

мая 2020 г., г. Смоленск / Междунар. науч.-информац. центр "Наукосфера" -Смоленск, 2020. - С. 50-53.

106. Shabelskaya N.P., Egorova M.A., Chernysheva G.M., Semchenko V.V. Obtaining a composite material based on cobalt (II) ferrite for purification of aqueous solutions // E3S Web of Conferences [Электронный ресурс] - 2019. V. 140: International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2019), Saint-Petersburg, Russia, November 19-20, 2019. - Номер статьи 02002.

107. Шабельская Н.П., Егорова М.А., Чернышева Г.М., Сулима Е.В. Синтез композиционного материала на основе феррита кобальта (II) для очистки водных растворов // Современные проблемы экологии :докл. XXIII Междунар. науч.-практ. конф., 15 окт. 2019 г., посвящ. 150-летию со дня открытия периодической таблицы Менделеева / Тул. гос. ун-т - Тула : Инновационные технологии, 2019. - С. 52-55.

108. Шабельская Н.П., Егорова М.А., Чернышева Г.М., Салиев А.Н., Яценко А.Н., Гайдукова Ю.А. Синтез и свойства композиционного материала CoFe2O4/C// Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий - 2019. - Т. 81, № 4. - С. 184-189.

109. Шабельская Н.П., Егорова М.А., Таранушич В.А., Чернышева Г.М., Астахова М.Н., Арзуманова А.В., Вяльцев А.В. Синтез материалов MFe2O4 (M=Ni, Co) и применение их для удаления соединений Cr(VI) из водных растворов//Вестник технологического университета. 2020. Т. 23. № 7. С. 52-55.

110. Мосин Д.В. Егорова М.А. Синтез и свойства наноразмерного феррита меди (II) // Студенческая научная весна - 2020 : материалы региональной науч. -техн. конф. (конкурса науч. -техн. работ)студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Рост. обл., г. Новочеркасск, 13-14 мая 2020 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова -Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2020. - С. 70.

111. Егорова М.А. Шабельская Н.П. Получение мелкокристаллического феррита цинка и изучение его каталитической активности // Химия: достижения и перспективы : сб. науч. ст. по материалам V Всерос. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых, г. Ростов-на-Дону, 22-23 мая 2020 г. / Ростовский государственный медицинский университет; Южный федеральный университет; Кубанский государственный университет - Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2020. - С. 356-358.

112. Медведев Р.П., Шабельская Н.П., Егорова М.А., Салиев А.Н., Клушин В.А. Применение фосфогипса в качестве наполнителя для полимерных композиций // Вестник Технологического университета. 2020. Т. 23. № 1. С. 68-73.

113. Shabelsksya N.P., Egorova M.A., Vasileva E.V., Pologentsev O.E. Photocatalytic properties of nanosized zinc ferrite and zinc chromite //Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. 2021.V. 12, Is. 1. -№ 015004.

114. 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 // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология - 2021. - Т. 64, № 2. - С. 95-102.

115. Егорова М.А., Шабельская Н.П., Раджабов А.М., Несмашный М.С., Ульянова В.А. Получение композиционного материала CoFe2O4/C для удаления соединений меди (II) // Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов. Моделирование эко-систем (Анализ современного состояния и перспективы развития): сб. тр. Девятого Междунар. междисциплинарного молодежного симпозиума, г. Ростов-на-Дону, 28-30 дек. 2020 г.: в 2-х т. / Южный федеральный университет - Ростов-на-Дону-Таганрог: изд-во ЮФУ, 2020. Т. 2. С. 35-37.

116. Егорова М.А. Изучение условий получения и свойств сложных оксидных соединений на основе ферритов переходных элементов // Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XXII Междунар. науч. -практ. конф.студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков П.П. Кулева и Н.М. Кижнера, посвященной 125-летию со дня основания Томского политехнического университета (г. Томск, 17-20 мая 2021 г.) В 2 томах. Т. 1 / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2021. С. 54-55.

