Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III)
Nowadays nanocomposites based on magnetite doped with noble metal cations or core&shell type nanocomposites including superparamagnetic core and precious metal shells are widely used in new kinds of biocompatible materials creation. The following structures are characterized by unique comple...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/568 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543924711063552 |
|---|---|
| author | Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. N. Bataiev, M. M. Bataiev, Yu. M. Pavlenko, O. Yu. Kornienko, O. A. |
| author_facet | Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. N. Bataiev, M. M. Bataiev, Yu. M. Pavlenko, O. Yu. Kornienko, O. A. |
| author_sort | Lavrynenko, O. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:02:13Z |
| description | Nowadays nanocomposites based on magnetite doped with noble metal cations or core&shell type nanocomposites including superparamagnetic core and precious metal shells are widely used in new kinds of biocompatible materials creation. The following structures are characterized by unique complexes of physical-chemical properties. The noble metal coatings formed on the magnetite nanoparticles surface supply their corrosive biological media stabilization and effects on electrical, magnetic, catalytic, optical properties of core&shell type nanocomposites as well. This work studies the effect of UV irradiation (253 nm) on the paramagnetic characteristics of biocompatible core&shell type nanocomposites based on magnetite and precious metals (silver, gold). Nanoparticles of magnetite and core&shell type composites Fe3O4&Ag0 and Fe3O4&Au0 were formed under the rotation-corrosion dispergation conditions on the steel 3 (St3) surface contacting with distilled water and aqueous solutions of silver nitrate and tetrachloroauric acid at a free flow of oxygen into the reaction zone. Solutions of precious metals contained from 0.5 to 20 mg/dm3 of Ag(I) and Au(III) aquaforms. The composite nanoparticles were characterized using X-ray diffraction data, scanning electron microscopy and electron paramagnetic resonance spectroscopy. Because of expecting photocatalytic activity of as-prepared nanocomposites, we performed their illumination by ultraviolet irradiation. The effect of UV irradiation (253 nm) on the paramagnetic characteristics of biocompatible core&shell nanocomposites based on magnetite and precious metals (silver, gold) was studied by EPR analysis. The obtained data suggests that after UV irradiation the contribution of Fe2+ spins increases, the band gap for Fe3O4 decreases, the rate of charge redistribution at the oxide-metal interface increases, the number of spins in the composite increases. The study of the occurrence of paramagnetic centers mechanism in the nanocomposites based on magnetite and precious metals may be relevant for determining their bactericidal and photocatalytic activity. Also, such nanocomposites can be used in the creation of technical means for prevention of the spread of infectious diseases in the transport, public places, and hospitals. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:10Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-568 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:14Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5682022-06-29T10:02:13Z UV irradiation effect on paramagnetic properties of nanomagnetite doped with Ag(I) and Au(III) cations Влияние УФ облучения на парамагнитные свойства наномагнетита, допированного катионами Ag(I) и Au(III) Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. N. Bataiev, M. M. Bataiev, Yu. M. Pavlenko, O. Yu. Kornienko, O. A. core&shell type nanocomposites the rotation-corrosion dispergation method nanomagnetite silver gold UV irradiation EPR study photocatalytic activity нанокомпозиты ядро-оболочка ротационно-коррозионное диспергирование наномагнетит серебро золото УФ излучение ЭПР исследования оболонкові анокомпозити ротаційно-корозійне диспергування наномагнетіт срібло золото УФ випромінювання ЕПР дослідження Nowadays nanocomposites based on magnetite doped with noble metal cations or core&shell type nanocomposites including superparamagnetic core and precious metal shells are widely used in new kinds of biocompatible materials creation. The following structures are characterized by unique complexes of physical-chemical properties. The noble metal coatings formed on the magnetite nanoparticles surface supply their corrosive biological media stabilization and effects on electrical, magnetic, catalytic, optical properties of core&shell type nanocomposites as well. This work studies the effect of UV irradiation (253 nm) on the paramagnetic characteristics of biocompatible core&shell type nanocomposites based on magnetite and precious