GR20220100942A - Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα - Google Patents
Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα Download PDFInfo
- Publication number
- GR20220100942A GR20220100942A GR20220100942A GR20220100942A GR20220100942A GR 20220100942 A GR20220100942 A GR 20220100942A GR 20220100942 A GR20220100942 A GR 20220100942A GR 20220100942 A GR20220100942 A GR 20220100942A GR 20220100942 A GR20220100942 A GR 20220100942A
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- nanoparticles
- fe3o4
- amphorite
- synthesizing
- reactor
- Prior art date
Links
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 title description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 title description 5
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 162
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 104
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 27
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 19
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 claims description 12
- AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L tin(II) chloride (anhydrous) Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sn+2] AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 11
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910019931 (NH4)2Fe(SO4)2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 4
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 229910016874 Fe(NO3) Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 229910000375 tin(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims 1
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 abstract description 17
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 24
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 5
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 5
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N trioxidane Chemical class OOO JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101000993059 Homo sapiens Hereditary hemochromatosis protein Proteins 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 2
- JQYHQFPJDPCKMM-UHFFFAOYSA-N OOO.[Sn] Chemical class OOO.[Sn] JQYHQFPJDPCKMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004998 X ray absorption near edge structure spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 231100000136 action limit Toxicity 0.000 description 1
- 239000012072 active phase Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical group [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZKLAOYSENRNKR-LNTINUHCSA-N iron;(z)-4-oxoniumylidenepent-2-en-2-olate Chemical compound [Fe].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O LZKLAOYSENRNKR-LNTINUHCSA-N 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000324 minimal toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000006400 oxidative hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006540 α-FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003153 β-FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
- H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
- H01F1/0054—Coated nanoparticles, e.g. nanoparticles coated with organic surfactant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται στη μέθοδο σύνθεσης νανοσωματιδίων μαγνητίτη Fe3O4 εντός των οποίων υπάρχει ομοιογενής διασπορά πυρήνων αμπχουρίτη Sn21Cl16(OH)14O6, τα οποία διαθέτουν πολύ υψηλή αναλογία δισθενούς/τρισθενούς σιδήρου. Η παραγωγή γίνεται σε μια διάταξη τριών αντιδραστήρων εν σειρά που περιλαμβάνουν τα στάδια της σύνθεσης των πυρήνων αμπχουρίτη, την επικάλυψη τους με πράσινη σκωρία και την ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας προς σχηματισμό νανοσωματιδίων Fe3O4. Τα νανοσωματίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξ αποστάσεως ελεγχόμενη καθοδήγηση και απελευθέρωση σημαντικών ποσών θερμότητας υπό την επίδραση συνδυασμού στατικού και εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου καθώς επίσης και για τη δέσμευση εξασθενούς χρωμίου από υδατικά διαλύματα. Η απόδοση καθορίζεται από τις ενισχυμένες μαγνητικές ιδιότητες και την πολύ υψηλή αναγωγική ικανότητα του μαγνητίτη σε συνδυασμό με την προστατευτική δράση των πυρήνων αμπχουρίτη έναντι οξείδωσης.
Description
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Μαγνητικά νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου με υψηλή αναγωγική ικανότητα
Η εφεύρεση ανήκει στο πεδίο της χημικής μηχανικής και συγκεκριμένα στην τεχνολογία σύνθεσης μαγνητικών σωματιδίων με διαστάσεις στη νανοκλίμακα που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές βιοϊατρικής και σε διεργασίες περιβαλλοντικής αποκατάστασης. Τα μαγνητικά νανοσωματίδια και ειδικότερα εκείνα που αποτελούνται από οξείδια του σιδήρου χρησιμοποιούνται στην παρούσα στάθμη της τεχνικής είτε ως μέσα επιλεκτικής καταστροφής καρκινικών κυττάρων λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας που προκαλούν κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου υψηλής συχνότητας είτε ως μέσα για την συγκράτηση διαλυτών μορφών βαρέων μετάλλων από το νερό λόγω της αναγωγικής τους δράσης προς αυτά.
Η χρήση των μαγνητικών νανοσωματιδίων οξειδίων σιδήρου (μαγνητίτης Fe3O4, μαγκεμίτης Y-Fe2O3) με διαστάσεις κάτω από 50 nm έχει αποτελέσει μια πολλά υποσχόμενη προοπτική για τη διάγνωση και την αντιμετώπιση διαφόρων μορφών καρκίνου. Σε σύγκριση με νανοσωματίδια άλλων μαγνητικών φάσεων (μεταλλικές μορφές και κράματα Fe, Ni, Co ή φερρίτες MFe2O4όπου Μ: Ni, Co, Μn, Ζn) τα νανοσωματίδια οξειδίων σιδήρου παρουσιάζουν το πλεονέκτημα της καλής χημικής σταθερότητας σε υδατικό περιβάλλον ενώ δεν εγκυμονούν κινδύνους που να σχετίζονται με τοξικότητα ή τη διαλυτοποίηση μεταλλικών ιόντων. Η ταχεία απόκρισή τους στην εφαρμογή εξωτερικών μαγνητικών πεδίων αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα για την ανάπτυξη μεθόδων τοπικής θεραπείας καρκινικών περιοχών.
Ειδικότερα η μέθοδος της μαγνητικής υπερθερμίας επιτυγχάνει την τοπική θέρμανση που οδηγεί σε εξουδετέρωση των καρκινικών κύτταρων, μέσω μαγνητικών νανοσωματιδίων που τοποθετούνται εντός ή γύρω από αυτά, κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου ραδιοσυχνοτήτων (100-1000 kHz). Η θερμότητα υπό αυτές τις συνθήκες εκλύεται από τα μαγνητικά νανοσωματίδια μέσω μηχανισμών μαγνητικής αφηρέμησης καθώς και από μαγνητική υστέρηση. Ο μηχανισμός μαγνητικής υστέρησης θεωρείται ως ο πλέον αποδοτικός καθώς εκμεταλλεύεται τις απώλειες που οφείλονται από τη διαγράφη του βρόχου υστέρησης με πολύ μεγάλη συχνότητα που προκαλείται από το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Τα νανοσωματίδια μεγέθους 20-40 nm που αποτελούνται από Fe3O4θεωρούνται ως η βέλτιστη επιλογή καθώς είναι σε θέση να πετύχουν θερμική απόδοση άνω του 1 kW/g (για πεδίο συχνότητας άνω των 500 kHz και έντασης άνω των 25 mT) μέσω της αξιοποίησης του μηχανισμού απωλειών μαγνητικής υστέρησης. Το γεγονός αυτό αποδίδεται στην υψηλή μαγνητική ανισοτροπία του Fe3O4που είναι ανάλογη του ποσοστού δισθενούς σιδήρου Fe<2+>στην κρυσταλλική δομή η οποία αναλύεται σε Fe<2+>Fe2<3+>O4.
Αντίστοιχα, τα μαγνητικά νανοσωματίδια οξειδίων του σιδήρου έχουν εφαρμοστεί στην τεχνολογία απομάκρυνσης ρύπων από το νερό που προορίζεται για πόσιμο και ειδικότερα για τη συγκράτηση στην επιφάνειά τους υδατικών μορφών βαρέων μετάλλων κάποια από τα οποία αποτελούν ιδιαίτερα τοξικούς παράγοντες για την ανθρώπινη υγεία όταν καταναλώνονται μέσω του νερού. Ανάμεσα στους διάφορους μηχανισμούς απομάκρυνσης βαρέων μετάλλων (προσρόφηση, συμπλοκοποίηση) από νανοϋλικά, κατατάσσεται και η αναγωγή βαρέων μετάλλων που βρίσκονται σε υψηλή βαθμίδα σθένους με σκοπό την ιζηματοποίηση τους και το διαχωρισμό τους από το νερό σε μορφή αδιάλυτου στερεού.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο καθαρισμός νερού από εξασθενές χρώμιο μέσω της αναγωγής του που οδηγεί σε σχηματισμό αδιάλυτου υδροξειδίου του τρισθενούς χρωμίου. Η απόδοση της συγκεκριμένης τεχνολογίας βασίζεται στην αναγωγική ικανότητα του υλικού απομάκρυνσης που καθορίζεται από το συνδυασμό της παρουσίας συστατικών που μπορούν να δρουν ως δότες ηλεκτρονίων και στην υψηλή ειδική επιφάνεια. Γ ια τα νανοσωματίδια οξειδίων του σιδήρου, η δυνατότητα δράσης ως δότες ηλεκτρονίων συνδέεται από την παρουσία ιόντων σιδήρου που δεν βρίσκονται στη μέγιστη οξειδωτική του βαθμίδα, δηλαδή Fe<3+>, οπότε ο μαγνητίτης Fe3O4υπερέχει έναντι άλλων οξειδίων. Επιπλέον, η ενίσχυση της ειδικής επιφάνειας επιτυγχάνεται με τη μείωση των διαστάσεων των νανοσωματιδίων.