117. Способ получения мелкокристаллических ферритов-хромитов со структурой шпинели / Шабельская Нина Петровна, Егорова Марина Александровна, Арзуманова Анна Валерьевна, Гайдукова Юлия Александровна, Вяльцев Александр Владимирович, Забабурин Владимир Михайлович, Ляшенко Надежда Владимировна // Патент РФ на изобретение 2747196 C1, заяв. 03.07.2020, опубл. 29.04.2021, Бюл. № 13.

118. Шабельская Н.П., Егорова М.А., Раджабов А.М., Несмашный М.С. Изучение процессов синтеза ферритов никеля (II) и кобальта (II) // Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума «Наука и инновации - современные концепции» (г. Москва, 23 октября 2020 г.). Том 2 / отв. ред. Д.Р. Хисматуллин. - Москва: Издательство Инфинити, 2020. с. 129-133.

119. Egorova M.A., Shabelskaya N.P., Arzumanova A.V., Yakovenko E.A., Semchenko V.V. Synthesis of materials of composition CoM2O4 (M=Al, Fe) for purification of aqueous solutions // В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "International Scientific and Practical Conference "Ensuring Sustainable Development in the Context of Agriculture, Green Energy, Ecology and Earth Science" - Ecology and Environment Protection" 2021. С. 042029.

120. Shabelskaya N.P., Egorova M.A., Vasilieva E.V. Synthesis and catalytic properties of CoFe2O4/Fe2O3 nanosized composite material // Solid State Phenomena. 2021. Т. 316 SSP. С. 56-61.

121. Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. «Супрамолекулярная химия». В 2-х т. Т. 2. - М.: Академкнига, 2007. 416 с.

122. Горшков В.С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / В.С. Горшков, В.В. Тимашев, В.Г. Савельев - М.: Высш. школа, 1981. - 335 с.

123. Ковба Л.М. Рентгенофазовый анализ / Л.М. Ковба, В.К. Трунов -М.: МГУ, 1976. - 232 с.

124. Руководство по рентгеновскому исследованию минералов / Под ред. В.А. Франк-Камененцкого - Л.: Недра, 1975. - 399 с.

125. Метод рентгенографии в строительном материаловедении и наноматериалах: метод.указания к внеаудиторной самостоятельной работе по химии для студ. всех специальностей, магистрантов и аспирантов / Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т; сост.: О.В. Артамонова. - Воронеж, 2009. - 40 с.

126. 33. PDF-2. The powder diffraction fîleTM. International Center for Diffraction Data (ICDD), PDF-2 Release 2012, web site: www.icdd.com (2014).

127. Черноруков Н.Г., Нипрук О.В. Теория и практика рентгенофлуоресцентного анализа. Электронное учебно-методическое пособие. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. - 57 с.

128. Бёккер Ю.Спектроскопия = Spektroskopie / Пер. с нем. Л.Н. Казанцевой, под ред. А. А. Пупышева, М. В. Поляковой. - М.: Техносфера, 2009. - 528 с.

129. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия: основы, техника, аналитическое применение / Пер. с англ. Б. Н. Тарасевича, под ред. А.А. Мальцева. - М.: Мир, 1982. - 328 с.

130. Электронная микроскопия: учеб. пособие / Власов А. И., Елсуков К.А., Косолапов И. А. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011 -168 с. : ил. (Библиотека «Наноинженерия» : в 17 кн. Кн. 11).

131.Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. Т. 1. - М.: ИЛ, 1948. - 783 с.

132. Полторак О.М. Термодинамика в физической химии. — М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

133. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. - Новосибирск: Наука, 1999. - 470 с.

134. Термический анализ. Ч. 1: Методы термического анализа В.И. Ивлев, Н. Е. Фомин, В.А. Юдин [и др.] - Саранск: Изд-во Мордов. унта, 2017. - 44 с.

135. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа: изд 5-е, перераб. - Л.: «Химия», 1986.432 с.

136. Кузьмина Я.А., Шабельская Н. П. Оптимизированный метод получения шпинели на основе феррита-хромита никеля (II) - меди (II) и ее адсорбционные свойства // Тенденция развития науки и образования: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 31 июля 2016 г., г. Смоленск - Смоленск , 2016. - С. 82-83.

137. Шабельсая Н. П., Кузьмина Я. А., Миюц Е. В. Особенности формирования ферритов и хромитов переходных элементов в присутствии галогенидов щелочных металлов // Фундаментальные исследования. 2017. № 9-2. С. 386-390.

138. Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 2-х т. Т.2. М.: Химия, 1973. - 688 с.

139. Будников П.П., ГинстлингА.М.. Реакции в смесях твердых веществ. М.: Изд-во литературы по строительству, 1965. 475 с.

140. Krasil'nikov, V.N., Gyrdasova, O.I., Bazuev, G.V.Ethylene glycol-modified cobalt and iron oxalates as precursors for the synthesis of oxides as

extended microsized and nanosized objects // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2008. V. 53, Issue 12. P. 1854-1861.

141. Xu Q. Feng J., Li L., Xiao Q., Wang J. Hollow ZnFe2O4/TiÜ2 composites: High-performance and recyclable visible-light photocatalyst // Journal of Alloys and Compounds. 2015. V. 641. P. 110-118.

142. Arimi A.,Megatif L.,Granone L.I.,Dillert R.,Bahnemann D.W. Visible-light photocatalytic activity of zinc ferrites // Journal of photochemistry and photobiology A-chemistry. 2018. V. 366. P. 118-126.

143. Granone L. I., Ulpe A. C., Robben L.s, Klimke de S., Jahns M., Renz F., Gsing T. M., Bredow de T., Dillert R., Bahnemann D. W. Effect of the degree of inversion on optical properties of spinel ZnFe2O4 // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. P. 28267-28278.

144. Song X., Chen Q.,Li, W., Zhang J., Zheng S.Synthesis of efficient oil-soluble ZnAl2Ü4nanoparticles // Asian Journal of Chemistry. 2013. V. 25, Issue 5. P. 2729-2732.

145. Chen L., Shen Yo., Bai Ju. Large-scale synthesis of uniform spinel ferrite nanoparticles from hydrothermal decomposition of trinuclear heterometallic oxo-centered acetate clusters // Materials Letters. 2009. V. 63. P. 1099-1101.

146. Yao Yu., Lu F., Zhu Ya., Wei F., Liu X., Lian C., Wang S. Magnetic core-shell CuFe2Ü4@C3N4 hybrids for visible light photocatalysis of Orange II //Journal of Hazardous Materials. 2015. V. 297. P224-233.

147. Zhao Y., Li J., Yin Z., Zhang X., Huang J., Cao L., Wang H. Interfacemediated local conduction at tubular interfaces in BiFeÜ3-CoFe2Ü4 nanocomposites // Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 823. № 153699.

148. Qian M., Cheng X., Sun T., Tian J., Isimjan T.T., Shi Z., Yang X. Synergistic catalytic effect of N-doped carbon embedded with CoFe-rich CoFe2Ü4clusters as highly efficient catalyst towards oxygen reduction // Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 819. № 153015.

149. Zhu Z., Ma C., Yu K., Lu Z., Liu Z., Yan Y., Tang X., Huo P. Fabrication of CoFe2O4-modified and HNTs-supported g-C3N4heterojunction photocatalysts for enhancing MBT degradation activity under visible light // Journal of Materials Science. 2020. V. 55. Issue 10. P. 4358-4371.

150. Sun M.J., Han X.L., Chen S.G. Synthesis and photocatalytic activity of nano-cobalt ferrite catalyst for the photo-degradation various dyes under simulated sunlight irradiation // Materials Science in Semiconductor Processing. 2019. V. 91. P. 367-376.

