najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1394Research ArticleCHEMISTRYХИМИЯMagnetic Characteristics of MgFe2O4-containing nanopowders prepared by the hydrothermal methodМагнитные характеристики MgFe2O4-содержащих нанопорошков, полученных гидротермальным методомКомлевА. А.KomlevA. A.

Комлев Андрей Александрович, младший научный сотрудникДомашний адрес Санкт-Петербург, ул. Школьная. д. 124, кв. 84.Домашний телефон +78123443552Рабочий телефон +78124949367Мобильный телефон +79219712153

Komlev Andrei, Junior Research AssociatePersonal address 84, 124 Shkolnaya street, St.PetersburgHome phone number +78123443552Work phone number +78124949367Mobile phone number +79219712153

brain86@bk.ruСеменоваА. С.SemenovaA. S.

Семенова Анна Сергеевна, ИнженерДомашний адрес г. Екатеринбург, ул. Академическая д. 30 кв. 6.Домашний телефон +73433740514Рабочий телефон +79292194212Мобильный телефон +79292194212

Semenova Anna, EngineerPersonal address 6, 30 Academicheskaya street, EkaterinburgHome phone number +73433740514Work phone number +79292194212Mobile phone number +79292194212

Semenova@ihim.uran.ruСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)Saint-Petersburg State Institute of Technology (Technical University)Институт химии твердого тела УрО РАНRussian Academy of Science Ural Branch Institute of Solid State Chemistry20122408202536105111Copyright © Komlev A.A., Semenova A.S., 20252025Комлев А.А., Семенова А.С.Komlev A.A., Semenova A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1394

MgFe2O4-containing nanopowders synthesized by the hydrothermal method. Phase composition and particle size estimated by XRD analysis and by the electronic microscopy. Magnetic properties measurements showed the formed MgFe2O4 nanoparticles are in superparamagnetic state. The saturation magnetization is determined, MS = 8.7 emu/g.

Методом гидротермального синтеза получены MgFe2O4-содержащие нанопорошки. Фазовыйсостав и размер частиц оценены с помощью рентгенофазового анализа и электронноймикроскопии. Анализ магнитных свойств показал, что сформировавшиеся наночастицы MgFe2O4 находятся в суперпарамагнитном состоянии. Определена намагниченность насыщения, равная 8.7 Гс·см3·г−1.