Όπως γίνεται κατανοητό, η απόδοση των νανοσωματιδίων Fe3O4και στις δύο εφαρμογές που περιεγράφηκαν μεγιστοποιείται όταν και το ποσοστό Fe<2+>μεγιστοποιείται ή αλλιώς όταν η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>γίνει ίση με τη στοιχειομετρική της τιμή στην ιδανική δομή του μαγνητίτη, δηλαδή 0,5. Ωστόσο, η ιδανική αυτή κατάσταση είναι πρακτικά αδύνατο να προσεγγιστεί καθώς η μερική οξείδωση του δισθενούς σιδήρου κατά τη διάρκεια της σύνθεσης καθώς και κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης των νανοσωματιδίων είναι αναπόφευκτη και περισσότερο εκτεταμένη στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων. Αν αναλογιστεί κανείς ότι για τη σύνθεση νανοσωματιδίων μαγνητίτη που προορίζονται για εφαρμογές βιοϊατρικής και διεργασίες περιβαλλοντικής αποκατάστασης, βασικές προϋποθέσεις είναι η συμβατότητα με υδατικό περιβάλλον, η χαμηλή τοξικότητα και το προσιτό κόστος σύνθεσης, οι προτιμώμενες μέθοδοι σύνθεσης περιορίζονται σε εκείνες που χρησιμοποιούν χημικές διεργασίες σε υδατικά διαλύματα με αντιδραστήρια χαμηλής τοξικότητας και μειωμένου κόστους.
Στην κατηγορία αυτή των μεθόδων σύνθεσης νανοσωματιδίων μαγνητίτη περιλαμβάνονται διαδικασίες καταβύθισης ή συγκαταβύθισης υδατοδιαλυτών αλάτων του σιδήρου όπως για παράδειγμα FeSO4, FeCl2, FeCl3, υπό συνθήκες ελέγχου παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η οξύτητα (pH) και το δυναμικό οξειδοαναγωγής. Οι αντιδράσεις που πραγματοποιούνται είναι ποσοτικές και σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος των αντιδραστηρίων, την ελάχιστη τοξικότητα των παραπροϊόντων και το γεγονός ότι μπορούν αν προσαρμοστούν σε ασυνεχείς και συνεχείς διεργασίες, αποτελούν την ιδανικότερη λύση για την παραγωγή νανοσωματιδίων μαγνητίτη σε μεγάλη κλίμακα και με οικονομικό τρόπο.
Τ ο μεγαλύτερο μέρος της σχετικής έρευνας εστιάζεται στην συγκαταβύθιση αλάτων δισθενούς και τρισθενούς σιδήρου που επιτυγχάνεται με την ρύθμιση του pH στην αλκαλική περιοχή σε τιμές άνω του 10. Η μέθοδος αυτή εκμεταλλεύεται την ταυτόχρονη ιζηματοποίηση των δύο μορφών του σιδήρου αρχικά σε υδροξείδια και στη συνέχεια σε μεικτό οξείδιο. Αντίστοιχα με την επιδιωκόμενη αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>στο τελικό προϊόν σύμφωνα με τη στοιχειομετρία του Fe3O4, οι συγκεντρώσεις των αλάτων που χρησιμοποιούνται ως πηγές Fe<2+>(FeCl2, FeSO4) και Fe<3+>(FeCl3, Fe2(SO4)3) επιλέγονται να είναι κοντά στην τιμή 1:2. Το έγγραφό Κ. Simeonidis et al. Science of the Total Environment 535 (2015) 61-68, περιγράφει την ανάπτυξη νανοσωματιδίων μαγνητίτη με συγκαταβύθιση συνδυασμού αλάτων FeCl2, FeCl3, FeSO4, Fe2(SO4)3, (NH4)2Fe(SO4)2σε θερμοκρασία δωματίου και pH 12 και την αξιολόγησή τους ως μέσα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου από το νερό. Όπως διαπιστώθηκε, ανάλογα με το είδος των αντιδραστηρίων, η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>στο μαγνητίτη κυμαίνεται στο 0,22 για τα νανοσωματίδια που παρασκευάζονται από χλωριούχα άλατα και φτάνουν την ανώτατη τιμή 0,41 όταν χρησιμοποιήθηκε το (NH4)2Fe(SO4)2ως πηγή δισθενούς σιδήρου. Οι τιμές αυτές παρουσιάζουν μεγάλη συσχέτιση ως προς την ικανότητα των νανοσωματιδίων να συγκρατούν εξασθενές χρώμιο με υψηλότερες τιμές να επιτυγχάνονται όσο υψηλότερη είναι η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>καθώς ο μηχανισμός συγκράτησης βασίζεται στην αναγωγή του Cr(VI) προς αδιάλυτα ιζήματα.
Σε μια άλλη εργασία Kaprara et al. Water Science & Technology: Water Supply 16 (2016) 525-532, έγινε σύνθεση νανοσωματιδίων μαγνητίτη σε κοκκώδη μορφή συσσωματωμάτων με συγκαταβύθιση FeSO4και Fe2(SO4)3υπό αλκαλικές συνθήκες (pH 12,3) και ρύθμιση του δυναμικού οξειδοαναγωγής στην τιμή -1000 mV ώστε να παρεμποδίζεται πιθανή οξείδωση του Fe<2+>από το διαλυτό οξυγόνο. Παρά το γεγονός αυτό, η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>σε αυτό το υλικό υπολογίστηκε στα 0,32 που απέχει σημαντικά από την τιμή στοιχειομετρίας του μαγνητίτη.
Για την επίλυση αυτού του προβλήματος έχει εφαρμοστεί η αύξηση της θερμοκρασίας κατά την αντίδραση συγκαταβύθισης η οποία συμβάλει παράλληλα στην ενίσχυση της κρυσταλλικότητας των νανοσωματιδίων μαγνητίτη που προκύπτουν. Στο έγγραφο F. Pinakidou et al. Applied Surface Science 360 (2016) 1080-1086, η σύνθεση έγινε με συγκαταβύθιση FeSO4και (NH4)2Fe(SO4)2σε τιμή pH 12 και θερμοκρασία 70 °C. Η υψηλή θερμοκρασία οδηγεί σε χαμηλότερη συγκέντρωση διαλυτού οξυγόνου στο νερό και κατ’ επέκτασιν θα αναμενόταν μικρότερη έκταση στην οξείδωση του Fe<2+>υπό αυτές τις συνθήκες. Ωστόσο, και σε αυτήν την περίπτωση διαπιστώθηκε μεγάλη απόκλιση της στοιχειομετρικής αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>όπως προέκυψε από την ανάλυση με φασματοσκοπία XANES σε σύγκριση με αυτήν του προτύπου Fe3O4που χρησιμοποιήθηκε. Το γεγονός αυτό θα πρέπει να αποδοθεί στην διαδικασία μερικής οξείδωσης των ιόντων Fe<2+>που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της πλύσης του υλικού με νερό για την απομάκρυνση υπολειμμάτων της αντίδρασης καθώς επίσης και κατά την αφυδάτωση των νανοσωματιδίων ώστε να ληφθούν σε ξηρή μορφή.
Σε μια σειρά εγγράφων περιγράφεται η ανάπτυξη νανοσωματιδίων με μια διαφορετική προσέγγιση, την οξειδωτική καταβύθιση αλάτων δισθενούς σιδήρου σε υδατικό διάλυμα με σκοπό τον καλύτερο έλεγχο της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>και την επίτευξη υψηλής καθαρότητας μαγνητίτη. Στα έγγραφα Μ.Α. Verges et al. Journal of Physics D-Applied Physics 41 (2008) 134003 και M.A. Gonzalez-Fernandez Journal of Solid State Chemistry 182 (2009) 2779, νανοσωματίδια μαγνητίτη με διαστάσεις κάτω από 45 nm παρασκευάστηκαν με την οξειδωτική υδρόλυση FeSO4με περίσσεια συγκέντρωσης υδροξυλίων, προσθήκη NaNO3ως ηπίου οξειδωτικού μέσου και αντικατάσταση μέρους του νερού από αιθανόλη (50 %). Η αντίδραση πραγματοποιείται με σχηματισμό πράσινης σκωρίας ως αρχική φάση η οποία μετατρέπεται σταδιακά σε μαγνητίτη με παρατεταμένη θέρμανση σε θερμοκρασία 90 °C. Η παρουσία αιθανόλης οδηγεί σε σημαντική μείωση του μεγέθους νανοσωματιδίων σε σχέση με την αποκλειστική χρήση νερού ως διαλύτη, ενώ παράλληλα επιτυγχάνει ταχύτερη αντίδραση καταβύθισης στερεού, μείωση της διηλεκτρικής σταθερός του μέσου διασποράς, μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου και συνεπώς μειωμένη πιθανότητα οξείδωσης του Fe<2+>στο μαγνητίτη που σχηματίζεται. Αν και δεν δίνονται στοιχεία για την αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>, μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι αυτή ενισχύεται εφόσον και η τιμή μαγνήτισης των νανοσωματιδίων πλησιάζει εκείνη της θεωρητικής τιμής για ιδανική φάση Fe3O4(87 emu/g έναντι 92 emu/g). Η τιμή αυτή είναι δυνατό να ενισχυθεί περαιτέρω σε δείγματα που παρασκευάζονται απουσία αιθανόλης μεταβάλλοντας την περίσσεια συγκέντρωσης υδροξυλίων, ωστόσο, το τελικό μέγεθος των σωματιδίων σε αυτήν την περίπτωση αυξάνεται σημαντικά πάνω από τα 50 nm (75-300 nm) ώστε να μην είναι δυνατή η αξιοποίησή τους σε εφαρμογές βιοϊατρικής ενώ και η ειδική τους επιφάνεια που αποτελεί πλεονέκτημα για εφαρμογές περιβαλλοντικής αποκατάστασης να περιορίζεται ραγδαία.
