RU2771498C1 - Method for producing nanosized nickel ferrite powder - Google Patents
Method for producing nanosized nickel ferrite powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771498C1 RU2771498C1 RU2021133925A RU2021133925A RU2771498C1 RU 2771498 C1 RU2771498 C1 RU 2771498C1 RU 2021133925 A RU2021133925 A RU 2021133925A RU 2021133925 A RU2021133925 A RU 2021133925A RU 2771498 C1 RU2771498 C1 RU 2771498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- precipitate
- solution
- hours
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/18—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by thermal decomposition of compounds, e.g. of salts or hydroxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения наночастиц феррита никеля со структурой шпинели, которые могут найти применение в качестве высокоплотных носителей информации, ферромагнитных жидкостей, средств доставки медицинских препаратов, в различных приборах СВЧ и коммутирующих устройствах.The invention relates to a method for producing nanoparticles of nickel ferrite with a spinel structure, which can be used as high-density information carriers, ferromagnetic fluids, delivery vehicles for medical preparations, in various microwave devices and switching devices.
Известен способ получения феррита никеля твёрдофазным методом [A. Azizi, S.K.Sadrnezhaad. Effects of annealing on phase evolution, microcrostructure and magnetic properties of mechanically synthesized nickel-ferrite. Ceramics International. 2010, V. 36, № 7, P. 2241–2245], в котором исходные вещества NiO и б-Fe2O3 смешивали в соотношении 1:1 и измельчали в течение 8 часов на планетарной мельнице, затем полученный порошок подвергали термообработке при 700°С в течение 1 часа. По данным рентгенофазового анализа образовалась чистая фаза феррита никеля с частицами размером 24 нм. A known method of obtaining nickel ferrite solid-phase method [A. Azizi, SKSadrnezhaad. Effects of annealing on phase evolution, microstructure and magnetic properties of mechanically synthesized nickel-ferrite. ceramics international. 2010, V. 36, No. 7, P. 2241–2245], in which the initial substances NiO and b-Fe 2 O 3 were mixed in a ratio of 1: 1 and ground for 8 hours on a planetary mill, then the resulting powder was subjected to heat treatment at 700°C for 1 hour. According to X-ray phase analysis, a pure nickel ferrite phase with particles 24 nm in size was formed.
Недостаток данного способа - в низком качестве феррита никеля, т.к. полученный продукт загрязнен материалом мелющих тел.The disadvantage of this method is the low quality of nickel ferrite, tk. the resulting product is contaminated with the material of the grinding media.
Известен способ получения феррита никеля золь-гель методом [М.В. Кузнецов, Ю.Г. Морозов, О.В. Белоусова. Левитационно-струйный синтез наночастиц феррита никеля. Неорганические материалы. 2012. Т. 48, № 10. С. 1172 – 1180]. Водный раствор нитратов никеля (0,4 М) и железа (0,8 М) смешали с раствором полиакриловой кислоты (ПАК). При постоянном перемешивании к этому раствору медленно добавляли соответствующее количество азотной кислоты до pH 1-3. Полученный раствор упаривали до образования прозрачного золя, затем нагревали при 50°C в течение 10 часов для дальнейшего удаления воды. Далее полученный гель прокаливали при 400°C в течение 2 ч. По результатам рентгенофазового анализа образовалась чистая кристаллическая фаза шпинели феррита никеля. По данным ПЭМ средний размер частиц составил 20 нм. A known method of obtaining Nickel ferrite Sol-gel method [M.V. Kuznetsov, Yu.G. Morozov, O.V. Belousov. Levitation-jet synthesis of nickel ferrite nanoparticles. inorganic materials. 2012. V. 48, No. 10. S. 1172 - 1180]. An aqueous solution of nickel (0.4 M) and iron (0.8 M) nitrates was mixed with a solution of polyacrylic acid (PAA). With constant stirring, an appropriate amount of nitric acid was slowly added to this solution until pH 1-3. The resulting solution was evaporated until a clear sol formed, then heated at 50°C for 10 hours to further remove water. Next, the obtained gel was calcined at 400°C for 2 h. According to the results of X-ray phase analysis, a pure crystalline phase of nickel ferrite spinel was formed. According to TEM data, the average particle size was 20 nm.