metals (silver, gold). Nanoparticles of magnetite and core&shell type composites Fe3O4&Ag0 and Fe3O4&Au0 were formed under the rotation-corrosion dispergation conditions on the steel 3 (St3) surface contacting with distilled water and aqueous solutions of silver nitrate and tetrachloroauric acid at a free flow of oxygen into the reaction zone. Solutions of precious metals contained from 0.5 to 20 mg/dm3 of Ag(I) and Au(III) aquaforms. The composite nanoparticles were characterized using X-ray diffraction data, scanning electron microscopy and electron paramagnetic resonance spectroscopy. Because of expecting photocatalytic activity of as-prepared nanocomposites, we performed their illumination by ultraviolet irradiation. The effect of UV irradiation (253 nm) on the paramagnetic characteristics of biocompatible core&shell nanocomposites based on magnetite and precious metals (silver, gold) was studied by EPR analysis. The obtained data suggests that after UV irradiation the contribution of Fe2+ spins increases, the band gap for Fe3O4 decreases, the rate of charge redistribution at the oxide-metal interface increases, the number of spins in the composite increases. The study of the occurrence of paramagnetic centers mechanism in the nanocomposites based on magnetite and precious metals may be relevant for determining their bactericidal and photocatalytic activity. Also, such nanocomposites can be used in the creation of technical means for prevention of the spread of infectious diseases in the transport, public places, and hospitals. На сегодняшний день наноразмерные композиты на основе магнетита, допированного катионами благородных металлов, или нанокомпозиты ядро-оболочка, состоящие из суперпарамагнитного ядра (магнетита или маггемита) и оболочки из благородного металла, широко используются для создания новых видов биосовместимых материалов. Такие структуры характеризуются уникальным комплексом физико-химических свойств. В частности, оболочки из благородных металлов, сформированные на поверхности наночастиц магнетита, обеспечивают их устойчивость в агрессивных биологических средах, а также влияют на их электрические, магнитные, каталитические, оптические свойства. В данной работе изучено влияние ультрафиолетового излучения (253 нм) на парамагнитные характеристики биосовместимых нанокомпозитов. Наночастицы композитов Fe3O4&Ag0 и Fe3O4&Au0 были получены методом ротационно-коррозионного диспергирования. Формирование структур проходило на поверхности стали 3 (Ст3), контактирующей с дистиллированной водой и водными растворами нитрата серебра и золотохлористоводородной кислоты при свободном доступе кислорода в зону реакции. Растворы благородных металлов содержали от 0.5 до 20 мг/дм3 акваформ Ag(I) и Au(III). Полученные наночастицы были охарактеризованы методом рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Для выявления ожидаемых фотокаталитических свойств частицы композитов подвергались действию ультрафиолетового облучения. Влияние УФ-излучения (253 нм) на парамагнитные характеристики нанокомпозитов Fe3O4&Ag0 и Fe3O4&Au0 было изучено методом ЭПР. Полученные данные свидетельствуют о том, что после УФ-облучения увеличивались: скорость перераспределения заряда на границе раздела оксид-металл, число и вклад спинов Fe2+, при этом ширина запрещенной зоны для Fe3O4 уменьшалась. Изучение механизма возникновения парамагнитных центров в нанокомпозитах на основе магнетита и благородных металлов может быть актуальным для выявления их бактерицидной и фотокаталитической активности. В целом, полученные нанокомпозиты могут быть использованы при создании технических средств бактерицидного и антивирусного действия, предназначенных для предотвращения распространения инфекционных заболеваний в замкнутом пространстве (на транспорте, в общественных местах, больницах). На сьогоднішній день нанорозмірні композити на основі магнетиту, допованого катіонами благородних металів, або оболонкові нанокомпозити, що складаються із суперпарамагнітного ядра (магнетиту або магеміту) і оболонки із благородного металу, широко використовуються для створення нових видів біосумісних матеріалів. Такі структури характеризуються унікальним комплексом фізико-хімічних властивостей. Зокрема, оболонки із благородних металів, сформовані на поверхні наночастинок магнетиту, забезпечують їхню стійкість в агресивних біологічних середовищах, а також впливають на їхні електричні, магнітні, каталітичні, оптичні властивості. В роботі проведено вивчення впливу ультрафіолетового випромінювання (253 нм) на парамагнітні характеристики біосумісних оболонкових нанокомпозитів. Наночастки композитів Fe3O4&Ag0 і Fe3O4&Au0 були отримані методом ротаційно-корозійного диспергування. Формування структур проходило на поверхні сталі 3 (Ст3), яка контактувала з дистильованою водою і водними розчинами нітрату срібла і золотохлористоводневої кислоти при