Στο έγγραφο Τ. Asimakidou et al. Chemical Engineering Journal 393 (2020) 124593 επιχειρήθηκε η μεταφορά της προηγούμενης διαδικασίας σε διεργασία συνεχούς λειτουργίας που περιλαμβάνει το στάδιο της καταβύθισης πράσινης σκωρίας και γήρανσης υπό θέρμανση για μετατροπή σε μαγνητίτη με μερική οξείδωση των ιόντων Fe<2+>. Σε αυτήν την περίπτωση αντί για ρύθμιση της περίσσειας υδροξυλίων με βάση τις αναλογίες των αντιδραστηρίων πραγματοποιήθηκε ρύθμιση του pH της αντίδρασης σε συγκεκριμένες τιμές στην αλκαλική περιοχή. Οι μετρήσεις της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>με χημική ανάλυση επιβεβαιώνουν το γεγονός ότι η διαδικασία αυτή είναι σε θέση να παράγει νανοσωματίδια μαγνητίτη με στοιχειομετρία πολύ κοντά στην ιδανική. Ειδικότερα, νανοσωματίδια με μέγεθος γύρω στα 45 nm έχουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>0,47 ενώ η τιμή αυτή περιορίζεται στο 0,44 για νανοσωματίδια 39 nm.
Η σύνθεση νανοσωματιδίων μαγνητίτη πραγματοποιείται και με την προσθήκη αναγωγικών αντιδραστηρίων είτε για την μετατροπή υδροξυ-οξειδίων ή οξειδίων του τρισθενούς σιδήρου είτε για τη αναγωγική καταβύθιση αλάτων τρισθενούς σιδήρου. Ενδεικτικά, η πρώτη περίπτωση περιγράφεται στο έγγραφό Μ. Adhikari et al. ACS Omega 5 (2020) 2240, όπου εξετάστηκε η παραγωγή νανοσωματιδίων μαγνητίτη με ραβδοειδές σχήμα ξεκινώντας από υδροξυ-οξείδια (β-FeOOH) αντίστοιχου σχήματος και πραγματοποιώντας μερική αναγωγή με χρήση υδραζίνης ή ελαϊκής αμίνης. Ομοίως, το έγγραφο Η. Gavilan et al. Nanoscale 13 (2021) 15631 , περιγράφει τη μετατροπή νανοσωματιδίων a-Fe2O3και a-FeOOH σχήματος δίσκου ή ραβδοειδούς σε μαγνητίτη μέσω της κατεργασίας τους με υδρογόνο (ή CO/CO2).
Σε άλλα έγγραφα η προσθήκη αναγωγικού αντιδραστηρίου γίνεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης καταβύθισης Fe<3+>. Συγκεκριμένα, στο έγγραφο A. Andrade et al. Quimica Nova 33 (2010) 524, η καταβύθιση FeCl3σε αλκαλικό περιβάλλον πραγματοποιείται παρουσία Na2SO3που συμβάλει στη μερική αναγωγή Fe<3+>και τελικά στο σχηματισμό μαγνητίτη με αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>από 0,23 έως 0,39. Στο έγγραφο S.H. Chaki et al. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology 6 (2015) 035009, η αντίδραση γίνεται παρουσία της αναγωγικής ένωσης NaBH4οδηγώντας στο σχηματισμό νανοσωματιδίων μαγνητίτη. Τέλος, στο έγγραφο Ζ. Xu et al. Chemistry of Materials 21 (2009) 1778, η ελαϊκή αμίνη χρησιμοποιήθηκε ως αναγωγικό μέσο και ταυτόχρονα σταθεροποιητής νανοσωματιδίων μαγνητίτη που παρήχθησαν με καταβύθιση Fe(acac)3. Οι διεργασίες αυτές δεν φαίνονται ιδιαίτερα αποδοτικές ως προς τη δυνατότητα επίτευξης υψηλής αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>όπως αποτυπώνεται από τις πολύ χαμηλές τιμές μαγνήτισης των νανοσωματιδίων.
Τα νανοσωματίδια μαγνητίτη και η διαδικασία σύνθεσής τους σε υδατικό περιβάλλον που περιγράφονται στα προαναφερθέντα έγγραφα συγκεντρώνουν τα εξής μειονεκτήματα:
● Η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>που επιτυγχάνεται στο τελικό προϊόν μετά τη σύνθεση δε φτάνει σε καμία περίπτωση την τιμή 0,5 που αντιστοιχεί σε Fe3O4με στοιχειομετρική αναλογία. Στις περισσότερες περιπτώσεις η τιμή αυτή βρίσκεται κάτω από την τιμή 0,3.
• Υψηλές τιμές αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>παρατηρούνται μόνο για νανοσωματίδια με διαστάσεις άνω των 45 nm που δεν θεωρούνται κατάλληλα για βιοϊατρικές εφαρμογές και τεχνολογίες περιβαλλοντικής αποκατάστασης.
• Οι μαγνητικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων όπως εκφράζονται από τη μαγνήτιση κόρου και από το συνεκτικό πεδίο δεν προσεγγίζουν τις αναμενόμενες για την ιδανική δομή μαγνητίτη κάτι που ισοδυναμεί με περιορισμό της απόδοσης εφαρμογής τους βιοϊατρικές εφαρμογές και τεχνολογίες περιβαλλοντικής αποκατάστασης.
• Η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>μειώνεται περαιτέρω και με σχετικά υψηλό ρυθμό κατά την αποθήκευση των νανοσωματιδίων λόγω φαινομένων επιφανειακής οξείδωσης μετά την παραγωγή τους και αναμένεται ακόμα μικρότερη μέχρι τη στιγμή της χρήσης τους σε εφαρμογή.
• Ο χρόνος παραμονής κατά τα διάφορα στάδια των αντιδράσεων είναι σχετικά υψηλός (>30 min) με αποτέλεσμα να δίνεται αρκετός χρόνος για αλληλεπίδραση τόσο μεταξύ των σχηματιζόμενων φάσεων όσο και μεταξύ αυτών και των παραπροϊόντων που συνήθως οδηγεί σε φαινόμενα οξείδωσης και υποβάθμιση των μαγνητικών χαρακτηριστικών των νανοσωματιδίων.
• Δεν αναφέρουν οποιαδήποτε προσπάθεια ελέγχου ή βελτιστοποίησης για την παραγωγή νανοσωματιδίων μαγνητίτη με στοιχειομετρικές αναλογίες Fe<2+>και Fe<3+>.
• Δεν αναφέρουν οποιαδήποτε προσπάθεια βελτίωσης της ανθεκτικότητας των νανοσωματιδίων έναντι φαινομένων οξείδωσης κατά την αποθήκευσή τους μέχρι τη στιγμή της χρήσης τους.
Η παρούσα εφεύρεση βασίζεται σε μια νέα προσέγγιση της διαδικασίας σύνθεσης νανοσωματιδίων Fe3O4με οξειδωτική καταβύθιση αλάτων δισθενούς σιδήρου σε υδατικό διάλυμα μέσω της αρχικής διεξαγωγής ετερογενούς ανάπτυξης παρουσία πυρήνων με κρυσταλλική δομή αμπχουρίτη (Sn21Cl16(OH)14O6) και στη συνέχεια εφαρμογή ταχείας διαδικασίας θερμικής γήρανσης σε αντιδραστήρα εμβολικής ροής (PFR) με χρήση μικροκυμάτων. Συγκεκριμένα, διαδοχικά γίνεται (i) η σύνθεση των πυρήνων αμπχουρίτη από SnCl2σε αντιδραστήρα συνεχούς ανάμιξης, (ii) ο σχηματισμός πράσινης σκωρίας σε δεύτερο αντιδραστήρα συνεχούς ανάμιξης εν σειρά συνδεδεμένο με τον πρώτο, μέσα στο μίγμα με τους πυρήνες αμπχουρίτη που έχει μεταφερθεί, και τέλος, (iii) ο σχηματισμός των νανοσωματιδίων μαγνητίτη με μερική οξείδωση της πράσινης σκωρίας από νιτρικά ιόντα σε αντιδραστήρα εμβολικής ροής τοποθετημένο σε κοιλότητα παραγωγής μικροκυμάτων. Σκοπός της εφεύρεσης είναι η παραγωγή νανοσωματιδίων Fe3O4με μια μέθοδο χαμηλού κόστους που όμως επιτυγχάνει αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>που προσεγγίζει το 0,5 ενώ μετά τη σύνθεση τα νανοσωματίδια παραμένουν σταθερά για πολύ μεγάλο διάστημα έναντι οξείδωσης.
