Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати
The relevance of obtaining new samples of nanoscale materials and researching ways to control these processes is supported by constant progress in the fields of nanotechnology, semiconductors, biomedicine, wastewater treatment etc. The Fe0(Steel3)-H2O-O2 system, which is considered promising for use...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/724 |
| 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| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-724 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-19T09:46:19Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
нанорозмірні ферум-оксигенвмісні сполуки метод РФА in situ шаруваті подвійні гідроксиди феруму магнетит кобальтвмісна феришпінель лепідокрокіт γ-FeOOH гетит α-FeOOH |
| spellingShingle |
нанорозмірні ферум-оксигенвмісні сполуки метод РФА in situ шаруваті подвійні гідроксиди феруму магнетит кобальтвмісна феришпінель лепідокрокіт γ-FeOOH гетит α-FeOOH Prokopenko, V. A. Netreba, S. V. Tsyganovych, O. A. Kosorukov, P. O. Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| topic_facet |
nanosized iron oxygen-containing compounds XRD in situ iron (II-III) layered double hydroxides magnetite cobalt ferrous ferrite lepidocrocite goethite нанорозмірні ферум-оксигенвмісні сполуки метод РФА in situ шаруваті подвійні гідроксиди феруму магнетит кобальтвмісна феришпінель лепідокрокіт γ-FeOOH гетит α-FeOOH |
| format |
Article |
| author |
Prokopenko, V. A. Netreba, S. V. Tsyganovych, O. A. Kosorukov, P. O. |
| author_facet |
Prokopenko, V. A. Netreba, S. V. Tsyganovych, O. A. Kosorukov, P. O. |
| author_sort |
Prokopenko, V. A. |
| title |
Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| title_short |
Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| title_full |
Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| title_fullStr |
Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| title_full_unstemmed |
Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати |
| title_sort |
застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі fe0(сталь3)-h2o-o2: особливості та результати |
| title_alt |
Application of the X-ray diffraction analysis method for in situ study of the formation processes of ultra- and nanosized iron oxide/hydroxide phases in the Fe0(Steel3)-H2O-O2 system: features and results |
| description |
The relevance of obtaining new samples of nanoscale materials and researching ways to control these processes is supported by constant progress in the fields of nanotechnology, semiconductors, biomedicine, wastewater treatment etc. The Fe0(Steel3)-H2O-O2 system, which is considered promising for use in the specified industries, allows both obtaining a number of nanoscale phases of iron oxygen-containing compounds (IOCs), in particular magnetite, cobalt ferrous ferrite, iron(III) hydroxide oxides, and controlling these processes due to changes in the physicochemical conditions of the process. Taking into account the permanent change in the specified system of phase composition on the metal surface, the method of X-ray diffraction analysis (XRD) was applied using the created additional device for the goniometric attachment GP-13 for the in situ study of IOCs formation processes on the surface of a steel disc in the system Fe0(St3)-H2O-O2. This made it possible to investigate the mechanisms and optimal conditions for the formation of individual ultradisperse and nanosized phases of IOCs under a number of physicochemical conditions. By calculating the area under the characteristic peaks on the in situ XRD patterns, quantitative ratios of IOCs formed under certain physicochemical conditions were found, and the average size of crystallites was calculated according to Scherer's formula, which provided additional information for the analysis of IOCs formation mechanisms. Along with this, the method of scanning electron microscopy (SEM) and the XRD without an additional in situ device were used. Based on the analysis of the obtained kinetic regularities, conclusions were made about the formation of IOCs by the formation of iron (II-III) hydroxycarbonate and hydroxysulfate layered double hydroxides I and II types, followed by their transformation to the final nanoscale phases of magnetite, cobalt ferrous ferrite, and iron(III) hydroxide oxides. The formation and accumulation of ferrous hydroxide phase was not recorded by the XRD in situ, however, in the Fe0(St3)-H2O-O2 system, the formation of iron (II-III) layered double hydroxides based on its monolayers is not excluded. The preference of carbonate anions over chloride anions in the formation processes of iron layered double hydroxides is shown. