Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites
A technique has been developed for synthesis of magnetic nanocomposites based on a magnetite coated with silicon dioxide, using tetramethoxysilane as a precursor. Density, structure, and magnetic properties of the nanocomposites were determined. The SiO2 surface layer weight fraction of nanocomposit...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2008
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/294 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291407747842048 |
|---|---|
| author | Semko, L. S. Gorbyk, P. P. Abramov, M. V. Sirenko, O. G. Dubrovin, I. V. Oranska, O. I. |
| author_facet | Semko, L. S. Gorbyk, P. P. Abramov, M. V. Sirenko, O. G. Dubrovin, I. V. Oranska, O. I. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "L. S. Semko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "P. P. Gorbyk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "M. V. Abramov",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "O. G. Sirenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "I. V. Dubrovin",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "O. I. Oranska",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Semko, L. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:34Z |
| description | A technique has been developed for synthesis of magnetic nanocomposites based on a magnetite coated with silicon dioxide, using tetramethoxysilane as a precursor. Density, structure, and magnetic properties of the nanocomposites were determined. The SiO2 surface layer weight fraction of nanocomposites increase from 0 to 0.5 g per 1 g magnetite has been found to result in drop in density from 4654.8 kg/m3 (for magnetite) to 2207.8 kg/m3, as well as and specific magnetization at saturation and non-monotonous change in the coercive force. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:31:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2008. Вып. 14. С. 374 – 381
374
УДК 54472.02
СТРУКТУРА ТА МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ
НАНОКОМПОЗИТІВ МАГНЕТИТ/ДІОКСИД КРЕМНІЮ
Л.С. Семко, П.П. Горбик, М.В. Абрамов, О.Г. Сіренко,
І. В. Дубровін, О.І. Оранська
Інститут хімії поверхні ім. О.О.Чуйка Національної академії наук України
вул. Генерала Наумова 17, 03680 Київ-164
Одержано магнітокеровані нанокомпозити на основі магнетиту, модифіковано-
го діоксидом кремнію (при використанні прекурсора тетраметоксисилану). Визначені їх
густина, структура та магнітні властивості. Встановлено, що із зростанням маси
поверхневого шару SiO2 в нанокомпозитах від 0 до 0,5 г на 1 г магнетиту відбувається
зменшення густини від 4654,8 кг/м3 (для магнетиту) до 2207,8 кг/м3, та значень пито-
мої намагніченості насичення, а також немонотонна зміна коерцитивної сили.
Вступ
Створення нових ефективних магнітних наноматеріалів шаруватого типу з полі-
функціональними властивостями – важливий напрямок сучасних нанотехнологій [1].
Значні досягнення в нанотехнологіях привели до створення унікальних магнітних мате-
ріалів, що містять магнітний компонент (ядро) та немагнітну оболонку [2]. Комплекс
поліфункціональних властивостей таких матеріалів зумовлює перспективність їх прак-
тичного застосування як магнітодіелектриків, для запису інформації з надвисокою
густиною, для створення елементів спінової електроніки, каталізаторів, сенсорів, для
вирішення ряду задач в біології та медицині. Сьогодні проводяться інтенсивні дослід-
ження з розробки нових магнітних адсорбентів і імуносорбентів, які можуть застосову-
ватися для очистки крові від вірусів, в онкології, імуноаналізі, сепарації клітин тощо [3 –
11]. Магнітні адсорбенти описані в [7 – 13]. Найбільш поширеними шаруватими
нанокомпозитами для магнітних адсорбентів є матеріал магнетит/діоксид кремнію. Для
отримання поверхневого шару нанокомпозитів типу Fe3O4/SiO2 можуть бути використа-
ні силікати лужних металів [12, 13] або алкоксиди кремнію. Раніше нами було одержано
серію нанокомпозитів на основі магнетиту, модифікованого діоксидом кремнію та дос-
ліджені їх структура та властивості [9, 10]. Як прекурсор SiO2 нами використано тетра-
етоксисилан (ТЕОС). Встановлено, що мінімальна товщина шару, що перешкоджає
окисленню частинок магнетиту, забезпечується модифікуванням 0,15 – 0,18 г SiO2 на 1 г
поверхні магнетиту; 1,5 – 1,8 мг на 1 м2 магнетиту. Показано, що це покриття SiO2 на
поверхні магнетиту підвищує термічну стабільність нанокомпозитів у порівнянні з немо-
дифікованим магнетитом. Проте структура та властивості таких матеріалів потребує
подальшого дослідження.