Η παρούσα εφεύρεση επιλύει τα παραπάνω προβλήματα ως ακολούθως:
• Οι πυρήνες αμπχουρίτη που παράγονται με καταβύθιση SnCl2σε πολύ χαμηλή συγκέντρωση (<0,5 g/L) και pH 6, σταθεροποιούνται σε πολύ μικρό μέγεθος 1-3 nm, ενώ ταυτόχρονα λόγω της παρουσίας δισθενούς κασσιτέρου Sn<2+>διαθέτουν πολύ υψηλή αναγωγική ικανότητα. Οι πυρήνες αμπχουρίτη εγκλωβίζονται ομοιογενώς κατά την καταβύθιση της πράσινης σκωρίας, μιας δομής στρωματικού διπλού υδροξειδίου δισθενούς και τρισθενούς σιδήρου, με αποτέλεσμα η αναγωγική τους δράση να περιορίζει φαινόμενα ανεπιθύμητης περαιτέρω οξείδωσης του Fe3O4και η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>να σταθεροποιείται πολύ κοντά στην τιμή 0,5.
• Ο χρόνος παραμονής στον αντιδραστήρα σχηματισμού των πυρήνων αμπχουρίτη είναι μικρός (<5 min) ώστε να μην ευνοείται σημαντική αύξηση του μεγέθους τους.
• Η παρουσία πυρήνων αμπχουρίτη εντός του όγκου των νανοσωματιδίων Fe3O4ελάχιστα επηρεάζει τη μορφολογία του υλικού σε σύγκριση με το προϊόν της αντίστοιχης διαδικασίας χωρίς την παρουσία τους με αποτέλεσμα να προκύπτουν νανοσωματίδια σφαιρικού σχήματος και διαμέτρου 35-40 nm.
• Παράλληλα, η αναγωγική δράση των πυρήνων αμπχουρίτη συνεχίζεται και στο τελικό προϊόν καθώς η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>μετά την αποθήκευση των νανοσωματιδίων σε υδατική διασπορά ή σε ξηρή μορφή παραμένει κοντά στην τιμή 0,5 για τουλάχιστον 3 μήνες.
● Η σύνθεση των πυρήνων αμπχουρίτη πραγματοποιείται σε τιμή pH 6 ενώ η αντίδραση παραγωγής πράσινης σκωρίας που ακολουθεί και μετέπειτα η μετατροπή της σε νανοσωματίδια Fe3O4πραγματοποιούνται σε τιμή pH 8 ώστε να υπάρχει το δυνατόν μικρότερη διακύμανση στις συνθήκες των δύο διαδοχικών αντιδράσεων που θα οδηγούσε σε αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο φάσεων και μερική απώλεια των χαρακτηριστικών τους.
• Αντίστοιχα, η ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας που προκαλείται από την προσθήκη NaNO3στο αντιδρών μίγμα και αύξηση της θερμοκρασίας στους 90-95 °C κατά τη ροή του μίγματος από αντιδραστήρα εμβολικής ροής μέσω μικροκυμάτων, ευνοεί τη λειτουργία με πολύ μικρό χρόνο παραμονής έως και 15 δευτερολέπτων οπότε ο σχηματισμός νανοσωματιδίων Fe3O4γίνεται σχεδόν ακαριαία εκμηδενίζοντας την αλληλεπίδραση με τα παραπροϊόντα της αντίδρασης αλλά και μεταξύ των ενεργών φάσεων.
● Με τη διαδικασία αυτή, η υποβάθμιση των μαγνητικών ιδιοτήτων των νανοσωματιδίων σχεδόν εκμηδενίζεται καθώς η τιμή μαγνήτισης των νανοσωματιδίων πλησιάζει εκείνη της θεωρητικής τιμής για ιδανική φάση Fe3O4ενώ και οι απώλειες λόγω υστέρησης κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου ραδιοσυχνοτήτων μεγιστοποιούνται.
Η σύνθεση υδροξυ-οξειδίων του δισθενούς κασσιτέρου έχει χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη προσροφητικών υλικών συγκράτησης εξασθενούς χρωμίου αξιοποιώντας την ισχυρή αναγωγική τους δράση. Στο έγγραφο GR201 501 00548, παρουσιάζεται η διαδικασία σύνθεσης του υδροξυ-οξειδίου τύπου SnxOy(OH)zαπό καταβύθιση αλάτων δισθενούς κασσιτέρου όπως π.χ. SnCl2, σε τιμές pH 2-12. Σε αντίθεση με την παρούσα εφεύρεση, η καταβύθιση σε συγκεντρώσεις άνω του 1 g/L δεν ευνοεί την ενσωμάτωση ιόντων χλωρίου στην κρυσταλλική δομή με αποτέλεσμα το προϊόν να είναι διαφορετικό από το αμπχουρίτη. Επιπλέον, ο συνολικός χρόνος παραμονής στους διαδοχικούς αντιδραστήρες παραγωγής του υδροξυ-οξειδίου κασσιτέρου είναι τουλάχιστον 1 ώρα με αποτέλεσμα να ευνοείται η σημαντική αύξηση του μεγέθους των πυρήνων και η συσσωμάτωσή τους σε κόκκους της τάξης των μιπ ούτως ώστε αυτή η διαδικασία να μην είναι κατάλληλη για ετερογενή πυρηνοποίηση των νανοσωματιδίων Fe3O4.
Σε άλλο έγγραφο GR20200100231 , η διαδοχική καταβύθιση αλάτων σιδήρου υπό έντονες οξειδωτικές συνθήκες και στη συνέχεια SnCl2σε pH 4 και συγκέντρωση 1-4 g/L αποσκοπεί στην ενσωμάτωση δισθενούς κασσιτέρου από το υδροξυ-οξείδιο τύπου Sn6O4(OH)4που αρχικά σχηματίζεται στη δομή γκαιτίτη α-FeOOH που ενισχύει την πυκνότητα θετικού επιφανειακού φορτίου και την εκλεκτικότητα στην συγκράτηση τετρασθενούς σεληνίου έναντι της εξασθενούς μορφής.
Τα νανοσωματίδια Fe3O4της παρούσας εφεύρεσης χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι αποτελούνται από νανοσωματίδια σφαιρικής γεωμετρίας με διάμετρο ανάμεσα στα 15-50 nm, και ομοιογενή διασπορά μικρού αριθμού πυρήνων αμπχουρίτη διαμέτρου 2-3 nm εντός του όγκου των νανοσωματιδίων. Η τιμή της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>σε αυτά τα νανοσωματίδια κυμαίνεται στην περιοχή 0,48-0,50 και η τιμή της μαγνήτισης κορεσμού στην περιοχή 90-93 emu/g. Λόγω των ιδιοτήτων αυτών, η απόδοση απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου από φυσικό νερό για επίτευξη υπολειμματικής συγκέντρωσης ίσης με 25 μg/L ξεπερνάει την τιμή των 3 mg/g ενώ η θερμαντική απόδοση διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου έντασης 30 mΤ και συχνότητας 750 kHz έχει τιμή τουλάχιστον 1,2 kW/g.
Η παρούσα εφεύρεση μπορεί να κατανοηθεί πλήρως από την αναλυτική περιγραφή της διαδικασίας παραγωγής, των σχημάτων και των παραδειγμάτων παραγωγής και εφαρμογής των νανοσωματιδίων Fe3O4που ακολουθούν.
Στα συνημμένα σχήματα περιγράφονται:
• Το διάγραμμα ροής της διαδικασίας σύνθεσης νανοσωματιδίων Fe3O4της παρούσας εφεύρεσης σε τρία στάδια σύμφωνα με την περιγραφόμενη μέθοδο (Σχήμα 1).
• Σχηματική αναπαράσταση του μηχανισμού ανάπτυξης των νανοσωματιδίων Fe3O4σε κάθε ένα από τα στάδια σύνθεσης της παρούσας εφεύρεσης δηλαδή (1) το σχηματισμό πυρηνών αμπχουρίτη, (2) την απόθεση της πράσινης σκωρίας και (3) την ανάπτυξη νανοσωματιδίων μαγνητίτη (Σχήμα 2).
• Συγκριτικό διάγραμμα τελικού μεγέθους νανοσωματιδίων Fe3O4που έχουν παρασκευαστεί με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης για διάφορους χρόνους γήρανσης της πράσινης σκωρίας (Σχήμα 3).
• Συγκριτικό διάγραμμα της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>και της μαγνήτισης κορεσμού νανοσωματιδίων Fe3O4που έχουν παρασκευαστεί με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης υπό διάφορες συνθήκες, (Σχήμα 4).
