Фазові перетворення Fe(II)-Fe(III) шаруватих подвійних гідроксидів корозійного походження у водних розчинах платини та паладію

Автор(и)

  • Олена Миколаївна Лавриненко Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Ukraine
  • Валерія Володимирівна Вембер Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2020.208057

Ключові слова:

гідроксикарбонатний Green Rust, корозія сталі, платина, паладій, нанорозмірні частинки магнетиту, суперпарамагнетики

Анотація

Проведено комплексне дослідження процесу фазових перетворень Fe(II)-Fe(III) шаруватих подвійних гідроксидів гідроксикарбонатного складу корозійного походження в присутності акваформ платини і паладію. Встановлено формування нанорозмірних частинок магнетиту на поверхні сталі та оксигідроксидів феруму, реліктів Fe(II)-Fe(III) ШПГ і частинок відновлених благородних металів – у плівці її приповерхневого шару. Визначнено, що фазоутворення в системі супроводжується активуванням електродних процесів на поверхні сталі, які призводять до накопичення катіонів Fe2+ і аніонів гідроксилу в дисперсійному середовищі. Методом термогравіметрії висвітлено типовий перебіг екзогенного окиснення ферумовмісних сполук. Показано, що входження катіонів платини і паладію в структуру магнетиту суттєво впливає на значення його електрокінетичного потенціалу. Методом магнітометрії доведено, що частинки допованого платиноїдами магнетиту мають нанометрові розміри та належать до суперпарамагнетиків, що відкриває перспективи їх практичного використання в біомедицині.

Біографії авторів

Олена Миколаївна Лавриненко, Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України

доктор хімічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України

Валерія Володимирівна Вембер, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри екології та технології рослинних полімерів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Genin J.-M. R., Abdelmoula M., Ruby Ch., Upadhyay Ch. Speciation of iron; characterization and structure of green rusts and FeII–III oxyhydrocarbonate fougerite // C. R. Geosci. 2006. V. 338. P. 402–419.

Zegeye A., Mustin C., Jorand F. Bacterial and iron oxide aggregates mediate secondary iron mineral formation: green rust versus magnetite // Geobiology. 2010. V. 8. P. 209–222.

Waseda Y., Suzuki Sh. Characterization of corrosion products on steel surfaces / Y. Waseda. Springer, 2006. 297 p.

Cornell R. M., Schwertmann U. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrence and uses / R. M. Cornell // 2th ed. Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2003. 703 p.

Berthelin J., Ona-Nguema G., Stemmler S., Quantin C., Abdelmoula M., Jorand F. Bioreduction of ferric species and biogenesis of green rusts in soils // C. R. Geoscience. 2006. P. 338447–455.

Miot J., Li J., Benzerara K., Sougrati M. T., Ona-Nguema G., Bernard S., Jumas J.-C., Guyot F. Formation of single domain magnetite by green rust oxidation promoted by microbial anaerobic nitrate-dependent iron oxidation // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.

Лавриненко О. М. Одержання композиційних структурованих систем на основі ферум-оксигенвмісних мінералів, їх структура та властивості // Автореферат дис. на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук за спеціальністю 02.00.11 – колоїдна хімія, 2013. 40 с.

Долинський Г. А., Лавриненко О. М., Носов В. В. Протизапальні властивості нанокомпозиту FeFe2O4 & Ag0 при експериментальному перитоніті // Одеський медичний журнал. 2014. №2 (141). С. 10–14.

Synthesis of green rusts by oxidation of Fe(OH)2, their products of oxidation and reduction of ferric oxyhydroxides; Eh-pH Pourbaix diagrams / Gеnin J.-M. R., Ruby Ch., Gеhin A., Refait Ph. // C. R. Geoscience. 2006. V. 338. P. 433–446.

Tamura H. The role of rusts in corrosion and corrosion protection of iron and steel // Corros. Sci. 2008. V. 50. Р. 1872–1883.

Lavrynenko O. M., Shchukin Yu. S. Development of the hydroxycarbonate Green Rust on the steel surface contacting with water dispersion medium in the temperature range from 3 to 70°C // Мінералогічний журнал. 2015. Т. 37, № 1. С. 22-33.

Ayadi S., Perca C., Legrand L. New one-pot synthesis of Au and Ag nanoparticles using green rust reactive particle as a micro-reactor // Nanoscale Research Letters. 2013. 8: 95.

Chen H.-F., Hung M.-J., Hung T.-H., Tsai Y.-W., Su Ch.-W., Yang J., Huang G.G. Single-Step Preparation of Silver-Doped Magnetic Hybrid Nanoparticles for the Catalytic Reduction of Nitroarenes // ACS Omega. 2018. 3. P. 3340−3347.

He Q., Wu Zh., Zeng L., Huang Ch. One-Pot Synthesis and Characterization of Platinum-Coated Magnetite Nanoparticles for Magnetosensitive Catalyst // Sensors and Materials. 2012. 24(5). P. 233–244.

Xu Z., Hou Y. and Sun Sh. Magnetic Core&Shell Fe3O4/Au and Fe3O4/Au/Ag Nanoparticles with Tunable Plasmonic Properties // J. Am. Chem. Soc. 2007. 129. P. 8698-8699.

Muniz-Miranda M., Gellini C., Giorgetti E., Margheri G. Bifunctional Fe3O4/Ag nanoparticles obtained by two-step laser ablation in pure water // Journal of Colloid and Interface Science. 2017. 489. P. 100–105.

Лавриненко Е. Н., Долинский Г. А. Наноразмерные композиты core & shell (оксид железа – благородный металл): получение, структура, свойства, перспективы медико-биологического применения // Наноструктурное материаловедение. 2011. № 3. С. 3–34.

Лавриненко О. М., Вембер В. В., Щукін Ю. С. Створення оболонкових нанокомпозитів на основі Fe(II)-Fe(III) шаруватих подвійних гідроксидів // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». 2019. 1(18). С. 86–92. DOI: 10.20535/2617-9741.1.2019.171190.

Lavrynenko O. M. Physicochemical properties of the FeFe2O4&Ag0 nanocomposites formed on the steel surface contacting with AgNO3 water solutions in open-air system // Nanostudies. 2012. № 5. P. 27–40.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-07-02

Як цитувати

Лавриненко, О. М., & Вембер, В. В. (2020). Фазові перетворення Fe(II)-Fe(III) шаруватих подвійних гідроксидів корозійного походження у водних розчинах платини та паладію. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (2), 67–77. https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2020.208057

Номер

№ 2 (2020)

Розділ

РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).