К недостаткам золь-гель метода следует отнести сложность технологии, а именно: длительность процесса синтеза, использование дорогих реагентов, а также сложность регулирования размера частиц.The disadvantages of the sol-gel method include the complexity of the technology, namely, the duration of the synthesis process, the use of expensive reagents, and the complexity of controlling the particle size.
Известен способ получения феррита никеля методом сольвотермолиза [A. Hassan, M.A. Khan, M. Shahid et al. Nanocrystalline Zn1–xCo0.5xNi0.5xFe2O4 Ferrites: Fabrication via Co-Precipitation Route with Enhanced Magnetic and Electrical Properties. 2015. Vol. 393. P.56-61]. Хлориды никеля и железа растворяли в этиленгликоле при перемешивании, после изменения окраски к раствору добавляли ацетат натрия, полученную смесь переливали в автоклав и выдерживали 24 ч при 200°С. Полученный осадок отделяли центрифугированием, сушили и прокаливали при 600°С в течение 4 часов. Данные РФА свидетельствуют об образовании чистой фазы феррита никеля, однако по данным РФЭС образцы загрязнены углеродом. Частицы представляют собой сферические агломераты размером около 150 нм, состоящие из более мелких частиц диаметром около 10 нм. A known method of obtaining nickel ferrite by solvothermolysis [A. Hassan, M. A. Khan, M. Shahid et al. Nanocrystalline Zn 1 –xCo 0.5x Ni 0.5x Fe 2 O 4 Ferrites: Fabrication via Co-Precipitation Route with Enhanced Magnetic and Electrical Properties. 2015. Vol. 393. P.56-61]. Nickel and iron chlorides were dissolved in ethylene glycol with stirring; after the color change, sodium acetate was added to the solution, the resulting mixture was poured into an autoclave and kept for 24 h at 200°C. The resulting precipitate was separated by centrifugation, dried and calcined at 600°C for 4 hours. The XPA data indicate the formation of a pure nickel ferrite phase, however, according to the XPS data, the samples are contaminated with carbon. The particles are spherical agglomerates about 150 nm in size, consisting of smaller particles with a diameter of about 10 nm.
Недостатки сольвотермального метода синтеза - длительность и сложность способа, а также низкое качество полученных образцов феррита никеля из-за загрязненности их оксидами железа.The disadvantages of the solvothermal synthesis method are the duration and complexity of the method, as well as the low quality of the obtained nickel ferrite samples due to their contamination with iron oxides.
Наиболее близким техническим решением по назначению к предлагаемому способу является способ получения феррита никеля методом осаждения [K. Maaz, S. Karim, A.Mumtaz et al. Synthesis and magnetic characterization of nickel ferrite nanoparticles prepared by co-precipitation route. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. №321. P. 1838 – 1842]. В качестве исходных веществ используют равные объемы водных растворов 0,2 М хлорида никеля и 0,4 М хлорида железа (III), а в качестве осадителя – гидроксид натрия. К растворам исходных солей добавляют по каплям 3 М раствор гидроксида натрия до pH 12. Затем в реакционный сосуд добавляют олеиновую кислоту для предотвращения окисления атмосферным воздухом и агломерации частиц. Полученную смесь перемешивают в течение 40 мин при температуре 80°С. Отделённый центрифугированием осадок прокаливают в течение 10 часов при температурах 600-1000°С. По результатам рентгенофазового анализа получены чистые порошки феррита никеля. По данным просвечивающей электронной микроскопии размер частиц увеличивался при повышении температур.The closest technical solution for the purpose of the proposed method is a method of obtaining nickel ferrite by deposition [K. Maaz, S. Karim, A. Mumtaz et al. Synthesis and magnetic characterization of nickel ferrite nanoparticles prepared by co-precipitation route. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. No. 321. P. 1838 - 1842]. Equal volumes of aqueous solutions of 0.2 M nickel chloride and 0.4 M iron (III) chloride are used as initial substances, and sodium hydroxide is used as a precipitant. A 3 M sodium hydroxide solution is added dropwise to the initial salt solutions to pH 12. Then, oleic acid is added to the reaction vessel to prevent atmospheric air oxidation and particle agglomeration. The resulting mixture was stirred for 40 minutes at 80°C. The precipitate separated by centrifugation is calcined for 10 hours at temperatures of 600-1000°C. According to the results of X-ray phase analysis, pure powders of nickel ferrite were obtained. According to transmission electron microscopy, the particle size increased with increasing temperatures.