• Συγκριτικό διάγραμμα απόδοσης απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου από φυσικό νερό με χρήση νανοσωματιδίων Fe3O4που έχουν παρασκευαστεί με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης υπό διάφορες συνθήκες, για επίτευξη υπολειμματικής συγκέντρωσης ίσης με 25 gg/L (Σχήμα 5).
• Συγκριτικό διάγραμμα απωλειών λόγω υστέρησης κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου ραδιοσυχνοτήτων (έντασης 30 mT, συχνότητας 750 kHz) με χρήση νανοσωματιδίων Fe3Ο4που έχουν παρασκευαστεί με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης υπό διάφορες συνθήκες (Σχήμα 6).
• Διάγραμμα μεταβολής της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>και της μαγνήτισης κορεσμού νανοσωματιδίων Fe3Ο4που έχουν παρασκευαστεί με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης κατά την αποθήκευση σε υδατική διασπορά για διαφορετικό χρονικό διάστημα (Σχήμα 7).
Τα στάδια σύνθεσης των νανοσωματιδίων Fe3Ο4με τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά υλοποιούνται σε ένα σύστημα τριών αντιδραστήρων συνεχούς ροής εν σειρά (Σχήμα 1) όπου πραγματοποιούνται οι εξής αντιδράσεις:
• Στον πρώτο αντιδραστήρα (Α1) λαμβάνει χώρα η σύνθεση των πυρήνων αμπχουρίτη με καταβύθιση SnCl2σε μια σταθερή τιμή pH ανάμεσα στο 5,5 και στο 7 υπό συνεχή ανάδευση. Στον αντιδραστήρα εισάγονται με συνεχή ροή το υδατικό διάλυμα SnCl2(παροχή Qi) συγκέντρωσης 0,01-0,5 g/L και το διάλυμα ρύθμισης του pH που αποτελείται από ένα από τα αντιδραστήρια NaOH και ΚΟΗ (παροχή Q2) σε συγκέντρωση 1-40 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο δεν υπερβαίνει τα 5 min. Η θερμοκρασία στον πρώτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται σε μια σταθερή τιμή στην περιοχή 10-40 °C.
• Στο δεύτερο αντιδραστήρα (Α2) που συνδέεται σε σειρά με τον πρώτο, γίνεται η αντίδραση παραγωγής της πράσινης σκωρίας και η ενσωμάτωσή της στους πυρήνες αμπχουρίτη με οξειδωτική καταβύθιση αλάτων δισθενούς σιδήρου σε μια σταθερή τιμή pH ανάμεσα στο 8 και στο 9,5 υπό συνεχή ανάδευση. Στον αντιδραστήρα εισέρχονται ταυτόχρονα το διάλυμα διασποράς πυρήνων αμπχουρίτη με παροχή Q1+Q2, το υδατικό διάλυμα δισθενούς σιδήρου (παροχή Q3) με συγκέντρωση 1-100 g/L, και ένα διάλυμα ρύθμισης του pH που αποτελείται από ένα από τα αντιδραστήρια NaOH και ΚΟΗ (παροχή Q4) σε συγκέντρωση 1-40 g/L σε νερό/αιθανόλη αναλογίας 1,5-9. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 1030 min. Η θερμοκρασία στον δεύτερο αντιδραστήρα ρυθμίζεται σε μια σταθερή τιμή στην περιοχή 10-40 °C.
• Στον τρίτο αντιδραστήρα (A3) τύπου εμβολικής ροής που συνδέεται σε σειρά με το δεύτερο, πραγματοποιείται η ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας και ο σχηματισμός των νανοσωματιδίων Fe3O4μετά από αύξηση της θερμοκρασίας και ταυτόχρονη προσθήκη ήπιου οξειδωτικού παράγοντα. Στον αντιδραστήρα εισέρχονται ταυτόχρονα το διάλυμα διασποράς ετερογενώς ανεπτυγμένης πράσινης σκωρίας σε πυρήνες αμπχουρίτη με παροχή Q1+Q2+Q3+Q4, και ένα ήπιο οξειδωτικό που αποτελείται από ένα από τα αντιδραστήρια NaNO3και ΚΝΟ3(παροχή Q5) σε συγκέντρωση 0,1-40 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 15-100 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται σε μια σταθερή τιμή στην περιοχή 80-95 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 200-800 W.
Το μίγμα που συλλέγεται από την έξοδο του τρίτου αντιδραστήρα και περιέχει τα νανοσωματίδια Fe3O4εκπλένεται με νερό αρκετές φορές ώστε να απομακρυνθούν τα υπολείμματα των αντιδράσεων και το στερεό διαχωρίζεται με χρήση μαγνήτη. Τα νανοσωματίδια Fe3O4που προκύπτουν από την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μορφή υδατικής διασποράς για εφαρμογές μαγνητικής υπερθερμίας ή άλλες βιοϊατρικές εφαρμογές μετά από έγχυση στην περιοχή ενδιαφέροντος. Επιπλέον, σε ξηρή μορφή, τα νανοσωματίδια Fe3O4μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές κατάλυσης αντιδράσεων ή προσρόφησης ρυπαντών όπως για παράδειγμα εξασθενούς χρωμίου.
Με τη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω, τα νανοσωματίδια είναι δυνατό να σχηματιστούν και με την αντιστροφή των σταδίων σύνθεσης των πυρήνων αμπχουρίτη (αντιδραστήρας Α1) και ανάπτυξης των νανοσωματιδίων Fe3O4(αντιδραστήρες Α2 και A3). Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση η παρουσία του αμπχουρίτη περιορίζεται μόνο στο εξωτερικό περίβλημα των νανοσωματιδίων με αποτέλεσμα να μειώνεται η αναγωγική δράση του αμπχουρίτη καθώς επίσης και η ενεργή επιφάνεια των νανοσωματιδίων που είναι απαραίτητη για την ικανότητα απομάκρυνσης ρυπαντών από το νερό.
Η τιμή του pH στον αντιδραστήρα (Α1) μπορεί να είναι και χαμηλότερη από 5,5 ωστόσο σε αυτή την περίπτωση παρατηρείται αύξηση των πυρήνων αμπχουρίτη σε μεγαλύτερες διαστάσεις καθώς και σχηματισμός συσσωματωμάτων που παρεμποδίζει την ομαλή ανάπτυξη των νανοσωματιδίων Fe3O4στη συνέχεια. Αντίστοιχα, η σύνθεση των νανοσωματιδίων Fe3O4μπορεί να πραγματοποιηθεί και σε τιμές pH στον αντιδραστήρα (Α2) μεγαλύτερες από 9,5. FI μεγαλύτερη απόκλιση όμως ανάμεσα στις τιμές pH των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2), οδηγεί σε σημαντική αλληλεπίδραση των πυρήνων αμπχουρίτη με το αλκαλικό περιβάλλον και μερική αποικοδόμηση της κρυσταλλικής του δομής προς σχηματισμό οξειδίου του δισθενούς κασσιτέρου (SnO).
FI διάρκεια της γήρανσης της πράσινης σκωρίας αποτελεί παράμετρο που καθορίζει το τελικό μέγεθος των νανοσωματιδίων Fe3O4. Συγκεκριμένα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, για διάρκεια παραμονής στον αντιδραστήρα εμβολικής ροής μικρότερη από 30 s, η διάμετρος των νανοσωματιδίων παραμένει μικρότερη από τα 25 nm με λειτουργία που έχει ρυθμιστεί ώστε η θερμοκρασία εξόδου να είναι 90 °C. Σταδιακά, το μέγεθος αυξάνεται φτάνοντας τα 40 nm για χρόνο παραμονής 60 s και για μεγαλύτερους χρόνους σταθεροποιείται λίγο πάνω από τα 45 nm.