151. dos Santos J.M.N., Pereira C.R., Pinto L.A.A., Frantz T., Lima E.C., Foletto E.L., Dotto G.L. Synthesis of a novel CoFe2O4/chitosan magnetic composite for fast adsorption of indigotine blue dye // Carbohydrate Polymers.

2019. V. 217. P. 6-14.

152. Yang Z., Li Y., Zhang X., Cui X., He S., Liang H., Ding A. Sludge activated carbon-based CoFe2O4-SAC nanocomposites used as heterogeneous catalysts for degrading antibiotic norfloxacin through activating peroxymonosulfate // Chemical Engineering Journal. 2020. V. 384. № 123319.

153. Ma Q., Nengzi L.-C., Zhang X., Zhao Z., Cheng X. Enhanced activation of persulfate by AC@CoFe2O4 nanocomposites for effective removal of lomefloxacin // Separation and Purification Technology. 2020. V. № 115978.

154. Fan Y., Zhou Z., Feng Y., Zhou Y., Wen L., Shih K. Degradation mechanisms of ofloxacin and cefazolin using peroxymonosulfate activated by reduced graphene oxide-CoFe2O4 composites // Chemical Engineering Journal.

2020. V. 383. № 123056.

155. Bigham A., Aghajanian A.H., Saudi A., Rafienia M. Hierarchical porous Mg2SiO4-CoFe2O4nanomagnetic scaffold for bone cancer therapy and regeneration: Surface modification and in vitro studies // Materials Science and Engineering C. 2020. V. 109. № 110579.

156. Смолий В.А., Косарев А.С., Яценко Е.А., Гольцман Б.М. Физико-химические особенности получения ячеистых стекломатериалов на основе

стеклобоя и золошлаковых отходов теплоэнергетики // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2018. № 3 (199). С. 112-118.

157. Li M.R., Song C., Wu Y., Wang M., Pan Z.P., Sun Y., Meng L., Han S.G., Xu L.J., Gan L. Novel Z-scheme visible-light photocatalyst based on CoFe2O4/BiOBr/Graphene composites for organic dye degradation and Cr(VI) reduction // Applied Surface Science. 2019. V. 478. P. 744-753.

158. Xu Q., Feng J., Li L., Xiao Q., Wang J., Hollow ZnFe2O4/TiO2 composites: high-performance and recyclable visible-light photocatalyst // J. All. Comp. 2015 V. 641. P. 110-118.

159. Жигоцкий А.Г., Загорный М.Н., Рагуля А.В., Рында Е.Ф., Мищук Н.А. Фотокаталитические свойства нанокомпозитов на основе полианилина и диоксида титана // Наноструктурное материаловедение. 2009. № 3. С. 86-92.

160. Li Z.Z., Chen H.B., Liu W.X. Full-Spectrum Photocatalytic Activity of ZnO/CuO/ZnFe2O4 Nanocomposite as a PhotoFenton-Like Catalyst // Catalysts. 2018. V. 8. No 11. P. 557.

161. Ma Y., Wang Q., Xing S.T. Insight into the catalytic mechanism of gamma-Fe2O3/ZnFe2O4for hydrogen peroxide activation under visible light // Journal Of Colloid And Interface Science. 2018. V. 529. P. 247-254.

162. Cherif K., Rekhila G., Omeiri S., Bessekhouad., Trari M. Physical and photoelectrochemical properties of the spinel ZnCr2O4 prepared by sol gelA Application to Orange II degradation under solar light // Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry. 2019. V. 368. V. 290-295.