гидротермальныйсинтезшпинельнаночастицымагнитная восприимчивостьмагнитное насыщениесуперпарамагнетизмHydrothermal synthesisspinelnanoparticlesmagnetic susceptibilitysaturation magnetizationsuperparamagnetismРабота выполнена при финансовойподдержке Российского фонда фундаментальных исследований(грант 12-03-31364 мол_а)ReferencesВест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 336 с., ил.Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 2: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 336 с., ил.Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. Т. 74. С. 539-574.Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. Т. 74. С. 539-574.Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K., Dobson J. Application of magnetic nanoparticles in biomedicine // Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. V. 36. P. R167-R181.Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K., Dobson J. Application of magnetic nanoparticles in biomedicine // Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. V. 36. P. R167-R181.Gubin S. P. Magnetic Nanoparticles. 2009 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. P. 466.Gubin S. P. Magnetic Nanoparticles. 2009 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. P. 466.Ichiyanagi Y., Kubota M., Moritake S., Kanazawa Y., Yamada T., Uehashi T. Magnetic properties of Mg-ferrite nanoparticles // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. V. 310. P. 2378-2380.Ichiyanagi Y., Kubota M., Moritake S., Kanazawa Y., Yamada T., Uehashi T. Magnetic properties of Mg-ferrite nanoparticles // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. V. 310. P. 2378-2380.Holec P. et all. Preparation of MgFe2O4 nanoparticles be microemulsion method and their characterization // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2009. V. 51. P. 301-305.Holec P. et all. Preparation of MgFe2O4 nanoparticles be microemulsion method and their characterization // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2009. V. 51. P. 301-305.Chandradass J. et all. Influence of processing methodology on the structural and magnetic behavior of MgFe2O4 nanopowders // Journal of Alloys and Compounds. 2012. V. 517. P. 164-169.Chandradass J. et all. Influence of processing methodology on the structural and magnetic behavior of MgFe2O4 nanopowders // Journal of Alloys and Compounds. 2012. V. 517. P. 164-169.Hoque S.M. et all. Study of the bulk magnetic and electrical properties of MgFe2O4 synthesis by chemical method // Materials Science and Applications. 2011. V. 2. P. 2564-1571.Hoque S.M. et all. Study of the bulk magnetic and electrical properties of MgFe2O4 synthesis by chemical method // Materials Science and Applications. 2011. V. 2. P. 2564-1571.Xiang Xu. et all. Porous and superparamagnetic magnesium ferrite film fabricated via a precursor route // Journal of Alloys and Compounds. 2010. V. 499. P. 30-34.Xiang Xu. et all. Porous and superparamagnetic magnesium ferrite film fabricated via a precursor route // Journal of Alloys and Compounds. 2010. V. 499. P. 30-34.Meng W. et all. Preparation of magnetic material containing MgFe2O4 spinel ferrite from a Mg-Fe(III) layered double hydroxide intercalated by haxacyanoferrate(III) ions // Materials Chemistry and Physics. 2004. V. 86. P. 1-4.Meng W. et all. Preparation of magnetic material containing MgFe2O4 spinel ferrite from a Mg-Fe(III) layered double hydroxide intercalated by haxacyanoferrate(III) ions // Materials Chemistry and Physics. 2004. V. 86. P. 1-4.Sheykhan M. et all. Superparamagnetic magnesium ferrite nanoparticles: a manetically reusable and clean heterogeneous catalyst // Tetrahedron Letters. 2012. V. 53. P. 2959-2964.Sheykhan M. et all. Superparamagnetic magnesium ferrite nanoparticles: a manetically reusable and clean heterogeneous catalyst // Tetrahedron Letters. 2012. V. 53. P. 2959-2964.Chandradass J., Jadhav A.H., Kim H. Surfactant modified MgFe2O4 nanopowders by reverse micelle processing: Effect of water to surfactant ratio (R) on the particle size and magnetic property // Applied Surface Science. 2012. V. 258. P. 3315-3320.Chandradass J., Jadhav A.H., Kim H. Surfactant modified MgFe2O4 nanopowders by reverse micelle processing: Effect of water to surfactant ratio (R) on the particle size and magnetic property // Applied Surface Science. 2012. V. 258. P. 3315-3320.Zhang H. et all. Synthesis and characterization of a novel nano-scale magnetic solid base catalyst involving a layered double hydroxide supported on a ferrite core // Journal of solid state chemistry. 2004. V. 177. P. 772-780.Zhang H. et all. Synthesis and characterization of a novel nano-scale magnetic solid base catalyst involving a layered double hydroxide supported on a ferrite core // Journal of solid state chemistry. 