К недостаткам данного способа следует отнести его сложность и трудоемкость, а именно: необходимость длительной промывки и очистки полученного осадка от анионов и катионов осадителя, многостадийность процесса синтеза, а также необходимость многочасового прокаливания образца. The disadvantages of this method include its complexity and labor intensity, namely: the need for long-term washing and purification of the precipitate obtained from anions and cations of the precipitant, the multi-stage synthesis process, and the need for many hours of sample calcination.
Задача изобретения – разработать простой, удобный в использовании способ получения c улучшенными характеристиками целевого продукта.The objective of the invention is to develop a simple, easy-to-use method for obtaining with improved characteristics of the target product.
Технический результат изобретения:The technical result of the invention:
- упрощение способа за счет исключения дополнительных стадий очистки и отмывки осадка;- simplification of the method by eliminating additional stages of purification and washing of the precipitate;
- улучшение качества целевого продукта за счет получения однофазного наноразмерного продукта.- improving the quality of the target product by obtaining a single-phase nanoscale product.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе получения наноразмерного порошка феррита никеля, включающем приготовление реакционного раствора из смеси солей хлоридов никеля и железа (III), взятых в молярном соотношений 1:2, получение осадка в виде порошка, его отделение, сушку и обжиг, согласно изобретению, реакционный раствор готовят путем растворения смеси солей хлоридов или нитратов никеля и железа (III), в 10% растворе декстрана 40, получение осадка в виде порошка ведут путем перемешивания полученного реакционного раствора с сильноосновным гелевым анионитом АВ-17-8 в гидроксильной форме при температуре 60°С в течение 1,5 часов, а обжиг производят при температуре 650°С в течение 3 часов.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method for obtaining a nanosized powder of nickel ferrite, including the preparation of a reaction solution from a mixture of salts of nickel and iron (III) chlorides taken in a molar ratio of 1:2, obtaining a precipitate in the form of a powder, separating it, drying and firing , according to the invention, the reaction solution is prepared by dissolving a mixture of salts of chlorides or nitrates of nickel and iron (III), in a 10% solution of dextran 40; form at a temperature of 60°C for 1.5 hours, and firing is carried out at a temperature of 650°C for 3 hours.
Сравнительный анализ заявляемого изобретения и прототипа показывает, что отличительные признаки изобретения:Comparative analysis of the claimed invention and the prototype shows that the distinguishing features of the invention:
- в качестве солей используют хлориды или нитраты никеля и железа (III);- chlorides or nitrates of nickel and iron (III) are used as salts;
- смеси солей растворяют в 10% растворе декстрана 40;- mixtures of salts are dissolved in a 10% solution of dextran 40;
- в качестве осадителя берут сильноосновный гелевый анионит АВ-17-8 в гидроксильной форме;- as a precipitant take strongly basic gel anion exchanger AB-17-8 in hydroxyl form;
- осаждение осуществляют при температуре 60°С в течение 1,5 часов;- precipitation is carried out at a temperature of 60°C for 1.5 hours;
- обжиг проводят при температуре 650°С в течение 3 часов. - firing is carried out at a temperature of 650°C for 3 hours.
В заявляемом изобретении в качестве осадителя используют анионит АВ-17-8 – сильноосновный анионит с полистирольной матрицей, содержащий остатки четвертичных аммониевых оснований - N+(СН3)3 (ГОСТ 20301-74).In the claimed invention, the AV-17-8 anion exchange resin is used as a precipitant - a strongly basic anion exchange resin with a polystyrene matrix containing residues of Quaternary ammonium bases - N + (CH 3 ) 3 (GOST 20301-74).
Благодаря указанным отличительным признакам удалось получить феррит никеля стехиометрического состава. Кроме того, предложенный способ приводит к образованию наноразмерного продукта.Thanks to these distinctive features, it was possible to obtain nickel ferrite of stoichiometric composition. In addition, the proposed method leads to the formation of a nanoscale product.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is carried out as follows.
Готовят анионит АВ-17-8 в гидроксильной форме. Исходный АВ-17-8 в хлоридной форме заливают 1 М раствором NaOH (т:ж = 1:3), затем 2 М раствором NaOH 3 раза, выдерживая каждую порцию в течение 1 часа. Далее анионит промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид-ион, высушивают при температуре около 60°С, а перед использованием навеску анионита заливают на 5 мин дистиллированной водой для набухания.Anion exchange resin AB-17-8 is prepared in hydroxyl form. The original AB-17-8 in the chloride form is poured with 1 M NaOH solution (m:l = 1:3), then with 2 M NaOH solution 3 times, keeping each portion for 1 hour. Next, the anion exchange resin is washed with distilled water until a negative reaction to the chloride ion, dried at a temperature of about 60°C, and before use, a sample of the anion exchange resin is poured for 5 minutes with distilled water to swell.