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/724 |
| work_keys_str_mv |
AT prokopenkova applicationofthexraydiffractionanalysismethodforinsitustudyoftheformationprocessesofultraandnanosizedironoxidehydroxidephasesinthefe0steel3h2oo2systemfeaturesandresults AT netrebasv applicationofthexraydiffractionanalysismethodforinsitustudyoftheformationprocessesofultraandnanosizedironoxidehydroxidephasesinthefe0steel3h2oo2systemfeaturesandresults AT tsyganovychoa applicationofthexraydiffractionanalysismethodforinsitustudyoftheformationprocessesofultraandnanosizedironoxidehydroxidephasesinthefe0steel3h2oo2systemfeaturesandresults AT kosorukovpo applicationofthexraydiffractionanalysismethodforinsitustudyoftheformationprocessesofultraandnanosizedironoxidehydroxidephasesinthefe0steel3h2oo2systemfeaturesandresults AT prokopenkova zastosuvannâmetodurentgenofazovogoanalízudlâdoslídžennâinsituprocesívformuvannâulʹtratananorozmírnihzalízooksidnihgídroksidnihfazvsistemífe0stalʹ3h2oo2osoblivostítarezulʹtati AT netrebasv zastosuvannâmetodurentgenofazovogoanalízudlâdoslídžennâinsituprocesívformuvannâulʹtratananorozmírnihzalízooksidnihgídroksidnihfazvsistemífe0stalʹ3h2oo2osoblivostítarezulʹtati AT tsyganovychoa zastosuvannâmetodurentgenofazovogoanalízudlâdoslídžennâinsituprocesívformuvannâulʹtratananorozmírnihzalízooksidnihgídroksidnihfazvsistemífe0stalʹ3h2oo2osoblivostítarezulʹtati AT kosorukovpo zastosuvannâmetodurentgenofazovogoanalízudlâdoslídžennâinsituprocesívformuvannâulʹtratananorozmírnihzalízooksidnihgídroksidnihfazvsistemífe0stalʹ3h2oo2osoblivostítarezulʹtati |
| first_indexed |
2025-07-22T19:35:21Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:45:55Z |
| _version_ |
1849658237505241088 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7242025-06-19T09:46:19Z Application of the X-ray diffraction analysis method for in situ study of the formation processes of ultra- and nanosized iron oxide/hydroxide phases in the Fe0(Steel3)-H2O-O2 system: features and results Застосування методу рентгенофазового аналізу для дослідження in situ процесів формування ультра- та нанорозмірних залізооксидних/гідроксидних фаз в системі Fe0(Сталь3)-H2O-O2: особливості та результати Prokopenko, V. A. Netreba, S. V. Tsyganovych, O. A. Kosorukov, P. O. nanosized iron oxygen-containing compounds XRD in situ iron (II-III) layered double hydroxides magnetite cobalt ferrous ferrite lepidocrocite goethite нанорозмірні ферум-оксигенвмісні сполуки метод РФА in situ шаруваті подвійні гідроксиди феруму магнетит кобальтвмісна феришпінель лепідокрокіт γ-FeOOH гетит α-FeOOH The relevance of obtaining new samples of nanoscale materials and researching ways to control these processes is supported by constant progress in the fields of nanotechnology, semiconductors, biomedicine, wastewater treatment etc. The Fe0(Steel3)-H2O-O2 system, which is considered promising for use in the specified industries, allows both obtaining a number of nanoscale phases of iron oxygen-containing compounds (IOCs), in particular magnetite, cobalt ferrous ferrite, iron(III) hydroxide oxides, and controlling these processes due to changes in the physicochemical conditions of the process. Taking into account the permanent change in the specified system of phase composition on the metal surface, the method of X-ray diffraction analysis (XRD) was applied using the created additional device for the goniometric attachment GP-13 for the in situ study of IOCs formation processes on the surface of a steel disc in the system Fe0(St3)-H2O-O2. This made it possible to