2004. V. 177. P. 772-780.Chen Q. et all. Synthesis of superparamagnetic MgFe2O4 nanoparticles by coprecipitation // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. V. 194. P. 1-7.Chen Q. et all. Synthesis of superparamagnetic MgFe2O4 nanoparticles by coprecipitation // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. V. 194. P. 1-7.Gherca D. et all. Synthesis, characterization and magnetic properties of MFe2O4 (M=Co, Mg, Mn, Ni) nanoparticles using ricin oil as capping agent // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2012. V. 324. P. 3906-3911.Gherca D. et all. Synthesis, characterization and magnetic properties of MFe2O4 (M=Co, Mg, Mn, Ni) nanoparticles using ricin oil as capping agent // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2012. V. 324. P. 3906-3911.Khafagy R.M. Synthesis, characterization, magnetic and electrical properties of the novel conductive and magnetic Polyaniline/MgFe2O4 nanocomposite having the core-shall structure // Journal of Alloys and Compounds. 2011. V.509. P. 9849-9857.Khafagy R.M. Synthesis, characterization, magnetic and electrical properties of the novel conductive and magnetic Polyaniline/MgFe2O4 nanocomposite having the core-shall structure // Journal of Alloys and Compounds. 2011. V.509. P. 9849-9857.Gu M. et all. Template synthesis of magnetic one-dimensional nanostructured spinel MFe2O4 (M=Ni, Mg, Co) // Material Research Bulletin. 2009. V. 44. P. 1422-1427.Gu M. et all. Template synthesis of magnetic one-dimensional nanostructured spinel MFe2O4 (M=Ni, Mg, Co) // Material Research Bulletin. 2009. V. 44. P. 1422-1427.Aono H. et all. Surface study of fine MgFe2O4 ferrite powder prepared by chemical methods // Applied Surface Science. 2008. V. 254. P. 2319-2324.Aono H. et all. Surface study of fine MgFe2O4 ferrite powder prepared by chemical methods // Applied Surface Science. 2008. V. 254. P. 2319-2324.Liu Ya-Li. et all. Simple synthesis of MgFe2O4 nanoparticles as gas sensing materials // Sensors and Actuators B. 2005. V. 107. P. 600-604.Liu Ya-Li. et all. Simple synthesis of MgFe2O4 nanoparticles as gas sensing materials // Sensors and Actuators B. 2005. V. 107. P. 600-604.Xu Q. et all. Preparation of Mg/Fe spinel ferrite nanoparticles from Mg/Fe-LDH microcrystallites under mild conditions // Solid State Sciences. 2009. V. 11. P. 472-478.Xu Q. et all. Preparation of Mg/Fe spinel ferrite nanoparticles from Mg/Fe-LDH microcrystallites under mild conditions // Solid State Sciences. 2009. V. 11. P. 472-478.Da Dalt S. et all. Magnetic and Mössbauer behavior of the nanostructured MgFe2O4 spinel obtained at low temperature // Powder Technology. 2011. V. 210. P. 103-108.Da Dalt S. et all. Magnetic and Mössbauer behavior of the nanostructured MgFe2O4 spinel obtained at low temperature // Powder Technology. 2011. V. 210. P. 103-108.Khot V.M. et all. Formation, microstructure and magnetic properties of nanocrystalline MgFe2O4 // Materials Chemistry and Physics. 2012. V. 132. P. 782-787.Khot V.M. et all. Formation, microstructure and magnetic properties of nanocrystalline MgFe2O4 // Materials Chemistry and Physics. 2012. V. 132. P. 782-787.Pradeep A., Priyadharsini P., Chandrasekaran G. Sol– gel route of synthesis of nanoparticles of MgFe2O4 and XRD, FTIR and VSM study // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008. V. 320. P. 2774-2779.Pradeep A., Priyadharsini P., Chandrasekaran G. Sol– gel route of synthesis of nanoparticles of MgFe2O4 and XRD, FTIR and VSM study // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2008. V. 320. P. 2774-2779.Huang Y. et all. Synthesis of MgFe2O4 nanocrystallites under mild conditions // Materials Chemistry and Physics. 2006. V. 97. P. 394-397.Huang Y. et all. Synthesis of MgFe2O4 nanocrystallites under mild conditions // Materials Chemistry and Physics. 2006. V. 97. P. 394-397.Sepelak V. et all. Magnetization enhancement in nanosized MgFe2O4 prepared by mechanosynthesis // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. V. 316. P. e764-e767.Sepelak V. et all. Magnetization enhancement in nanosized MgFe2O4 prepared by mechanosynthesis // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. V. 316. P. e764-e767.Chen D., Zhang Y., Tu C. Preparation of high saturation magnetic MgFe2O4 nanoparticles by microwave-assisted ball milling // Materials Letters. 2012. V. 82. P. 10-12.Chen D., Zhang Y., Tu C. Preparation of high saturation magnetic MgFe2O4 nanoparticles by microwave-assisted ball milling // Materials Letters. 2012. V. 82. P. 10-12.Sasaki T. et all. Continuius synthesis of fine MgFe2O4 nanoparticles by supercritical hydrothermal reaction // The Journal of Supercritical Fluids. 2010. V. 53. P. 92-94.Sasaki T. et all. Continuius synthesis of fine MgFe2O4 nanoparticles by supercritical hydrothermal reaction // The Journal of Supercritical Fluids. 