Магнітні властивості магнітодіелектриків визначаються особливостями намагні-
чування сукупності окремих частинок і залежать від їх розмірів, форми, взаємного
розташування, співвідношення між кількістю магнітної і немагнітної фази, структури
поверхневого шару та інших факторів [3, 14 – 16].
В [15, 16] повідомлялось про різну зміну магнітних характеристик його частинок,
коли їх розмір змінюється від мікрометричної шкали виміру до нанометричної. Наприк-
лад, частинки поводять себе як феромагнетики, коли розмір зерен знаходиться в мікро-
метричному діапазоні, та мають суперпарамагнітні властивості, коли їх розмір зменшу-
ється і становить 6 – 15 нм [15, 16]. За даними авторів [16] розмір індивідуального доме-
375
на магнетиту при кімнатній температурі складає 30 – 50 нм. Отже, перехід від багато-
доменної до однодоменної структури частинок призводить до зміни магнітних
характеристик магнетиту. В процесі модифікування магнітних частинок і створення
нанокомпозитів відбувається зміна розмірів частинок, характеристик поверхні та
утворення немагнітної оболонки. Наявність поверхневого шару модифікатора може
впливати на магнітні властивості нанокомпозитів. В ряді робіт [7 – 10] описані влас-
тивості (в тому числі і магнітні) нанокомпозитів на основі нанокристалічного магнетиту,
модифікованого полімерами та діоксидом кремнію. Проте, структура та магнітні власти-
вості нанокомпозитів на основі магнетиту, покритого діоксидом кремнію, недостатньо
вивчені. Потребують більш ретельного дослідження закономірності зміни магнітних
характеристик при збільшенні товщини немагнітної зовнішньої оболонки нанокомпози-
тів. Немає чітких уявлень про вплив умов синтезу та типу прекурсору SiO2 на структуру
та магнітні характеристики нанокомпозитів, адже ці відомості вкрай необхідні дослідни-
кам для прогнозування властивостей таких матеріалів та їх практичного застосування.
Мета роботи – вивчити структуру та магнітні властивості нанокомпозитів на
основі магнетиту, модифікованого діоксидом кремнію, а також визначити вплив маси
зовнішнього покриття на його магнітні характеристики. Як прекурсор використано
тетраметоксисилан (ТМЕС).
Експериментальна частина
В літературі існує обмаль робіт [10, 17] про застосування ТМЕС як попередника
для одержання таких нанокомпозитів. Проте умови їх синтезу та процеси перетворення
ТМЕС на поверхні магнетиту практично не вивчені. Тому нами розроблена нова мето-
дика, яка базується на реакції перетворення ТМЕС в SiO2. Для її реалізації використано
методи золь-гель технології [17], як каталізатор гідролізу ТМЕС застосовано фторид
амонію. Як основу для модифікування використано нанокристалічний магнетит.
Виготовлення вищезазначених нанокомпозитів включає стадію синтезу магнети-
ту та безпосередньо шаруватих нанокомпозитів. Синтез магнетиту детально описаний
нами в [7, 9]. Для його одержання використовували реакцію співосадження розчинів
солей дво- і тривалентного заліза.
