NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2021, 12 (6), P. 792–798
Effect of fuel type on solution combustion synthesis and photocatalytic activity of NiFe2O4 nanopowders
K. D. Martinson – Ioffe Institute, St. Petersburg, 194021, Russia; martinsonkirill@mail.ru
V. E. Belyak – Saint Petersburg State Institute of Technology, 26 Moskovsky prospect, St. Petersburg, 190013, Russia
D. D. Sakhno – Saint Petersburg State Institute of Technology, 26 Moskovsky prospect, St. Petersburg, 190013, Russia
N.V. Kiryanov – Saint Petersburg State Institute of Technology, 26 Moskovsky prospect, St. Petersburg, 190013, Russia
M. I. Chebanenko – Ioffe Institute, St. Petersburg, 194021, Russia
V. I. Popkov – Ioffe Institute, St. Petersburg, 194021, Russia
Nickel ferrite nanopowders were obtained under conditions of solution combustion with the addition of various types of organic fuels (glycine, ascorbic acid, oxalic acid, and malic acid) and studied as photocatalysts in the photodegradation of methylene blue. Photocatalytic measurements were carried out under the action of visible light in model dye solutions. The highest photocatalytic activity was found in the case of a sample synthesized using malic acid as a fuel and in which the largest specific surface area (128.1 m2/g) and the smallest particle size (18 nm) were observed. The obtained dependences of the photocatalytic activity of the synthesized samples demonstrate its strong dependence on morphological and structural parameters. Thus, with an increase in the particle size and a decrease in the specific surface area, a decrease in the efficiency of a photocatalyst based on nickel ferrite is observed. In addition, the use of various types of fuels made it possible to obtain aggregates of various shapes and sizes up to several tens of micrometers. The resulting rate constants were established to vary from 0.00756 to 0.00867 min-1.
Keywords: nickel ferrite, solution combustion synthesis, nanocrystals, photocatalysts, methylene blue.
PACS 61.46.+w, 75.50.Bb, 75.60.-d
DOI 10.17586/2220-8054-2021-12-6-792-798
[In Russian] К. Д. Мартинсон, В. Е. Беляк, Д. Д. Сахно, Н. В. Кирьянов, М. И. Чебаненко, В. И. Попков
Влияние вида топлива на синтез растворного горения и фотокаталитическую активность нанопорошков NiFe2O4
Нанопорошки феррита никеля были получены в условиях растворного горения с использованием различных видов органического топлива (глицин, аскорбиновая, щавелевая и яблочная кислоты) и исследованы в качестве фотокатализаторов фотодеградации метиленового синего. Фотокаталитические измерения проводились под действием видимого света в модельных растворах красителей. Наибольшая фотокаталитическая активность была обнаружена у образца, синтезированного с использованием яблочной кислоты в качестве топлива и у которого наблюдались наибольшая удельная поверхность (128,1 м2/г) и наименьший размер частиц (18 нм). Характер полученных зависимостей фотокаталитической активности синтезированных образцов свидетельствует о ее сильной зависимости от морфологических и структурных параметров. Таким образом установлено, что с увеличением размера частиц и уменьшением удельной поверхности наблюдается снижение эффективности фотокатализатора на основе феррита никеля. Кроме того, использование различных видов топлива позволило получить агрегаты различной формы и размеров до нескольких десятков микрометров. Установлено, что полученные константы скорости изменяются от 0,00756 до 0,00867 мин-1.
Ключевые слова: феррит никеля, растворное горение, нанокристаллы, фотокатализ, метиленовый синий.