вільному доступі кисню в зону реакції. Розчини благородних металів містили від 0,5 до 20 мг/дм3 акваформ Ag(I) і Au(III). Отримані наночастинки були охарактеризовані методом рентгенофазового аналізу і скануючої електронної мікроскопії. Для виявлення очікуваних фотокаталітичних властивостей частинки композитів підлягали дії ультрафіолетового опромінення. Вплив УФ-випромінювання (253 нм) на парамагнітні характеристики нанокомпозитів Fe3O4&Ag0 и Fe3O4&Au0 було вивчено методом ЕПР. Отримані дані свідчать про те, що після УФ-опромінення збільшувалися: швидкість перерозподілу заряду на поверхні поділу оксид-метал, кількість і внесок спинів Fe2+, при цьому ширина забороненої зони для Fe3O4 зменшувалася. Вивчення механізму виникнення парамагнітних центрів в нанокомпозитах на основі магнетиту і благородних металів може бути актуальним для виявлення їхньої бактерицидної і фотокаталітичної активності. В цілому, оболонкові нанокомпозити можуть бути використані при створенні технічних засобів бактерицидної та антивірусної дії, призначених для запобігання поширенню інфекційних захворювань в замкнутому просторі (на транспорті, в громадських місцях, лікарнях). Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2020-11-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/568 10.15407/hftp11.04.508 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 11 No. 4 (2020): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 508-515 Химия, физика и технология поверхности; Том 11 № 4 (2020): Химия, физика и технология поверхности; 508-515 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 11 № 4 (2020): Хімія, фізика та технологія поверхні; 508-515 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp11.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/568/574 Copyright (c) 2020 O. M. Lavrynenko, M. N. Zahornyi, M. M. Bataiev, Yu. M. Bataiev, O. Yu. Pavlenko, O. A. Kornienko |
| spellingShingle | оболонкові анокомпозити ротаційно-корозійне диспергування наномагнетіт срібло золото УФ випромінювання ЕПР дослідження Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. N. Bataiev, M. M. Bataiev, Yu. M. Pavlenko, O. Yu. Kornienko, O. A. Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title | Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title_alt | UV irradiation effect on paramagnetic properties of nanomagnetite doped with Ag(I) and Au(III) cations Влияние УФ облучения на парамагнитные свойства наномагнетита, допированного катионами Ag(I) и Au(III) |
| title_full | Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title_fullStr | Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title_full_unstemmed | Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title_short | Вплив УФ опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами Ag(I) и Au(III) |
| title_sort | вплив уф опромінення на парамагнітні властивості наномагнетиту, допованого катіонами ag(i) и au(iii) |
| topic | оболонкові анокомпозити ротаційно-корозійне диспергування наномагнетіт срібло золото УФ випромінювання ЕПР дослідження |
| topic_facet | core&shell type nanocomposites the rotation-corrosion dispergation method nanomagnetite silver gold UV irradiation EPR study photocatalytic activity нанокомпозиты ядро-оболочка ротационно-коррозионное диспергирование наномагнетит серебро золото УФ излучение ЭПР исследования оболонкові анокомпозити ротаційно-корозійне диспергування наномагнетіт срібло золото УФ випромінювання ЕПР дослідження |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/568 |
| work_keys_str_mv | AT lavrynenkoom uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT zahornyimn uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT bataievmm uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT bataievyum uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT pavlenkooyu uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT kornienkooa uvirradiationeffectonparamagneticpropertiesofnanomagnetitedopedwithagiandauiiications AT lavrynenkoom vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT zahornyimn vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT bataievmm vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT bataievyum vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT pavlenkooyu vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT kornienkooa vliânieufoblučeniânaparamagnitnyesvojstvananomagnetitadopirovannogokationamiagiiauiii AT lavrynenkoom vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii AT zahornyimn vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii AT bataievmm vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii AT bataievyum vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii AT pavlenkooyu vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii AT kornienkooa vplivufopromínennânaparamagnítnívlastivostínanomagnetitudopovanogokatíonamiagiiauiii |