Готовят реакционный раствор из смеси солей хлорида или нитрата никеля и железа (III) в молярном соотношении 1:2. Далее смесь солей растворяют в 10%-ном растворе декстрана. В полученную смесь добавляют навеску анионита АВ-17-8, рассчитанную по формуле: A reaction solution is prepared from a mixture of salts of chloride or nitrate of nickel and iron (III) in a molar ratio of 1:2. Next, the mixture of salts is dissolved in a 10% dextran solution. A weighed amount of anionite AB-17-8 is added to the resulting mixture, calculated by the formula:
где CNi2+ , СFe 3+ - концентрация исходных растворов никеля и железа (III);where
V Ni 2+, VFe 3+ - объем исходных растворов никеля и железа (III); V Ni 2+ , V Fe 3+ - volume of initial solutions of nickel and iron (III);
СОЕ - статическая обменная емкость, ммоль-экв⋅г-1;SOE - static exchange capacity, mmol-equiv⋅g -1 ;
n1 = 3 (n2 = 4,5) – молярное отношение функциональных групп ионита и ионов Ni2+ (Fe3+). n 1 \u003d 3 (n 2 \u003d 4.5) is the molar ratio of the functional groups of the ion exchanger and Ni 2+ (Fe 3+ ) ions.
Процесс осаждения проводят при перемешивании на шейкере со скоростью 120 мин-1 при температуре 60°С в течение 1,5 часов. Затем анионит отделяют, пропуская смесь через сито с диаметром отверстий 0,16 мм. Для отделения осадка проводят фильтрование под вакуумом. Полученный осадок высушивают при температуре 80°С в сушильном шкафу и обжигают при температуре 650°С в течение 3 часов.The precipitation process is carried out with stirring on a shaker at a speed of 120 min.-one at a temperature of 60°C for 1.5 hours. The anion exchanger is then separated by passing the mixture through a 0.16 mm sieve. For sediment separation filtered under vacuum. The resulting precipitate is dried at a temperature of 80°C in an oven and fired at a temperature of 650°C for 3 hours.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен рентгеновский спектр образца феррита никеля, полученного из растворов хлоридных солей никеля и железа (III). На фиг. 2 приведена микрофотография образца феррита никеля, полученного из растворов хлоридных солей никеля и железа (III). На фиг. 3 приведена зависимость магнитно-кругового дихроизма от величины магнитного поля для феррита никеля.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the x-ray spectrum of a sample of Nickel ferrite obtained from solutions of chloride salts of Nickel and iron (III). In FIG. Figure 2 shows a micrograph of a sample of nickel ferrite obtained from solutions of chloride salts of nickel and iron (III). In FIG. Figure 3 shows the dependence of magnetic-circular dichroism on the magnitude of the magnetic field for nickel ferrite.
На фиг. 1 представлены рентгеновские спектры продуктов осаждения, обожженных при температуре 650°С. В обоих случаях пики на рентгенограммах <4,812>, <2,947>, <2,513>, <2,406>, <2,084>, <1,701>, <1,604>, <1,473>, <1,409>, <1,318>, <1,271>, <1,257> характерны для феррита никеля. Максимумов, характерных для других соединений, не наблюдается, что доказывает получение однофазных материалов.On the fig. 1 shows the X-ray spectra of the precipitation products fired at 650°C. In both cases, radiograph peaks <4.812>, <2.947>, <2.513>, <2.406>, <2.084>, <1.701>, <1.604>, <1.473>, <1.409>, <1.318>, <1.271>, <1.257> are characteristic of nickel ferrite. The maxima characteristic of other compounds are not observed, which proves the production of single-phase materials.
Микрофотографии образцов феррита никеля (фиг. 2) свидетельствуют, что частицы полученного материала однородны по морфологии и размерам, имеют октаэдрическую форму и наноразмер. Micrographs of nickel ferrite samples (Fig. 2) indicate that the particles of the obtained material are uniform in morphology and size, have an octahedral shape and nanosize.
Способ подтверждается конкретными примерами. The method is confirmed by specific examples.