Одержання нанокомпозитів включає такі основні стадії: попередній гідроліз
ТМЕС в суміші метанолу і води, обробка заданої наважки магнетиту продуктами
попереднього гідролізу ТМЕС в присутності 0,025 % розчину NH4F і змішування в
ультразвуковому диспергаторі УЗДН-2, сушка в сушильній шафі 10 год при 80 °С,
нагрівання в атмосфері аргону (для запобігання окиснення магнетиту) до 400 – 450 °С,
витримці за цієї температури 2 год. Вміст SiO2 на поверхні 1 г магнетиту змінювали від 0
до 0,5 г, кількість каталізатору варіювали від 0,5 до 1,5 г в залежності від об’єму тетра-
метоксисилану в суміші. Запропонована термообробка необхідна для здійснення
процесів полімеризації ТМЕС, видалення побічних продуктів синтезу, а також для
наступного процесу руйнування покриття полімеру до (SiO2)n, де n < 7 [10]. Відомо, що
процеси гідролізу алкоксидів залежать від співвідношення розчинника і води, рН середо-
вища, наявності каталізатора та інших факторів [10, 17]. Наші дослідження показали, що
процеси гідролізу відбуваються найбільш ефективно в присутності каталізатора NH4F.
За умови розробленої нами методики для розрахунку кількості продуктів весь
процес гідролізу, поліконденсації і руйнування полімеру можна умовно виразити двома
рівняннями:
Si(OСН3)4 + 4H2O = Si(OH)4 + 4 СН3OH,
Si(OH)4 = SiO2 + 2H2O.
376
Однак ці рівняння не відображають утворення проміжних продуктів синтезу. В дійсності
процеси гідролізу відбуваються значно складніше з утворенням спочатку HOSi(CH3)3 ,
на подальших стадіях димерів, багатомірів тощо [9, 10, 17].
Для вивчення структури нанокомпозитів, ідентифікації утвореної фази Fe3O4, та
визначення середніх розмірів їх кристалітів використовували рентгеноструктурний
аналіз. Дифрактограми реєстрували на дифрактометрі (ДРОН-4-04) в випромінюванні
кобальтового аноду (λ = 1,79021 А) з залізним фільтром в віддзеркаленому пучку і
геометрії зйомки за Брегом-Брентано.
ІЧ-Фур’є спектроскопічні дослідження нанокомпозитів проводилися на ІЧ-Фур’є
спектрометрі NEXUS виробництва Thermo Nicolet (США) в діапазоні 400 – 4000 см -1.
Для дослідження магнітних властивостей порошків магнетиту і нанокомпозитів
на його основі використовували вібраційний магнітометр. Частота й амплітуда вібрації
зразка задавалися генератором коливань і підсилювачем низької частоти. Виміри були
проведені на частоті 228 Гц при кімнатній температурі. Зразками для досліджень служи-
ли сухі розмагнічені порошки, розміщені в циліндричній камері з немагнітного матеріа-
лу. На основі експериментальних результатів будували циклічні залежності значень
питомої намагніченості (σ) від напруженості магнітного поля (Н) – петлі гістерезису.
Використовуючи ці залежності, визначали наступні магнітні характеристики порошків
магнетиту та нанокомпозитів: питому намагніченість насичення (σs) та коерцитивну
силу (Нс). Значення питомої намагніченості досліджуваних зразків знаходили за форму-
лою σi= (σетmет/uет) (ui/mi), де σ - питома намагніченість, m – маса, u – електрорушійна
сила зразка, індексами «ет» і «i » позначені відповідні характеристики еталонного і
досліджуваного зразків. В якості еталонного зразка використовували дисперсний Fe3O4
(98 %), виробництва фірми “Nanostructured & Amorphous Materials Inc.” (USA), питома
намагніченість насичення (σs) при кімнатній температурі якого становила
~8,25 мкТл·м3/кг.
Густину порошків магнетиту та нанокомпозитів Fe3O4/SiO2 визначали пікнометр-
ричним методом, питому поверхню по адсорбції аргону (метод БЭТ).
Результати та їх обговорення
Основні одержані результати наведені на рис. 1 – 3. Було визначено, що вихідний
магнетит має питому поверхню 100 м2/г. На основі даних рентгенофазового аналізу за
допомогою рівняння Шерера [18] розраховане значення середнього розміру кристаллітів
Fe3O4, яке дорівнює 15 нм. Питома поверхня композитів з вмістом 0,15, 0,2 та 0,3 г SіО2
на 1 г магнетиту по відношенню до вихідного магнетиту зростає і дорівнює, відповідно,
105, 126, 164 м2/г, а при подальшому збільшенні маси поверхневого шару SiO2 зменшу-
ється: 136 м2/г при вмісті 0,5 г SіО2 на 1 г магнетиту.