investigate the mechanisms and optimal conditions for the formation of individual ultradisperse and nanosized phases of IOCs under a number of physicochemical conditions. By calculating the area under the characteristic peaks on the in situ XRD patterns, quantitative ratios of IOCs formed under certain physicochemical conditions were found, and the average size of crystallites was calculated according to Scherer's formula, which provided additional information for the analysis of IOCs formation mechanisms. Along with this, the method of scanning electron microscopy (SEM) and the XRD without an additional in situ device were used. Based on the analysis of the obtained kinetic regularities, conclusions were made about the formation of IOCs by the formation of iron (II-III) hydroxycarbonate and hydroxysulfate layered double hydroxides I and II types, followed by their transformation to the final nanoscale phases of magnetite, cobalt ferrous ferrite, and iron(III) hydroxide oxides. The formation and accumulation of ferrous hydroxide phase was not recorded by the XRD in situ, however, in the Fe0(St3)-H2O-O2 system, the formation of iron (II-III) layered double hydroxides based on its monolayers is not excluded. The preference of carbonate anions over chloride anions in the formation processes of iron layered double hydroxides is shown. Актуальність отримання нових зразків нанорозмірних матеріалів та дослідження способів керування цими процесами підтримується постійним прогресом в галузях нанотехнологій, напівпровідників, біомедицини, очищення забруднених вод тощо. Система Fe0(Сталь3)-H2O-O2, що вважається перспективною для застосування у вказаних галузях, дозволяє як отримувати ряд нанорозмірних фаз ферум-оксигенвмісних сполук (ФОС), зокрема магнетиту, кобальтвмісної феришпінелі, ферум(III) гідроксидоксидів, так і керувати цими процесами за рахунок зміни фізико-хімічних умов перебігу процесу. Враховуючи перманентну зміну у вказаній системі складу фаз на металевій поверхні, застосовано метод рентгенофазового аналізу (РФА) із використанням створеного додаткового пристрою до гоніометричної приставки ГП-13 для дослідження in situ процесів утворення ФОС на поверхні сталевого диску в системі Fe0(Ст3)-H2O-O2. Це дозволило дослідити механізми та оптимальні умови формування окремих ультрадисперсних та нанорозмірних фаз ФОС в ряді фізико-хімічних умов. Шляхом розрахунку площі під характерними рефлексами на кривих дифракції in situ встановлено кількісні співвідношення ФОС, утворених за певних фізико-хімічних умов, та розраховано середній розмір кристалітів за формулою Шерера, що дало додаткову інформацію для аналізу механізмів формування ФОС. Поряд з цим, використано метод скануючої електронної мікроскопії та метод РФА без додаткового пристрою in situ. З аналізу отриманих кінетичних закономірностей зроблено висновки про формування ФОС шляхом утворення гідроксикарбонатного та гідроксисульфатного шаруватих подвійних гідроксидів феруму I та II типу з наступною їх трансформацією до кінцевих нанорозмірних фаз магнетиту, кобальтвмісної феришпінелі та ферум(III) гідроксид оксидів. Утворення та накопичення фази ферум(ІІ) гідроксиду методом РФА in situ зафіксовано не було, проте в системі Fe0(Ст3)-H2O-O2 не виключеним є формування шаруватих подвійних гідроксидів феруму на основі його моношарів. Показано перевагу карбонат-аніонів перед хлорид-аніонами в процесах формування шаруватих подвійних гідроксидів феруму. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-05-31 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/724 10.15407/hftp15.02.230 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 2 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 230-240 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 2 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 230-240 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 2 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 230-240 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.02 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/724/740 Copyright (c) 2024 V. A. Prokopenko, S. V. Netreba, O. A. Tsyganovych, P. O. Kosorukov |