Пример 1. Получение порошка феррита никеля из хлоридных растворов никеля и железа (III) при температуре обжига 650°СExample 1. Preparation of nickel ferrite powder from chloride solutions of nickel and iron (III) at a firing temperature of 650°C
Готовят реакционный раствор из смеси 25 мл 0,4 М раствора NiCl2·6H2O (2,38 г) и 25 мл 0,8 M FeCl3·6H2O (5,41 г). Исходные соли растворяют в 10% растворе декстрана 40. В полученную смесь добавляют навеску анионита АВ-17-8 массой 86 г (СОЕ 1,4).Prepare the reaction solution from a mixture of 25 ml of 0.4 M NiCl solution26H2O (2.38 g) and 25 ml 0.8 M FeCl36H2O (5.41 g). The initial salts are dissolved in a 10% solution of dextran 40. A weighed portion of anion exchanger AB-17-8 weighing 86 g (SOE 1.4) is added to the resulting mixture.
Смесь перемешивают на шейкере со скоростью 120 мин-1 при температуре 60°C в течение 1,5 часов. Далее анионит отделяют от осадка и раствора, пропуская смесь через сито с диаметром отверстий 0,16 мм. Для отделения осадка от раствора проводят фильтрование под вакуумом. Полученный осадок сушат в сушильном шкафу при температуре 80°С в течение 2 часов. Осадок обжигают при температуре 650°С в течение 3 часов. Выход продукта составляет 98%.The mixture is stirred on a shaker at a speed of 120 min.-oneat 60°C for 1.5 hours. Next, the anion exchanger is separated from the precipitate and solution by passing the mixture through a sieve with a hole diameter of 0.16 mm. To separate the precipitate from the solution filtered under vacuum. The resulting precipitate is dried in an oven at a temperature of 80°C for 2 hours. The precipitate is fired at a temperature of 650°C for 3 hours. The product yield is 98%.
Согласно данным элементного анализа, осадок не содержит примесей хлорид-ионов. По данным атомно-абсорбционного анализа осадка, молярное отношение Ni2+/Fe3+ составляет 0,5, что точно соответствует стехиометрии конечного продукта. По данным РФА (фиг. 1), целевой продукт представляет собой монофазу феррита никеля, его размер, рассчитанный по формуле Дебая-Шеррера, составляет 16,4±0,2 нм. По данным просвечивающей микроскопии (фиг. 2), частицы продукта имеют октаэдрическую форму и размер 23,5±1,0 нм.According to the elemental analysis data, the precipitate does not contain chloride ions. According to the atomic absorption analysis of the precipitate, the molar ratio of Ni 2+ /Fe 3+ is 0.5, which corresponds exactly to the stoichiometry of the final product. According to XRD data (Fig. 1), the target product is a nickel ferrite monophase, its size, calculated by the Debye-Scherrer formula, is 16.4±0.2 nm. According to transmission microscopy (Fig. 2), the product particles have an octahedral shape and a size of 23.5±1.0 nm.
На фиг. 3 представлена зависимость намагниченности образца от величины приложенного магнитного поля, измеренная при Т = 4,2 К. Полученные данные говорят о том, что данный образец обладает магнитными параметрами, соответствующими объемному образцу NiFe2O4.In FIG. Figure 3 shows the dependence of the magnetization of the sample on the magnitude of the applied magnetic field, measured at T = 4.2 K. The data obtained indicate that this sample has magnetic parameters corresponding to a bulk NiFe 2 O 4 sample.
Пример 2. Получение порошка феррита никеля из растворов нитратов никеля и железа (III) при температуре обжига 650°СExample 2. Preparation of nickel ferrite powder from solutions of nickel and iron (III) nitrates at a firing temperature of 650°C
Реакционный раствор готовят из смеси 25 мл 0,4 М раствора Ni(NO3)2 . 6H2O (2,91 г) и 25 мл 0,8 M Fe(NO3)3 . 6H2O (8,08 г). Исходные соли растворяют в 10% растворе декстрана 40.The reaction solution is prepared from a mixture of 25 ml of a 0.4 M solution of Ni(NO 3 ) 2 . 6H 2 O (2.91 g) and 25 ml of 0.8 M Fe(NO 3 ) 3 . 6H 2 O (8.08 g). The initial salts are dissolved in a 10% solution of dextran 40.