Наявність Fe3O4 в композитах було підтверджено даними дифракції рентгенівсь-
кого випромінювання за наявністю на дифрактограмах (рис. 1, а) рефлексів при 2q =21,5;
35; 41,5; 50,5; 63,4; 67,5; 74° з міжплощинними відстанями 4,97; 2,98; 2,56; 2,08; 1,69;
1,63; 1,49 Å), що відповідають кристалічній фазі магнетиту Fe3O4 (JCPDS № 19-629) з
кубічною сингонією.
Рефлексів, характерних для кристалічної гратки діоксиду кремнію виявлено не
було. Про присутність кремнійвмісного композиту в досліджуваних зразках свідчить
зменшення інтенсивності рефлексів Fe3O4 на дифрактограмах зразків модифікованого
магнетиту. Найбільш помітно воно для зразка з найбільшим вмістом SiO2 (рис. 1, а,
диф. 5).
За умови мінімального вмісту модифікатора (рис. 1, а, диф. 2) на дифрактограмі
присутній слабкий пік при 2q =38,5°, який відповідає найбільш інтенсивному рефлексу
кристалічної гратки α-Fe2O3 (JCPDS №33-664). Це свідчить про те, що така маса покрит-
377
тя недостатня для утворення суцільного шару SiO2 на поверхні магнетиту і не переш-
коджає окисленню поверхні. Проте при подальшому збільшенні вмісту SiO2 в наноком-
позитах фаза α-Fe2O3 зникає в зв’язку з утворенням суцільного шару SiO2 на поверхні
магнетиту.
500 1000 1500
-70
0
70
140
Ві
дб
ит
тя
, в
ід
н.
о
д.
u, см -1
1
2
7
3
4
5
6
1130
1080460
800
890
980
970
810
442
475
1050
а б
Рис. 1. Дифрактограми (а) та ІЧ-Фур’є спектри (б) зразків вихідного магнетиту (1) та
модифікованого діоксидом кремнію з його вмістом 0,1 (2); 0,15 (3); 0,2 (4); 0,3
(5); 0,4 (6); 0,5 г (7) на 1 г магнетиту, витриманих за температури 450 ºС в атмо-
сфері аргону.
Методом ІЧ-Фур'є спектроскопії ідентифікована фаза SiO2 на поверхні магнетиту
в нанокомпозитах (рис. 1, б, диф. 2). Нами встановлено, що інфрачервоні спектри
порошків немодифікованого магнетиту і нанокомпозитів (магнетит, покритий SiO2)
практично такі ж самі, як і для аналогічних, одержаних з використанням перекурсору
ТЕОС [9, 10]. Виявлені нами на ІЧ-спектрах смуги поглинання 1080, 810, 460 см-1
характерні, згідно літературним даним для каркасних коливань та зв’язків Si-O-Si в
кремнеземі, 970 см-1 – валентні коливання зв’язків Si – O в групі Si – OX (Х – в
більшості випадків Н або Ме) [19]. Отже, ці смуги поглинання належать коливанням в
поверхневих шарах SiO2. Таким чином, наявність покриття SiO2 на поверхні магнетиту
не викликає сумніву.
На основі аналізу вищезазначених результатів щодо структури нанокомпозитів за
даними оптичної та електронної мікроскопії можна вважати, що сухі порошки наноком-
позитів складаються з внутрішнього магнітного ядра із зростків нанокристалітів та
зовнішньої немагнітної оболонки з SiO2. Являло інтерес з’ясувати, які значення має
густина порошків нанокристалічного магнетиту та як змінюється густина нанокомпозиту
і поверхневого шару SiO2 при збільшенні його вмісту в нанокомпозитах. Одержані дані
дозволяють визначити наступні закономірності.