2010. V. 53. P. 92-94.Verma S. et all. Synthesis of nanosized MgFe2O4 powder by microwave hydrothermal method // Materials letters. 2004. V. 58. V. 1092-1095.Verma S. et all. Synthesis of nanosized MgFe2O4 powder by microwave hydrothermal method // Materials letters. 2004. V. 58. V. 1092-1095.Byrappa K., Adschiri T. Hydrothermal technology for nanotechnology // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 2007. V. 53. P. 117-166.Byrappa K., Adschiri T. Hydrothermal technology for nanotechnology // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 2007. V. 53. P. 117-166.Галкин А.А., Лунин В.В. Вода в суб- и сверхкритическом сотояниях – универсальная среда для осуществления химических реакций // Успехи химии. 2005. Т. 74. № 1. С. 24-40.Галкин А.А., Лунин В.В. Вода в суб- и сверхкритическом сотояниях – универсальная среда для осуществления химических реакций // Успехи химии. 2005. Т. 74. № 1. С. 24-40.Альмяшева О.В., Федоров Б.А., Смирнов А.В., Гусаров В.В. Размер, морфология и структура частиц нанопорошка диоксида циркония, полученного в гидротермальных условиях // Наносистемы: физика, химия, математика. 2010. Т. 1. №1. С. 26-36.Альмяшева О.В., Федоров Б.А., Смирнов А.В., Гусаров В.В. Размер, морфология и структура частиц нанопорошка диоксида циркония, полученного в гидротермальных условиях // Наносистемы: физика, химия, математика. 2010. Т. 1. №1. С. 26-36.Пожидаева О.В., Корыткова Э.Н., Дроздова И.А., Гусаров В.В. Влияние условий гидротермального синтеза на фазовое состояние и размер ультрадисперсного диоксида циркония // ЖОХ. 1999. Т. 69. Вып. 8. С. 1265-1269.Пожидаева О.В., Корыткова Э.Н., Дроздова И.А., Гусаров В.В. Влияние условий гидротермального синтеза на фазовое состояние и размер ультрадисперсного диоксида циркония // ЖОХ. 1999. Т. 69. Вып. 8. С. 1265-1269.Альмяшева О.В., Корыткова Э.Н., Маслов А.В., Гусаров В.В. Получение нанокристаллов оксида алюминия в гидротермальных условиях // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 5. С. 1-8.Альмяшева О.В., Корыткова Э.Н., Маслов А.В., Гусаров В.В. Получение нанокристаллов оксида алюминия в гидротермальных условиях // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 5. С. 1-8.Корыткова Э.Н., Маслов А.В., Пивоварова Л.Н., Полеготченкова Ю.В., Повинич В.Ф., Гусаров В.В. Образование нанотрубчатых гидрсиликатов системы Mg3Si2O5(OH)4–Ni3Si2O5(OH)4 при повышенных температурах и давлениях // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 6. С. 1-7.Корыткова Э.Н., Маслов А.В., Пивоварова Л.Н., Полеготченкова Ю.В., Повинич В.Ф., Гусаров В.В. Образование нанотрубчатых гидрсиликатов системы Mg3Si2O5(OH)4–Ni3Si2O5(OH)4 при повышенных температурах и давлениях // Неорганические материалы. 2005. Т. 41. № 6. С. 1-7.Пожидаева О.В., Корыткова Э.Н., Романов Д.П., Гусаров В.В. Формирование нанокристаллов диоксида циркония в гидротермальных средах различного химического состава // ЖОХ. 2002. Т.72. №6. С. 910-914.Пожидаева О.В., Корыткова Э.Н., Романов Д.П., Гусаров В.В. Формирование нанокристаллов диоксида циркония в гидротермальных средах различного химического состава // ЖОХ. 2002. Т.72. №6. С. 910-914.Ванецев А.С., Третьяков Ю.Д. Микроволновой синтез индивидуальных и многокомпонентных оксидов // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 5. С. 435-453Ванецев А.С., Третьяков Ю.Д. Микроволновой синтез индивидуальных и многокомпонентных оксидов // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 5. С. 435-453Зырянов В.В. Механохимический синтез сложных оксидов // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 2. С. 107-137.Зырянов В.В. Механохимический синтез сложных оксидов // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 2. С. 107-137.Красилин А.А., Альмяшева О.В., Гусаров В.В. Влияние строения исходной композиции на формирование нанотубулярного гидросиликата магния // Неорганические материалы. 2011. Т.47. №10. С. 1222-1226Красилин А.А., Альмяшева О.В., Гусаров В.В. Влияние строения исходной композиции на формирование нанотубулярного гидросиликата магния // Неорганические материалы. 2011. Т.47. №10. С. 1222-1226Комлев А.А. Илхан С. Формирование наночастиц железо-магниевой шпинели при дегидратации соосажденных гидроксидов магния и железа // Наносистемы: физика, химия, математика. 2012. Т. 3. №4. С. 114-121.Комлев А.А. Илхан С. Формирование наночастиц железо-магниевой шпинели при дегидратации соосажденных гидроксидов магния и железа // Наносистемы: физика, химия, математика. 2012. Т. 3. №4. С. 114-121.Sherrer P. Nachr. Ges. Wissen. Gottingem. Math. – Phys. K1. 1918. B. 2. S. 98.Sherrer P. Nachr. Ges. Wissen. Gottingem. Math. – Phys. K1. 1918. B. 2. S. 98.Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. 1976. Т 2. «Мир» Москва С. 504.Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. 1976. Т 2. «Мир» Москва С. 504.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.