163. Технология катализаторов / Под ред. И.П. Мухленова. Л.: Химия, 1989. - 272 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

«УТВЕРЖДАЮ» Директор ООО «Композит Нчк»

Акт

о внелремин результатов дис

на соискание ученой степени кандидата технических наук Егоровой Марины Александровны

Предприятие внедрения: ООО «Композит Нчк»

Настоящим актом подтверждается, что по результатам диссертационной работы Егоровой Марины Александровны «Технология полифункциональных окси-соединений на основе ферритов и хромитов переходных элементов» в отделе опытного производства изготовлена опытная партия фер-ритовых материалов.

В рамках проведенных испытаний установлено:

1). Разработанная технология производства твердых растворов состава (Ы1,Со)Рег04 позволяет получать материалы с существенным сокращением энергопотребления (расход электроэнергии на производство 100 кг феррито-вого изделия сокращается до 55 % по сравнению с применяемым способом получения материалов аналогичного состава).

2). В рамках проведенных испытаний были получены две партии ферритов состава (МХ'о)Г С:0| весом 10 кг каждая: феррит № I изделия получены согласно действующего технологического регламента производства ферритов бытового и промышленного назначения; феррит № 2 - изделия получены согласно разработанному технологическому регламенту с применением ускоренной методики ферритизации за счет получения оксидной фазы в результате разложения солей.

Полученные маг ни гомягкие материалы соответствуют ГОС'Г 19693-74

Описание результатов измерения физических параметров полученных изделий приведены в таблице I.

Таблица I - Свойства ферритовых изделий

Параметры Используемая технология

Феррит Л» 1 Феррит № 2

1. Цвет черный черный

2. Плотность, кг/дм1

- ферритовой заготовки 4.9 4,7

- готового изделия 5,0 5,0

3. Удельное электрическое сопротивление. Ом м 2105 2.5-106

4. Температура Кюри, °С 120 122

Выводы.

1. Разработанные в ЮРГПУ (НИИ) технологические решения позволяют получать ферритовые изделия с существенным сокращением энергопотребления.

2. Полученные по опробованной технологии ферритовые изделия обладают комплексом параметров, предъявляемым к магнитомягким материалам согласно ГОСТ 19693-74.

3. Результаты апробации предложенных технологических разработок ЮРГПУ (НПИ) после наработки статистических данных по эксплуатационным характеристикам полученных ферритовых изделий могут быть рекомендованы к внедрению в производство.

От ООО «Композит Нчк»

От ЮРГПУ (НПИ)

Руководитель отдела разработок и исследований

Н.Г.Петров

Старший преподаватель кафедры ЭнПБ

Егорова М.А

УТВЕРЖДАЮ

Ген. j гок»

Ногу р^п Г.Н.

«JL>{ , ,_2021 г.

\\ » ТА /V-^Г^Г

Акт

производственных испытаний образцов катализаторов

Комиссия в составе генерального директора llorypeu Е.В.. начальника производственной лаборатории Ибрагим Г.Ю. и представитель ЮжноРоссийского государственного политехнического университета (НИИ) имени М.И. Платова (ЮРГПУ (НПИ)) старший преподаватель Егорова М.А. составили настоящий акт в том, что в период с 17.12.2020 г. по 17.03.2021г. специшшстами ОАО «Исток» были проведены испытания образцов катализаторов водоподготовки на основе феррита никеля (II), изготовленных

в ЮРГПУ (НПИ).

К катализаторам, пригодным для использования в процессах водоподготовки, предъявляются следующие требования:

1. Отсутствие в составе токсичных водорастворимых соединений.

2. Высокая степень деструкции органических примесей под воздействием окислителей (хлора и(или) пероксида водорода).

3. Легкость выведения из реакционной системы по окончании процесса очистки.