Із зростанням маси поверхневого шару SiO2 в нанокомпозитах від 0 до 0,5 г на 1 г
магнетиту (0 – 33,3 % від загальної маси) відбувається зменшення густини від
4654,8 кг/м3 (для магнетиту) до 2207,8 кг/м3. При цьому густина поверхневого шару SiO2
спочатку зменшується від 2961,1 кг/м3 (9,1 % SiO2), досягає мінімального значення
1898,5 при вмісті SiO2 16,7 %, а потім збільшується до 2207,8 кг/м3 (33,3 % SiO2). Нами
378
виявлено, що при однакових умовах термообробки при вмісті SiO2 9,1 – 13,0 % в нано-
композитах утворюється найбільш щільні поверхневі шари SiO2.
Виходячи з даних стосовно маси покриття, його густини і питомої поверхні нано-
композитів, нами розрахована середня товщина шару SiO2. Остання при вмісті SiO2 0,2 г
(16,7 %) в нанокомпозиті складає приблизно 0,8 нм. Ці результати добре узгоджуються з
даними, отриманими методом рентгенівської електронної спектроскопії для аналогічних
нанокомпозитів Fe3O4/SiO2, виготовлених з використанням прекурсора ТЕОС [20].
Для створення магнітних нанокомпозитів важливо оцінити їх магнітні характер-
ристики, обрати оптимальний склад. Наприклад, для розробки магнітокерованих адсор-
бентів потрібно забезпечити високу питому поверхню і адсорбційну здатність, а також
бажано наблизити їх магнітні характеристики до характеристик вихідного магнетиту.
Відомо [14 – 16], що магнітні властивості малих частинок феромагнетика зале-
жать від їх морфології, розміру, форми, складу, співвідношення магнітної і немагнітної
фази. На магнітні властивості порошків нанокомпозитів можуть впливати також такі
фактори, як відстань між частинками або їх кластерами, дефектність структури,
поверхнева анізотропія та інші чинники [9, 15, 16].
Аналіз одержаних даних свідчить про наступні закономірності. Збільшення маси
покриття SiO2 від 0 до 33,3 % від загальної маси нанокомпозита призводить до зменшен-
ня значень їх питомої намагніченості насичення (рис. 2) і немонотонної зміни коерци-
тивної сили (табл.).
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80
-6
-4
-2
0
2
4
6
H, кA/м
1
6
2
3
4, 5
7
s, мкТл*м3/кг
Рис. 2. Петлі гістерезису зразків вихідно-
го магнетиту (1) та нанокомпози-
тів на основі магнетиту, модифі-
кованого діоксидом кремнію (2 –
7). Вміст SiО2 в поверхневому
шарі нанокомпозиту на 1 г маг-
нетиту: 2 – 0,1; 3 – 0,15; 4 – 0,2;
5 – 0,3; 6 – 0,4; 7 – 0,5 г.
Таблиця. Залежність коерцитивної сили від концентрації магнітного компонента
Концентрація Fe3O4 ,% мас. 100 90,9 87,0 83,3 76,9 71,4 66,7
Коерцитивна сила, кА/м 4,54 5,33 5,65 6,05 4,94 4,94 3,98
Для більш детального визначення впливу деяких факторів на питому намагніче-
ність нанокомпозитів побудовані залежності значень σs від вмісту SiO2 та від об’єму
магнітної фази (Fe3O4) в нанокомпозиті (рис. 3). З рис. 3 бачимо, що питома намагніче-
ність відносно об’єму магнітної фази змінюється за нелінійним законом. В області
вмісту SiO2 0 < С < 13,0 % зниження загального об’єму магнетиту мало впливає на
зниження питомої намагніченості. Можна припустити, що в області цих концентрацій
SiO2 на зниження питомої намагніченості переважно впливає поверхнева анізотропія.