FI επίδραση των διαφορετικών συνθηκών σύνθεσης των νανοσωματιδίων Fe3O4με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης, στην αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>και στη μαγνήτιση κορεσμού παρουσιάζεται στο Σχήμα 4. Όπως διαπιστώνεται, η ρύθμιση του pH στον αντιδραστήρα σύνθεσης των πυρήνων αμπχουρίτη (Α1 ) στην τιμή 4 με ταυτόχρονη ρύθμιση του pH στον αντιδραστήρα σχηματισμού πράσινης σκωρίας (Α2) στην τιμή 8, οδηγεί σε αρκετά χαμηλή τιμή αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>λίγο πάνω από το 0,40 ενώ και η μαγνήτιση κορεσμού μόλις που ξεπερνάει τα 80 emu/g. Το γεγονός αυτό οφείλεται στην παρεμπόδιση της ομαλής ανάπτυξης των νανοσωματιδίων Fe3O4στους μεγαλύτερους πυρήνες ή σε συσσωματώματα που σχηματίζονται υπό αυτές τις συνθήκες με αποτέλεσμα το τελικό προϊόν να αποτελεί διφασικό μίγμα αμπχουρίτη και Fe3O4. Επιπλέον, η μεγάλη μεταβολή του pH μεταξύ των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2) που είναι σε σειρά προκαλεί μερική αποικοδόμηση του αμπχουρίτη και μείωση της αναγωγικής του δράσης. Αντίθετα, όταν η λειτουργία του αντιδραστήρα (Α1) ρυθμίζεται στην τιμή 6, το μέγεθος των πυρήνων αμπχουρίτη είναι αρκετά μικρό ώστε να ευνοεί την ανάπτυξη των νανοσωματιδίων Fe3O4σε αυτά και τον εγκλωβισμό τους στο εσωτερικό των νανοσωματιδίων. Λόγω και της μικρής μεταβολής του pH μεταξύ των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2) από την τιμή 6 στην τιμή 8, το τελικό προϊόν έχει πολύ υψηλή αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,50 και μαγνήτιση κορεσμού 92 emu/g. Στην περίπτωση ρύθμισης του pH στον αντιδραστήρα (Α1) στην τιμή 6 με ταυτόχρονη ρύθμιση του pH στον αντιδραστήρα (Α2) στην τιμή 10, η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>και η μαγνήτιση κορεσμού εμφανίζονται μειωμένες λόγω της επίδρασης των αλκαλικών συνθηκών στη σταθερότητα των πυρήνων αμπχουρίτη. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, ο χρόνος παραμονής στον αντιδραστήρα (Α1) ήταν 5 min. Αύξηση του χρόνου παραμονής, ενδεικτικά στα 30 min, φαίνεται να επηρεάζει αρνητικά τη μαγνήτιση κορεσμού και ελάχιστα την αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ως συνέπεια της παρουσίας πυρήνων αμπχουρίτη μεγαλύτερης διαμέτρου που διατηρούν υψηλή αναγωγική δράση αλλά ευνοούν το σχηματισμό νανοσωματιδίων Fe3O4με μικρότερο μέγεθος. Η εφαρμογή πολύ μικρού χρόνου γήρανσης στον αντιδραστήρα (A3), 15 s σε θερμοκρασία 90 °C, οδηγεί σε μείωση της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>και της μαγνήτισης κορεσμού καθώς το μέγεθος των νανοσωματιδίων Fe3O4παραμένει μικρό. Μεγαλύτερη αρνητική επίδραση στη μαγνήτιση κορεσμού διαπιστώνεται όταν η θερμοκρασία στον αντιδραστήρα (A3) ρυθμιστεί σε χαμηλότερο επίπεδο στους 80 °C για 60 s, λόγω της μη πλήρους μετατροπής της πράσινης σκωρίας σε νανοσωματίδια Fe3O4. Τέλος, η αντιστροφή της σειράς του σχηματισμού των νανοσωματιδίων Fe3O4(αντιδραστήρες Α(2) και Α(3)) και μετά της εναπόθεσης των πυρήνων αμπχουρίτη (αντιδραστήρας Α(1)), περιορίζει σημαντικά τη μαγνήτιση κορεσμού και της αναλογίας Fe<2+>/Fe<3+>καθώς εμφανίζονται φαινόμενα αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο φάσεων και αποικοδόμησής τους.
Οι αντίστοιχες συνθήκες καθορίζουν σημαντικά και την απόδοση απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου όπως συνοψίζεται και στο Σχήμα 5. Με τις βέλτιστες συνθήκες μικρής μεταβολής του pH μεταξύ των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2) από την τιμή 6 στην τιμή 8, η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, φτάνει τα 3,2 mg/g. Σε σύγκριση με αυτή την τιμή, η αύξηση της διακύμανσης του pH μεταξύ των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2), η αντιστροφή των σταδίων σχηματισμού νανοσωματιδίων Fe3O4και πυρήνων αμπχουρίτη καθώς και η μείωση της θερμοκρασίας γήρανσης της πράσινης σκωρίας επηρεάζουν αρνητικά την απόδοση απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου. Μικρότερη είναι η επίδραση, της αύξησης του χρόνου παραμονής στον αντιδραστήρα (Α1) και η μείωση του χρόνου γήρανσης στον αντιδραστήρα (A3).
Από το διάγραμμα του Σχήματος 6 γίνεται εμφανές ότι η μεγάλη απόκλιση του pH μεταξύ των αντιδραστήρων (Α1) και (Α2) είναι σε θέση να περιορίσει τη θερμαντική απόδοση διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου, έως και 80 %. Με τις βέλτιστες συνθήκες σύνθεσης, η θερμαντική απόδοση διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4κατά την εφαρμογή εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου έντασης 30 mT και συχνότητας 750 kHz έχει τιμή τουλάχιστον 1 ,3 kW/g. Η επίπτωση των παραγόντων της αύξησης του χρόνου παραμονής σχηματισμού πυρήνων αμπχουρίτη, μικρότερου χρόνου ή θερμοκρασίας γήρανσης πράσινης σκωρίας και αντιστροφή των σταδίων σχηματισμού νανοσωματιδίων Fe3O4και πυρήνων αμπχουρίτη, είναι αρνητική με περιορισμό της απόδοσης γύρω στο 45 %.
Έκτος από τη βελτίωση της απόδοσης των νανοσωματιδίων Fe3O4που παρασκευάζονται με την περιγραφόμενη μέθοδο της παρούσας εφεύρεσης, ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η μεγάλη διάρκεια διατήρησης των αρχικών ιδιοτήτων κατά την αποθήκευσή τους μέχρι τη χρήση. Στο Σχήμα 7 φαίνεται ότι κατά το πρώτο τρίμηνο της αποθήκευσης τόσο η αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>όσο και η μαγνήτιση κορεσμού παραμένουν στο ίδιο επίπεδο με τις τιμές για το αρχικό προϊόν που παρασκευάστηκε με τις βέλτιστες συνθήκες. Μικρή απώλεια που φτάνει το 10 % για την αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>και 5 % για τη μαγνήτιση διαπιστώνεται μετά από διάστημα 6 μηνών από το χρόνο σύνθεσης.
Παράδειγμα εφαρμογής μεθόδου 1
Διάλυμα 0,3 g/L SnCl2τροφοδοτείται με παροχή Q1=1 L/h στον αντιδραστήρα (Α1) πλήρους ανάμιξης όγκου 0,1 L. To pH της αντίδρασης ρυθμίζεται στην τιμή 6 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10 % κ.β. με παροχή Q2=0,5 L/h. To προϊόν της αντίδρασης που εξέρχεται από τον αντιδραστήρα (Α1) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (Α2) όγκου 1 L, όπου προστίθεται διάλυμα 50 g/L FeSO4με παροχή Q3=1 L/h και το pH ρυθμίζεται στην τιμή 8 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2 % κ.β. σε διάλυμα νερού/αιθανόλης αναλογίας 2:1, με παροχή Q4=1 L/h. Το ρεύμα εξόδου του αντιδραστήρα (Α2) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (A3) τύπου εμβολικής ροής όγκου 0,1 L, όπου προστίθεται διάλυμα NaNO3με παροχή Q5=1 L/h σε συγκέντρωση 20 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 60 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται στην τιμή 95 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 600 W. Το προϊόν από την έξοδο του αντιδραστήρα (A3) συλλέγεται με μαγνητικό διαχωρισμό και πλένεται με απεσταγμένο νερό. Τα νανοσωματίδια που προκύπτουν έχουν συνολική διάμετρο 45 nm με το ποσοστό κατά βάρος του Fe3O4να είναι 98,4 %. Επίσης, διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,50 και η μαγνήτιση κορεσμού φτάνει τα 92 emu/g. Η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου των νανοσωματιδίων Fe3O4όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, είναι ίση με 3,2 mg/g. Η εφαρμογή του διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4υπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο συχνότητας 750 kHz και έντασης 30 mΤ οδηγεί σε θερμαντική απόδοση 1 ,3 kW/g.
Παράδειγμα εφαρμογής μεθόδου 2
Διάλυμα 0,3 g/L SnCl2τροφοδοτείται με παροχή Q1=1 L/h στον αντιδραστήρα (Α1) πλήρους ανάμιξης όγκου 0,75 L. To pH της αντίδρασης ρυθμίζεται στην τιμή 6 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10 % κ.β. με παροχή Q2=0,5 L/h. To προϊόν της αντίδρασης που εξέρχεται από τον αντιδραστήρα (Α1) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (Α2) όγκου 1 L, όπου προστίθεται διάλυμα 50 g/L FeSO4με παροχή Q3=1 L/h και το pH ρυθμίζεται στην τιμή 8 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2 % κ.β. σε διάλυμα νερού/αιθανόλης αναλογίας 2:1, με παροχή Q4=1 L/h. Το ρεύμα εξόδου του αντιδραστήρα (Α2) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (A3) τύπου εμβολικής ροής όγκου 0,1 L, όπου προστίθεται διάλυμα NaNO3με παροχή Q5=1 L/h σε συγκέντρωση 20 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 60 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται στην τιμή 95 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 600 W. Το προϊόν από την έξοδο του αντιδραστήρα (A3) συλλέγεται με μαγνητικό διαχωρισμό και πλένεται με απεσταγμένο νερό. Τα νανοσωματίδια που προκύπτουν έχουν συνολική διάμετρο 27 nm με το ποσοστό κατά βάρος του Fe3O4να είναι 96,5 %. Επίσης, διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,49 και η μαγνήτιση κορεσμού φτάνει τα 84 emu/g. Η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου των νανοσωματιδίων Fe3O4όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, είναι ίση με 2,8 mg/g. Η εφαρμογή του διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4υπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο συχνότητας 750 kHz και έντασης 30 mΤ οδηγεί σε θερμαντική απόδοση 0,8 kW/g.