Навеску анионита АВ-17-8 массой 86 г приводят в контакт с реакционным раствором. Систему перемешивают на шейкере со скоростью 120 мин-1 при температуре 60°C в течение 1,5 часов. Далее анионит отделяют от осадка и раствора, пропуская смесь через сито с диаметром отверстий 0,16 мм. Для отделения осадка от раствора проводят фильтрование под вакуумом. Полученный осадок высушивают при температуре 80°С в сушильном шкафу в течение 2 часов и обжигают при температуре 650°С в течение 3 часов. Выход продукта - 95%.A portion of the anion exchanger AB-17-8 weighing 86 g is brought into contact with the reaction solution. The system is stirred on a shaker at a speed of 120 min.-oneat 60°C for 1.5 hours. Next, the anion exchanger is separated from the precipitate and solution by passing the mixture through a sieve with a hole diameter of 0.16 mm. To separate the precipitate from the solution filtered under vacuum. The resulting precipitate is dried at a temperature of 80°C in an oven for 2 hours and fired at a temperature of 650°C for 3 hours. Product yield - 95%.
Согласно данным элементного анализа, осадок не содержит примесей нитрат-ионов. По данным атомно-абсорбционного анализа осадка молярное отношение Ni2+/Fe3+ составляет 0,5, что точно соответствует стехиометрии конечного продукта. Данные РФА аналогичны полученным в примере 1 (фиг. 1), что подтверждает наличие монофазы феррита никеля с рассчитанным по формуле Дебая-Шеррера размером частиц 16,4±0,2 нм.According to the elemental analysis data, the precipitate does not contain impurities of nitrate ions. According to the atomic absorption analysis of the precipitate, the Ni 2+ /Fe 3+ molar ratio is 0.5, which corresponds exactly to the stoichiometry of the final product. XRF data are similar to those obtained in example 1 (Fig. 1), which confirms the presence of a nickel ferrite monophase with a particle size of 16.4±0.2 nm calculated according to the Debye-Scherrer formula.
Рентгенограмма полученного по примеру 2 продукта, его микрофотография и спектр магнитно-кругового дихроизма аналогичны представленным в первом примере (фиг. 1-3).The radiograph of the product obtained in example 2, its micrograph and the spectrum of magnetic circular dichroism are similar to those presented in the first example (Fig. 1-3).
Таким образом, заявляемый способ получения наноразмерного порошка феррита никеля прост и удобен в использовании, не требует применения агрессивных сред, высоких давлений, дополнительных стадий очистки и отмывки осадка. Благодаря данному способу удалось улучшить характеристики порошков ферритов за счет получения однофазного мелкодисперсного наноразмерного продукта.Thus, the inventive method for obtaining nanosized nickel ferrite powder is simple and easy to use, does not require the use of aggressive environments, high pressures, additional purification steps and sediment washing. Thanks to this method, it was possible to improve the characteristics of ferrite powders by obtaining a single-phase finely dispersed nanosized product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021133925A RU2771498C1 (en) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Method for producing nanosized nickel ferrite powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021133925A RU2771498C1 (en) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Method for producing nanosized nickel ferrite powder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771498C1 true RU2771498C1 (en) | 2022-05-05 |
Family
ID=81458993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021133925A RU2771498C1 (en) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Method for producing nanosized nickel ferrite powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2771498C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2801852C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method for producing supermagnetic nickel ferrite nanoparticles |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2125621B1 (en) * | 1971-02-19 | 1975-03-14 | Ici Ltd | |
JPS63156017A (en) * | 1986-07-26 | 1988-06-29 | Kemiraito Kogyo Kk | Production of powdery compound oxide for raw material of ferrite |
SU1636127A1 (en) * | 1988-10-10 | 1991-03-23 | М.М. Кушнир, В.А. Головчан и А.И. Вари вода | Method of producing manganese-zinc ferrite powders |
RU2023319C1 (en) * | 1991-05-05 | 1994-11-15 | Московская государственная академия химического машиностроения | Process of manufacture of finely divided powder materials |
US20090098411A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Tdk Corporation | Method of manufacturing ferrite powder, ferrite powder, and magnetic recording media |
RU2560901C1 (en) * | 2014-07-28 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Method of metal fine disperse powder production |