379
Подальше зниження концентрації магнетиту при С(Fe3O4) < 83,3 % в нанокомпозиті
призводить до більш істотного зниження ss . Так, при вмісті магнетиту 66,7 %, ss
нанокомпозиту складає 1,72 Ошибка! Ошибка связи., тобто приблизно 34 % від
величини Ошибка! Ошибка связи. вихідного магнетиту. При такому складі
нанокомпозиту, на нашу думку, на питому намагніченість істотно впливає не тільки
об’єм магнітної фази та поверхнева анізотропія, але і відстань між частинками магнетиту
в нанокомпозиті. Дійсно, при вмісті магнетиту 66,7 % в нанокомпозиті середня товщина
розрахованого шару SiO2 складає 2,3 нм, тобто в 4 рази більша, ніж при вмісті магнетиту
83,3 % та SiO2 16,7 %. Окрім того, ймовірно, зменшується не тільки загальний об’єм
магнетиту в заданому об’ємі, але й розмір його магнітного ядра, збільшується
дефектність його поверхневих магнітних ланок. З аналізу робіт [9, 15, 16] також витікає,
що зменшення товщини шару кристалічної частинки і зменшення числа сусідів в
зовнішніх шарах призводить до зменшення її намагніченості.
20 40 60 80 100
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30 35
s s,
м
кТ
л*
м
3 /к
г
С (Fe3O4), % oб.
1
2 3
C (SiO
2
), % мас.
B
Рис. 3. Залежність розрахункових (1) та
експериментальних (2) значень
питомої намагніченості насичен-
ня нанокомпозитів від об’єму
магнітної фази в композиті та
експериментальних значень пи-
томої намагніченості від концен-
трації SiO2 покриття (3).
Залежність коерцитивної сили від концентрації магнітного компонента обговорю-
валось багаторазово в ряді робіт [9, 15, 16]. Тим не менш, у всіх випадках повідомляєть-
ся, що із зменшенням розміру частинок значення Нс спочатку збільшується, а потім
спадає. У випадку ансамбля частинок із зменшенням їх об’ємної концентрації в ансамблі
значення Нс може збільшуватися або зменшуватися в залежності від умов та механізмів
перемагнічування. Отже, немонотонну зміну значень Нс для досліджених нанокомпози-
тів можна пов'язати із зміною розмірів частинок магнітного компонента та перебудовою
їх магнітної структури при зниженні вмісту магнітної фази.
Висновки
В результаті проведеної роботи синтезовані магнітокеровані нанокомпозити на
основі магнетиту, модифікованого діоксидом кремнію (при використанні прекурсора
тетраметоксисилану). За допомогою методів РФА і ІЧ-Фур'є спектроскопії ідентифікова-
но фази магнетиту і діоксиду кремнію в одержаних нанокомпозитах.
Визначено, що густина поверхневого шару SiO2 нанокомпозитів спочатку змен-
шується від 2961,1 кг/м3 (9,1 % SiO2), досягає мінімального значення 1898,5 кг/м3 при
вмісті SiO2 16,7 %, а потім збільшується до 2207,8 кг/м3 (33,3 % SiO2).
Збільшення маси покриття SiO2 від 0 до 33,3 % від загальної маси нанокомпозита
призводить до зменшення значень їх питомої намагніченості насичення і немонотонної
зміни коерцитивної сили. Такі зміни можна пов`язати із зміною розмірів частинок маг-
380
нітного компонента та перебудовою їх магнітної структури при зменшенні вмісту
магнітної фази.
Література
1. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направлений исследований /
Под. ред. М. К. Роко, Р.С. Уильямса. – М: Мир, 2002. – 292 с.
2. Горбик П.П. Супрамолекулярна хімія на межі розподілу фаз: приоритетні напрямки
та перспективи // Тези конф.: Нанорозмірні системи. Будова – Властивості – Техно-
логії. – 2007. – Київ: Комункомплекс, 2007. – С. 9.
3. Gupta A., Gupta M. Synthesis and Surface engineering of іron оxide nanoparticles for
biomedical applications // Biomaterials. – 2005. – V. 26. – Р. 3995 – 4021.
4. Физические основы применения ферромагнетиков, введённых в организм / В.И. Ры-
марчук, А.Г. Маленков, Л.А. Радкевич, В.М. Сабодаш // Биофизика. – 1990. – Т. 35,
№ 1. – С. 145 – 154.
5. Оборотова Н.А. Направленная доставка противоопухолевых препаратов // Антибио-
тики и химиотерапия. – 1991. – Т. 36, № 10. – С. 47 – 50.