Παράδειγμα εφαρμογής μεθόδου 3
Διάλυμα 0,3 g/L SnCl2τροφοδοτείται με παροχή Q1=1 L/h στον αντιδραστήρα (Α1) πλήρους ανάμιξης όγκου 0,1 L. To pH της αντίδρασης ρυθμίζεται στην τιμή 6 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10 % κ.β. με παροχή Q2=0,5 L/h. To προϊόν της αντίδρασης που εξέρχεται από τον αντιδραστήρα (Α1) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (Α2) όγκου 1 L, όπου προστίθεται διάλυμα 50 g/L FeSΟ4με παροχή Q3=1 L/h και το pH ρυθμίζεται στην τιμή 8 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2 % κ.β. σε διάλυμα νερού/αιθανόλης αναλογίας 2:1, με παροχή Q4=1 L/h. Το ρεύμα εξόδου του αντιδραστήρα (Α2) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (A3) τύπου εμβολικής ροής όγκου 0,1 L, όπου προστίθεται διάλυμα NaNO3με παροχή Q5=1 L/h σε συγκέντρωση 20 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 15 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται στην τιμή 90 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 600 W. Το προϊόν από την έξοδο του αντιδραστήρα (A3) συλλέγεται με μαγνητικό διαχωρισμό και πλένεται με απεσταγμένο νερό. Τα νανοσωματίδια που προκύπτουν έχουν συνολική διάμετρο 18 nm με το ποσοστό κατά βάρος του Fe3O4να είναι 92,5 %. Επίσης, διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,46 και η μαγνήτιση κορεσμού φτάνει τα 88 emu/g. Η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου των νανοσωματιδίων Fe3Ο4όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, είναι ίση με 2,5 mg/g. Η εφαρμογή του διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3OOυπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο συχνότητας 750 kHz και έντασης 30 mΤ οδηγεί σε θερμαντική απόδοση 0,7 kW/g.
Παράδειγμα εφαρμογής μεθόδου 4
Διάλυμα 0,3 g/L SnCl2τροφοδοτείται με παροχή Q1=1 L/h στον αντιδραστήρα (Α1) πλήρους ανάμιξης όγκου 0,1 L. To pH της αντίδρασης ρυθμίζεται στην τιμή 4 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 5 % κ.β. με παροχή Q2=0,5 L/h. Το προϊόν της αντίδρασης που εξέρχεται από τον αντιδραστήρα (Α1) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (Α2) όγκου 1 L, όπου προστίθεται διάλυμα 50 g/L FeSO4με παροχή Q3=1 L/h και το pH ρυθμίζεται στην τιμή 8 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2 % κ.β. σε διάλυμα νερού/αιθανόλης αναλογίας 2:1, με παροχή Q4=1 L/h. Το ρεύμα εξόδου του αντιδραστήρα (Α2) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (A3) τύπου εμβολικής ροής όγκου 0,1 L, όπου προστίθεται διάλυμα NaNO3με παροχή Q5=1 L/h σε συγκέντρωση 20 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 60 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται στην τιμή 95 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 600 W. Το προϊόν από την έξοδο του αντιδραστήρα (A3) συλλέγεται με μαγνητικό διαχωρισμό και πλένεται με απεσταγμένο νερό. Το νανοσύνθετο υλικό αμπχουρίτη/Fe3O4που προκύπτει έχει διαστάσεις μονάδας 150 nm με το ποσοστό κατά βάρος του Fe3O4να είναι 90,5 %. Επίσης, διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,41 και η μαγνήτιση κορεσμού φτάνει τα 82 emu/g. Η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου των νανοσωματιδίων Fe3O4όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, είναι ίση με 2,6 mg/g. Η εφαρμογή του διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4υπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο συχνότητας 750 kHz και έντασης 30 mΤ οδηγεί σε θερμαντική απόδοση 0,3 kW/g.
Παράδειγμα εφαρμογής μεθόδου 5
Διάλυμα 50 g/L FeSO4τροφοδοτείται με παροχή Qi=1 L/h στον αντιδραστήρα (Α1) πλήρους ανάμιξης όγκου 1 L και το pH ρυθμίζεται στην τιμή 8 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2 % κ.β. σε διάλυμα νερού/αιθανόλης αναλογίας 2:1 , με παροχή Q2=1 L/h. Το ρεύμα εξόδου του αντιδραστήρα (Α1) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (Α2) τύπου εμβολικής ροής όγκου 0,1 L, όπου προστίθεται διάλυμα NaNO3με παροχή Q3=1 L/h σε συγκέντρωση 20 g/L. Ο χρόνος παραμονής σε αυτό το στάδιο ορίζεται στα 60 s. Η θερμοκρασία εξόδου στον τρίτο αντιδραστήρα ρυθμίζεται στην τιμή 90 °C με την τοποθέτηση του σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 600 W. Το προϊόν της αντίδρασης που εξέρχεται από τον αντιδραστήρα (Α2) εισέρχεται στον αντιδραστήρα (A3) όγκου 0,1 L όπου προστίθεται διάλυμα 0,3 g/L SnCl2με παροχή Q4=1 L/h και το pH της αντίδρασης ρυθμίζεται στην τιμή 6 με προσθήκη διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10 % κ.β. με παροχή Q5=0,5 L/h. To προϊόν από την έξοδο του αντιδραστήρα (A3) συλλέγεται με μαγνητικό διαχωρισμό και πλένεται με απεσταγμένο νερό. Το νανοσύνθετο υλικό αμπχουρίτη/Fe3O4που προκύπτει έχει διαστάσεις μονάδας 74 nm με το ποσοστό κατά βάρος του Fe3O4να είναι 87,4 %. Επίσης, διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>ίση με 0,41 και η μαγνήτιση κορεσμού φτάνει τα 76 emu/g. Η ικανότητα απομάκρυνσης εξασθενούς χρωμίου των νανοσωματιδίων Fe3O4όταν επιτυγχάνεται υπολειμματική συγκέντρωση 25 μg/L, όσο δηλαδή το όριο ποσιμότητας, είναι ίση με 1,4 mg/g. Η εφαρμογή του διαλύματος διασποράς των νανοσωματιδίων Fe3O4υπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο συχνότητας 750 kHz και έντασης 30 mT οδηγεί σε θερμαντική απόδοση 0,85 kW/g. πεδίο συχνότητας 750 kHz κα απόδοση 0,85 kW/g.
Claims (16)
- ΑΞΙΩΣΕΙΣ1 . Υλικό που αποτελείται από σφαιρικά νανοσωματίδια με κύρια φάση μαγνητίτη Fe3O4εντός των οποίων υπάρχει ομοιογενής διασπορά πυρήνων με σύσταση αμπχουρίτη και μοριακό τύπο Sn21Cl16(OH)14O6, όπου τα εν λόγω νανοσωματίδια έχουν διάμετρο 15-50 nm και οι εν λόγω πυρήνες διάμετρο 1-3 nm.
- 2. Τα νανοσωματίδια με κύρια φάση Fe3O4της αξίωσης 1, που διαθέτουν αναλογία Fe<2+>/Fe<3+>μεγαλύτερη από 0,45 και μαγνήτιση κορεσμού μεγαλύτερη από 87 emu/g.
- 3. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων Fe3O4των αξιώσεων 1 και 2 που χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι εφαρμόζεται τουλάχιστον με τα ακόλουθα διαδοχικά βήματα:i) την προετοιμασία των πυρήνων αμπχουρίτη σε υδατικό περιβάλλον στον αντιδραστήρα (Α1) με προσθήκη ενός διαλύματος δισθενούς κασσιτέρου και ενός διαλύματος ρύθμισης του pH,ii) την ενσωμάτωση πράσινης σκωρίας στους πυρήνες αμπχουρίτη στον αντιδραστήρα (Α2) με προσθήκη διαλύματος δισθενούς σιδήρου και ενός διαλύματος ρύθμισης του pH,iii) την ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας και το σχηματισμό νανοσωματιδίων Fe3O4στον αντιδραστήρα τύπου εμβολικής ροής (A3) με προσθήκη διαλύματος ήπιου οξειδωτικού μέσου και θέρμανση σε φούρνο μικροκυμάτων.