Для проведения испытаний были использованы катализаторы, разработанные в ЮРГПУ (НПИ). Материал для испытаний представлял собой порошок черного цвета с размером черен не более 1,0 мм. Химический состав материала (мол. %): Ni - 25.1, Fe - 47.7, О 27.2. Образцы были использованы в процессе водоподготовки путем введения в количестве 0,1 г/ 1 л в анализируемую пробу воды объемом 20 мл, содержащую пероксид

водорода (3%-ный раствор). Время проведения испытания - I ' Объектами сравнения являлись образцы воды с катализатором и без него Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица - Результаты анализа воды

Государственный или отраслевой стандарт Регламентируемый Указатель по стандарту

показатель Обычная схема очистки В присутствии катализатора

1. ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно- питьевого водоснабжения». Мутность не более 100 мг/дм 1000 мг/дм

Цветность 100 20

Запах нет нет

2. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.98000 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» Минерализация воды 900 900

Водородный показатель 6,5 - 8,0 6,5 - 8,0

Плавающие примеси нет нет -—;—т-

3.Гигиенические нормы ГИ2.1.51315-03 Предел ьно-допустимые химические вещества в воде» Биохимическое потребление кислорода БПК 15 мг02/дм 15 мг 02/дм

Возбудитель кишечных инфекций нет нет

Жизнеспособные яйца гельминтов нет нет

Термотолерантные комиформ-ные бактерии 50 КОЕ/100 мл 50 КОЕ/100 мл

Общие колиформные бактерии 500 КОЕ/100мл 500 КОЕ/100мл

Колифаги 5 БОЕ/100мл 5 БОЕ/100мл ------—«-

Суммарная 3000 мг/дм 3000 мг/дм

объемная активность радионуклеатидов при совместном присутствии_

Выводы

1. Разработанные катализаторы соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам, используемым в процессе водоподготовки.

2. Представленные для испытаний образцы обладают требуемой технологичностью, улучшают показатели качества воды и легко удаляются из системы с помощью постоянного магнита после проведения процесса.

3. Разработанные катализаторы эффективны и представляют значительный практический интерес в процессах очистки воды в присутствии пероксида водорода. После проведения дополнительных исследований с целью наработки и обобщения статистических данных могут быть рекомендованы к промышленному применению в локальных сетях водоподготовки.

От ОАО «Исток»

От ЮРГПУ (НИИ)

Гяи ПМПРЬ*ТЛП

Старший преподаватель

Начальник производственной лаборатории

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по образовательной гльности ЮРГПУ (ИЛИ)

М. Дьяконов 2021 г.

Акт

о внедрении в учебный процесс результатов кандидатской диссертации М.А. Егоровой

Комиссия в составе:

Председатель - Александров Андрей Анатольевич, к.т.н., доцент, декан технологического факультета; Члены комиссии —

Шабельская Нина Петровна, д.т.н., доцент, заведующая кафедрой «Экология и промышленная безопасность»;

Липкин Михаил Семенович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Химические технологии»

составили настоящий акт о том, что результаты исследований кандидатской диссертации Егоровой Марины Александровны «Технология полифункционатьных окси-соединений на основе ферритов и хромитов переходных элементов» всесторонне используются в учебном процессе кафедр «Экология и промышленная безопасность», «Химические технологии» Южно-Российского государственного политехническою университета (НПИ) имени М.И. Ппатова в лекционных и практических курсах дисциплин «Специальные главы технологии неорганических веществ», «Специальные разделы химии», «Химия», «Качество продукции в технологии неорганических веществ» при подготовке бакалавров по направлениям подготовки 18.03.01 Химическая технология, 20.03.01 Техносферная безопасность.

По результатам диссертационной работы ею в соавторстве опубликованы учебные пособия «Химия для экологов. Задания для самостоятельной работы» (2020 г.), «Топохимические реакции в технологии неорганических материалов» (2021 г.).

Под руководством старшего преподавателя Егоровой М.А. студентами и магистрами выполнен ряд научно-исследовательских работ, удостоенных наград и дипломов на международном и всероссийском уровне:

• за научное исследование «Изучение особенностей синтеза феррита и хромита цинка» (диплом II степени X Международной научно-практической конференции «Наука XXI века: открытия, инновации, технологии», г. Смоленск, 2020 г.).

