Формирование нанокристаллов Zn_0.5Ni_0.5Fe₂O₄ в условиях растворного горения: влияние типа “топлива” на структуру и морфологию

Никель-цинковые ферриты, обладающие ярко выраженными ферримагнитными и полупроводниковыми свойствами, могут быть использованы в качестве перспективных магнитоуправляемых фотокатализаторов для очистки водных сред от органических загрязнителей. Величина удельной площади поверхности в значительной степени влияет на фотокаталитические свойства материала, поэтому возможность ее контроля и варьирования на этапе синтеза представляет большой научный и технический интерес. В представленной работе нанокристаллический феррит состава Zn_0.5Ni_0.5Fe₂O₄ получен в условиях растворного горения с использованием различных видов органического “топлива” в качестве основного фактора, влияющего на формирование удельной площади поверхности, и последующей термической обработкой на воздухе при температуре 500°С в течение 2-х часов. Методами рентгенофазового анализа, рентгеноспектрального микроанализа и сканирующей электронной микроскопии исследованы кристаллическая структура, химический состав и морфология Zn_0.5Ni_0.5Fe₂O₄. Значения удельной площади поверхности синтезированных нанопорошков рассчитаны на основании проведенного метода жидкофазной адсорбции из раствора метиленового синего и низкотемпературной адсорбции–десорбции азота. Результаты рентгенофазового анализа показали, что происходит формирование однофазного нанокристаллического продукта со структурой шпинели, где средний размер кристаллитов варьируется в пределах 11–23 нм и находится в обратной зависимости от величины удельной площади поверхности, соответственно, после реакции с янтарной кислотой ‒ 39.1 м²/г и с глицином ‒ 20.2 м²/г. Установлено, что выбор “топлива” в значительной степени влияет на формирование нанокристаллов и удельной площади поверхности образцов, а использованный подход позволяет осуществлять контроль ее значений.