RU2747196C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-04-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Method of obtaining fine-crystalline ferrite-chromites with spinel structure |
-
2021
- 2021-11-22 RU RU2021133925A patent/RU2771498C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2125621B1 (en) * | 1971-02-19 | 1975-03-14 | Ici Ltd | |
JPS63156017A (en) * | 1986-07-26 | 1988-06-29 | Kemiraito Kogyo Kk | Production of powdery compound oxide for raw material of ferrite |
SU1636127A1 (en) * | 1988-10-10 | 1991-03-23 | М.М. Кушнир, В.А. Головчан и А.И. Вари вода | Method of producing manganese-zinc ferrite powders |
RU2023319C1 (en) * | 1991-05-05 | 1994-11-15 | Московская государственная академия химического машиностроения | Process of manufacture of finely divided powder materials |
US20090098411A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Tdk Corporation | Method of manufacturing ferrite powder, ferrite powder, and magnetic recording media |
RU2560901C1 (en) * | 2014-07-28 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Method of metal fine disperse powder production |
RU2747196C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-04-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Method of obtaining fine-crystalline ferrite-chromites with spinel structure |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MAUZ K. ET AL. Synthesis and magnetic characterization of nickel ferrite nanoparticles prepared by co-precipitation route. Journal Magnetism and Magnetic Materials, 2009, Volume 321, Issue 12, pp. 1838-1842. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2801852C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method for producing supermagnetic nickel ferrite nanoparticles |
RU2801852C9 (en) * | 2022-11-23 | 2024-01-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method for producing superparamagnetic nickel ferrite nanoparticles |
RU2818207C1 (en) * | 2023-12-02 | 2024-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Obtaining magnetically soft manganese-zinc ferrites by sol-gel method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Blanco-Andujar et al. | Elucidating the morphological and structural evolution of iron oxide nanoparticles formed by sodium carbonate in aqueous medium | |
JP6714524B2 (en) | Surface-modified iron-based oxide magnetic particle powder and method for producing the same | |
Si et al. | Solvothermal synthesis of tunable iron oxide nanorods and their transfer from organic phase to water phase | |
KR20160094363A (en) | Magnetic hydrotalcite composite and process for manufacturing same | |
Makovec et al. | Discrete evolution of the crystal structure during the growth of Ba-hexaferrite nanoplatelets | |
Phanichphant | Cellulose-precursor synthesis of nanocrystalline Co0. 5Cu0. 5Fe2O4 spinel ferrites | |
CN112174212A (en) | Manganese hydroxychloride nanomaterial and preparation method thereof | |
Chen et al. | A postsynthetic ion exchange method for tunable doping of hydroxyapatite nanocrystals | |
RU2771498C1 (en) | Method for producing nanosized nickel ferrite powder | |
Landge et al. | Solvent-free synthesis of nanoparticles | |
RU2649443C1 (en) | Method for obtaining submicron cobalt(ii) ferrite | |
EP0127427A2 (en) | Production of microcrystralline ferrimagnetic spinels | |
RU2699891C1 (en) | Method of producing nanosized copper (ii) ferrite powders | |
Naik et al. | Low-temperature microwave-assisted synthesis and antifungal activity of CoFe2O4 nanoparticles | |
Fernandes de Medeiros et al. | Morphology and composition tailoring of Co x Fe 3− x O 4 nanoparticles | |
Chen et al. | Low-temperature preparation of α-Al2O3 with the assistance of seeding a novel hydroxyl aluminum oxalate | |
Yang et al. | A cheap and facile route to synthesize monodisperse magnetic nanocrystals and their application as MRI agents | |
RU2801852C1 (en) | Method for producing supermagnetic nickel ferrite nanoparticles | |
Shabani et al. | Polyethylene glycol coated NiFe2O4 nanoparticles produced by solution plasma method for biomedical applications | |
RU2801852C9 (en) | Method for producing superparamagnetic nickel ferrite nanoparticles | |
JP7011061B2 (en) | Zinc oxide powder and zinc oxide sintered body for producing zinc oxide sintered body, and a method for producing these. | |
WO2019235525A1 (en) | Zinc oxide powder for producing zinc oxide sintered body, zinc oxide sintered body, and method of producing these | |
El ttayef Abbas | A recent study of the structural properties between of Mn-Zn-Fe2O4 and Mn-Zn-Fe2O4/TiO2 nanocomposite | |
JP2017171547A (en) | Novel hydrotalcite particle having hierarchical structure | |
KR101946145B1 (en) | A Method for preparing metal oxide nanoparticle and metal hydroxide nanoparticle in aqueous solution |