- 4. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου οι πυρήνες αμπχουρίτη παράγονται με συγκαταβύθιση SnCl2ή SnSO4σε συγκέντρωση 0,01-0,5 g/L.
- 5. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου οι πυρήνες αμπχουρίτη παράγονται με ρύθμιση του pH στην περιοχή 5,5-7 με προσθήκη διαλυμάτων ενός εκ των αντιδραστηρίων NaOH και ΚΟΗ με συγκέντρωση 1-40 g/L.
- 6. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου οι πυρήνες αμπχουρίτη παράγονται σε αντιδραστήρα πλήρους ανάμιξης με μέγιστο χρόνο παραμονής 5 min.
- 7. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ενσωμάτωση πράσινης σκωρίας στους πυρήνες αμπχουρίτη πραγματοποιείται με οξειδωτική καταβύθιση FeSO4, FeCl2, (NH4)2Fe(SO4)2, Fe(NO3)2, σε συγκέντρωση 0,01-0,5 g/L.
- 8. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ενσωμάτωση πράσινης σκωρίας στους πυρήνες αμπχουρίτη πραγματοποιείται με ρύθμιση του pH στην περιοχή 8-9,5 με προσθήκη διαλυμάτων ενός εκ των αντιδραστηρίων NaOH και KOH με συγκέντρωση 1-40 g/L σε μίγμα αιθανόλης/νερού.
- 9. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ενσωμάτωση πράσινης σκωρίας στους πυρήνες αμπχουρίτη πραγματοποιείται σε αντιδραστήρα πλήρους ανάμιξης με χρόνο παραμονής 10-30 min.
- 10. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 80-95 °C με προσθήκη διαλύματος ενός εκ των αντιδραστηρίων NaNO3και ΚΝΟ3με συγκέντρωση 0,1-40 g/L.
- 11 . Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας πραγματοποιείται σε αντιδραστήρα εμβολικής ροής με χρόνο παραμονής 15-100 s.
- 12. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων της αξίωσης 3, όπου η ταχεία γήρανση της πράσινης σκωρίας πραγματοποιείται σε φούρνο μικροκυμάτων ισχύος 200-800 W.
- 13. Η διαδικασία σύνθεσης των νανοσωματιδίων Fe3O4κάθε μιας από τις αξιώσεις 3 έως 12, η οποία χαρακτηρίζεται από το ότι εκτελείται σε διάταξη συνεχούς ροής τριών σταδίων από εν σειρά αντιδραστήρες.
- 14. Η χρήση των νανοσωματιδίων Fe3O4των αξιώσεων 1 και 2, για ελεγχόμενη καθοδήγηση και απελευθέρωση σημαντικών ποσών θερμότητας προς υδατικό περιβάλλον υπό την επίδραση συνδυασμού στατικού και εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου.
- 15. Η χρήση των νανοσωματιδίων Fe3O4των αξιώσεων 1 και 2, για τη μελέτη της βιωσιμότητας καρκινικών κυττάρων σε εργαστηριακό επίπεδο.
- 16. Η χρήση των νανοσωματιδίων Fe3O4των αξιώσεων 1 και 2, για δέσμευση εξασθενούς χρωμίου σε διεργασίες καθαρισμού πόσιμου νερού και υγρών αποβλήτων.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20220100942A GR1010758B (el) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20220100942A GR1010758B (el) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR20220100942A true GR20220100942A (el) | 2024-06-11 |
| GR1010758B GR1010758B (el) | 2024-09-03 |
Family
ID=86603825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20220100942A GR1010758B (el) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| GR (1) | GR1010758B (el) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR20200100231A (el) * | 2020-05-07 | 2021-12-09 | Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης - Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας, | Μεθοδος παραγωγης ενος εκλεκτικου προσροφητικου με βαση τον γκαιτιτη μερικως υποκατεστημενο απο δισθενη κασσιτερο με σκοπο την ειδοταυτοποιηση (speciation) των κυριων ανοργανων μορφων του σεληνιου |
-
2022
- 2022-11-15 GR GR20220100942A patent/GR1010758B/el active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR20200100231A (el) * | 2020-05-07 | 2021-12-09 | Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης - Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας, | Μεθοδος παραγωγης ενος εκλεκτικου προσροφητικου με βαση τον γκαιτιτη μερικως υποκατεστημενο απο δισθενη κασσιτερο με σκοπο την ειδοταυτοποιηση (speciation) των κυριων ανοργανων μορφων του σεληνιου |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ASIMAKIDOU T. ET AL: "Continuous production of magnetic iron oxide nanocrystals by oxidative precipitation", CHEMICAL ENGENEERING JOURNAL, vol. 393, 1 August 2020 (2020-08-01), AMSTERDAM, NL, pages 124593, XP093085568, ISSN: 1385-8947, DOI: 10.1016/j.cej.2020.124593 * |
| KAPRARA EFTHIMIA ET AL: "The use of Sn(II) oxy-hydroxides for the effective removal of Cr(VI) from water: Optimization of synthesis parameters", SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 605, 28 June 2017 (2017-06-28), pages 190 - 198, XP085180058, ISSN: 0048-9697, DOI: 10.1016/J.SCITOTENV.2017.06.199 * |
| PAPADOPOULOS GEORGE ET AL: "An Optimized Cr(VI)-Removal System Using Sn-based Reducing Adsorbents", WATER, vol. 11, no. 12, 24 November 2019 (2019-11-24), pages 2477, XP093086590, DOI: 10.3390/w11122477 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GR1010758B (el) | 2024-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ati et al. | Thermal, microstructural and magnetic properties of manganese substitution cobalt ferrite prepared via co-precipitation method | |
| Tang et al. | Preparation of manganese ferrite fine particles from aqueous solution | |
| Kavitha et al. | Effect of zirconium doping in the microstructure, magnetic and dielectric properties of cobalt ferrite nanoparticles | |
| Jauhar et al. | Substituted cobalt nano-ferrites, CoMxFe2− xO4 (M= Cr3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+; 0.2≤ x≤ 1.0) as heterogeneous catalysts for modified Fenton׳ s reaction | |
| Bepari et al. | Controlled synthesis of α-and γ-Fe2O3 nanoparticles via thermolysis of PVA gels and studies on α-Fe2O3 catalyzed styrene epoxidation | |
| Rathod et al. | Ag+ ion substituted CuFe2O4 nanoparticles: Analysis of structural and magnetic behavior | |
| Gabal et al. | Synthesis and characterization of nano-sized CoFe2O4 via facile methods: A comparative study | |
| Katoch et al. | Crystal structure, synthesis, properties and potential applications of cobalt spinel ferrite: A brief review | |
| Jazirehpour et al. | Modified sol–gel synthesis of nanosized magnesium titanium substituted barium hexaferrite and investigation of the effect of high substitution levels on the magnetic properties | |
| Ahalya et al. | Effect of pH and annealing temperatures on structural, magnetic, electrical, dielectric and adsorption properties of manganese ferrite nano particles | |
| Marjeghal et al. | The effect of the citric acid to metal nitrates molar ratio on the structural and magnetic properties of strontium hexaferrite nanoparticles synthesized by the sol-gel combustion method | |
| Hussein et al. | Polybenzoxazine/Mg–Zn nano-ferrite composites: preparation, identification, and magnetic properties | |
| Rather et al. | Morphological, structural, surface, thermal, chemical, and magnetic properties of Al-doped nanostructured copper ferrites | |
| Ponomar et al. | Experimental study on oxidation of synthetic and natural magnetites monitored by magnetic measurements | |
| Stoia et al. | Fine MnFe2O4 nanoparticles for potential environmental applications: Synthesis and characterization | |
| EP0164251B1 (en) | Barium ferrite particles for magnetic recording media | |
| Vo et al. | Strontium doping as a means of influencing the characteristics of neodymium orthoferrite nanocrystals synthesized by co-precipitation method | |
| Indrayana et al. | The calcination temperature dependence of microstructural, vibrational spectra and magnetic properties of nanocrystalline Mn0. 5Zn0. 5Fe2O4 | |
| Duyen et al. | Optical and magnetic properties of orthoferrite NdFeO3 nanomaterials synthesized by simple co-precipitation method | |
| GR20220100942A (el) | Μαγνητικα νανοσωματιδια οξειδιου του σιδηρου με υψηλη αναγωγικη ικανοτητα | |
| El-Shater et al. | Synthesis and structural, magnetic, and catalytic characteristics Ag–Cr doped Zn nanoferrite series for dye degradation utilizing advanced oxidation processes | |
| Venkataraju | Effect of nickel on the structural properties of Mn Zn ferrite nano particles | |
| Kalia et al. | Unveiling the integrated characteristics of Cu–Ag co-doped CoFe2O4: Structural, morphological, magnetic, and antibacterial perspectives | |
| JP2791565B2 (ja) | Ｓｒフェライト粒子粉末の製造法 | |
| Senthamilselvan et al. | Studies on silver-doped magnesium ferrite utilizing the sol–gel process in terms of structure, magnetism, electricity, and electrochemistry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20241007 |