• за победу в Международном конкурсе «Наука года - 2021» в номинации «Креативное научное решение» за научную работу «Синтез наноразмерных ферритов кобальта (И) и никеля (II) и изучение их свойств» (г. Казань, 2021 г.).

Декан ТФ, к.т.н., доцент

А.А. Александров

Зав. кафедрой ЭиПБ, д.т.н., доцент

Н.П. Шабельская

Зав. кафедрой ХТ, д.т.н., профессор

М.С. Липкин

Планирование продолжительности термообработки в сложных оксидных системах

Было проведено с применением симплекс-решетчатого плана на основе математической модели Шеффе. Он ввел формулу полинома степени п

А "I I I

у +Й (х-х,И+й ^рх:х:^:

1<г<д :=2 [1<г<,<д ) :=3 [1<г: <г2 <...<л: <д

Были построены диаграммы продолжительности синтеза для трехкомпонентных систем.

На первом этапе для приближения поверхности отклика полиномом второй степени был реализован симплекс-решетчатый план типа {3,2} (опыты 1-6 в табл. 1).

Таблица 1.

Данные для построения диаграммы зависимости продолжительности синтеза (мин) в системе 7пРе204-7пЛ1204-7пСг204

№ опыта Влияние факторов, доля ед. Продолжительность синтеза Средняя оценка влияния фактора у

х1 х2 х3 1 измерение 2 измерение

1 1 0 0 20 25 У =22,5

2 0 1 0 80 75 У 2 =77,5

3 0 0 1 50 55 У з =52,5

4 0.5 0.5 0 60 55 У.=57,5

5 0 0.5 0.5 70 75 У 23 =72,5

6 0.5 0 0.5 40 45 У.з =42,5

7 0.33 0.33 0.33 58 60 У.з =59

8 0 0.6 0.4 71 73 72,0 Проверочная точка

9 0.6 0.4 0 48 55 51,5 Проверочная точка

10 0.1 0.7 0.2 68 76 72,0 Проверочная точка

В каждой точке плана реализовывали 2 параллельных опыта.

Значения коэффициентов для техкомпонентной системы модели второго порядка вычисляли по формулам:

У = р1*1+ р2^2 + в 3X3 + Р12Х1Х2 + Р13Х1Х3 + Р23Х2Х3, р1 = У1, р2 = У2, р3 = У3,

р12 = 4у12 - 2у1 - 2У2, р13 = 4у13 - 2у1 - 2у3, р23 = 4у23 - 2У2 - 2у3, Приведенный полином второй степени имеет вид:

У = 22,5х1 + 77,5х2 + 52,5х3 + 30х1х2 + 20х2х3 + 30х1х3.

Для проверки адекватности полученной модели были проведены два параллельных опыта в четырех проверочных точках, одна из которых расположена в центре симплекса (опыты № 7, 8, 9, 10).

Математические ожидания отклика в проверочных точках Опыт 7 У = 22,5-0.33 + 77,5-0.33 + 52,5-0.33 + 30-0.33-0.33 + 20-0.33-0.33 + + 30-0.33-0.33 = 58,737.

Рассчитаем дисперсию й = IУ - у |= I 58,737 - 59,0 | = 0,263.

На рис. 1 приведены контурные кривые для поверхности отклика. Вычислим экспериментальное значение критерия Стьюдента при г = = 2 - число параллельных опытов, дисперсия опыта а2{у} = 0.34,

Опыт 8 у = 72,3, й = 0.3, ^ = 1,48, Опыт 9 у = 51,7, й = 0,2, ^ = 0,652. Опыт 10 у = 72,5, й = 0,5, ^ = 1,63.

Х2 0.2 0.4 0.6 0.8 13

Рис. 1. Контурные кривые для поверхности отклика

Экспериментальное значение /-критерия меньше табличного = 2.26, модель второго порядка адекватно описывает результаты эксперимента.