6. Preparation and characterization of magnetic nanospheres for in vivo application /
C. Grűttner, J. Teller, W. Sehűtt et al. // Scientific and Chemical Applications of Magnetic
Carriers. – N. Y.: Plenum рress, – P. 53 – 67.
7. Медико-біологічні нанокомпозити на основі магнетиту: синтез, модифікація, функ-
ціоналізація поверхні для застосування in vitro / П.П. Горбик, А.Л. Петрановська,
Л.П. Сторожук, І.В. Дубровін, Л.С.Семко // Хімія, фізика та технологія поверхні. –
К.: Наук. думка, 2006. – Вип. 11-12. – С 374 – 397.
8. Модифікування магнетиту діоксидом титану та властивості одержаних наноком-
позитів / Л.С. Семко, П.П. Горбик, О.О. Чуйко, Л.П. Сторожук, І.В. Дубровін,
О.І. Оранська, С.Л. Рево // Доп. НАН України. – 2007. – № 2. – С. 150 – 157.
9. Синтез та властивості нанокомпозитів на основі магнетиту, модифікованого оксидом
кремнію / Л.С. Семко, П.П. Горбик, Л.П. Сторожук, І.В. Дубровін, О.О. Чуйко,
О.І. Оранська, О.І. Скрипка // Доповіді НАН України. – 2007. – № 3. – С. 153 – 160.
10. Семко Л.С., Горбик П.П., Сторожук Л.П. Модифікування магнетиту діоксидом крем-
нію // Фізика і хімія твердого тіла. – 2007. – Т. 8, № 3. – С. 526 – 532.
11. Биодеградируемые иммуномагнитные сорбенты в онкологии / М.Ю. Ларин,
П.К. Иванов, Д.Ю. Блохин, Н.В. Голубцова, Е.А. Голенкина., О.Л. Ершов, В.И. Фи-
липпов, Н.Г. Мошечков // Росс. биотерапевт. журн. – 2005. – Т. 3, № 4. – С. 24 – 29.
12. Пат. 6447911 США., МКИ В32В 005/16. Silica adsorbent on magnetic substrate / J. Neil,
L. Lee. – № 723446, 09.2002. – Prior. 10.09.2002.
13. Пат. 6924033 США, Іnt. Cl. В32В 005/16. Silica adsorbent on magnetic substrate/ J. Neil,
L. Lee. – № 615998, 07.2003. – Prior. 02.08.2005.
14. Lefebure S., Dubois V., Cabuil. V. Monodisperse magnetic nanoparticles: preparation and
dispersion in water and oils // J. Mater. Res. – 1998. – V. 10. – P. 2975.
15. Магнитныеітній частицы: методы получения, строение и свойства / С.П. Губин,
Ю.А. Кокшаров, Г.Б. Хомутов, Г.Ю. Юрков // Успехи химии. – С. 539 – 574.
16. Непийко С.А. Физические свойства малых металлических частиц. – Киев: Наук.
думка, 1981. – 248 с.
17. Brinker C.I., Scherer C.W. Sol-gel science. – N. Y.: Acad. рress. inc. – 1990. – 908 p.
18. Оранская Е.И., Горников Ю.И. // Завод. лаборатория. – 1994. – Т. 60, № 1 – С. 28.
19. Коваленко А.С., Гринь С.В. Особенности темплатного синтеза мезопористых
материалов на основе титано-кремниевых эфиров // Теорет. и эксперим. химия. –
2004. – Т. 40, № 1. – С. 46 – 51.
381
20. Синтез, структура и свойства нанокомпозитов на основе магнетита, модифицирован-
ного оксидами кремния и титана с различным их содержанием / Л.С. Семко,
П.П. Горбик, Л.П. Сторожук, Л.С. Дзюбенко // Химия, физика и технология
поверхности. – К.: Наук. думка, 2007. – № 13. – С. 370 – 396.
STRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF
MAGNETITE/SILICON DIOXIDE NANOCOMPOSITES
L.S. Semko, P.P. Gorbyk, M.V. Abramov, O.G. Sirenko,
I.V. Dubrovin, O.I. Oranska
Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
General Naumov Str. 17, 03164 Kyiv-164
A technique has been developed for synthesis of magnetic nanocomposites based on a
magnetite coated with silicon dioxide, using tetramethoxysilane as a precursor. Density,
structure, and magnetic properties of the nanocomposites were determined. The SiO2 surface
layer weight fraction of nanocomposites increase from 0 to 0.5 g per 1 g magnetite has been
found to result in drop in density from 4654.8 kg/m3 (for magnetite) to 2207.8 kg/m3, as well as
and specific magnetization at saturation and non-monotonous change in the coercive force.
Інститут хімії поверхні ім. О.О.Чуйка Національної академії наук України
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-294 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:07:55Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/f5/7921c4e85151438dc2858cc4102fe5f5.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-2942018-11-27T09:40:34Z Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites Структура та магнітні властивості нанокомпозитів магнетит/діоксид кремнію Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites Semko, L. S. Gorbyk, P. P. Abramov, M. V. Sirenko, O. G. Dubrovin, I. V. Oranska, O. I. A technique has been developed for synthesis of magnetic nanocomposites based on a magnetite coated with silicon dioxide, using tetramethoxysilane as a precursor. Density, structure, and magnetic properties of the nanocomposites were determined. The SiO2 surface layer weight fraction of nanocomposites increase from 0 to 0.5 g per 1 g magnetite has been found to result in drop in density from 4654.8 kg/m3 (for magnetite) to 2207.8 kg/m3, as well as and specific magnetization at saturation and non-monotonous change in the coercive force. Одержано магнітокеровані нанокомпозити на основі магнетиту, модифікованого діоксидом кремнію (при використанні прекурсора тетраметоксисилану). Визначені їх густина, структура та магнітні властивості. Встановлено, що із зростанням маси поверхневого шару SiO2 &nbsp;в нанокомпозитах від 0 до 0,5 г на 1 г магнетиту відбувається зменшення густини від 4654,8 кг/м3 (для магнетиту) до 2207,8 кг/м3, та значень питомої намагніченості насичення, а також &nbsp;немонотонна зміна коерцитивної сили A technique has been developed for synthesis of magnetic nanocomposites based on a magnetite coated with silicon dioxide, using tetramethoxysilane as a precursor. Density, structure, and magnetic properties of the nanocomposites were determined. The SiO2 surface layer weight fraction of nanocomposites increase from 0 to 0.5 g per 1 g magnetite has been found to result in drop in density from 4654.8 kg/m3 (for magnetite) to 2207.8 kg/m3, as well as and specific magnetization at saturation and non-monotonous change in the coercive force. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2008-07-30 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/294 Surface; No. 14 (2008): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 374-381 Поверхность; № 14 (2008): Химия, физика и технология поверхности; 374-381 Поверхня; № 14 (2008): Хімія, фізика та технологія поверхні; 374-381 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/294/293 Авторське право (c) 2008 L.S. Semko, P.P. Gorbyk, M.V. Abramov, O.G. Sirenko, I.V. Dubrovin, O.I. Oranska |
| spellingShingle | Semko, L. S. Gorbyk, P. P. Abramov, M. V. Sirenko, O. G. Dubrovin, I. V. Oranska, O. I. Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title_alt | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites Структура та магнітні властивості нанокомпозитів магнетит/діоксид кремнію |
| title_full | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title_fullStr | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title_full_unstemmed | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title_short | Structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| title_sort | structure and magnetic properties of magnetite/silicon dioxide nanocomposites |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/294 |
| work_keys_str_mv | AT semkols structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT gorbykpp structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT abramovmv structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT sirenkoog structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT dubroviniv structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT oranskaoi structureandmagneticpropertiesofmagnetitesilicondioxidenanocomposites AT semkols strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû AT gorbykpp strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû AT abramovmv strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû AT sirenkoog strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû AT dubroviniv strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû AT oranskaoi strukturatamagnítnívlastivostínanokompozitívmagnetitdíoksidkremníû |