Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Каталитические свойства в гетерогенной реакции фентона поверхности нанопористого железа, полученного посредством электрохимического деаллоинга в расплавленных хлоридных смесях

Д.А. Роженцев1, Р.Р. Мансуров2, Н.К. Ткачев1, О.В. Русских2, А.А. Остроушко2

1 Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии Наук
2 НИИ физики и прикладной математики института естественных наук и математики ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.919

Оригинальная статья

Аннотация: Исследованы образцы частично окисленного микро- и нанопористого железа, полученного методом высокотемпературного деаллоинга железо-марганцевого сплава в солевом расплаве. При помощи электронной микроскопии получены данные о морфологии образцов и составе их поверхности, установлено, что уже после отмывки при комнатной температуре на воздухе образовались оксидные фазы железа в виде вискеров толщиной порядка 10 нм. В ходе получения образцов достигалось количественное удаление марганца из исходного сплава. Оценена каталитическая активность полученных образцов в гетерогенной реакции Фентона по окислению красителя метилового оранжевого пероксидом водорода. На первом этапе протекания реакции, описываемой уравнением реакции первого порядка, ее скорость определялась наиболее активной расходуемой частью образцов, далее реакция переходила в стационарный режим. Более высокой каталитической активностью обладали нанопористые образцы.

Ключевые слова: нанопористое железо, деаллоинг, вискеры оксидов железа, каталитическая активность, реакция Фентона

  • Роженцев Данил Александрович – аспирант, младший научный сотрудник лаборатории расплавленных солей, Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии Наук
  • Мансуров Ренат Русланович – к.х.н., научный сотрудник отдела химического материаловедения, НИИ физики и прикладной математики института естественных наук и математики ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»
  • Ткачев Николай Константинович – д.х.н., заведующий лабораторией расплавленных солей, Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии Наук
  • Русских Ольга Владимировна – к.х.н., старший научный сотрудник отдела химического материаловедения, НИИ физики и прикладной математики института естественных наук и математики ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»
  • Остроушко Александр Александрович – д.х.н., профессор, профессор кафедры физической и неорганической химии института естественных наук и математики, главный научный сотрудник, заведующий отделом химического материаловедения, НИИ физики и прикладной математики института естественных наук и математики ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Ссылка на статью:

Роженцев, Д.А. Каталитические свойства в гетерогенной реакции фентона поверхности нанопористого железа, полученного посредством электрохимического деаллоинга в расплавленных хлоридных смесях / Д.А. Роженцев, Р.Р. Мансуров, Н.К. Ткачев, О.В. Русских, А.А. Остроушко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2021. — Вып. 13. — С. 919-927. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.919.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Heiden, M. Surface modifications through dealloying of Fe–Mn and Fe–Mn–Zn alloys developed to create tailorable, nanoporous, bioresorbable surfaces / M. Heiden, D. Johnson, L. Stanciu // Acta Materialia. – 2016. – V. 103. – P. 115-127. DOI: 10.1016 /j.actamat.2015.10.002.
2. Rozhentsev, D. High-temperature electrochemical synthesis of nanoporous iron by dealloying of ferromanganese in a LiCl–KCl eutectic / D. Rozhentsev, N. Tkachev // Journal of the Electrochemical Society. – 2021. – V. 168. – № 6. – Art. № 061504. – 4 p. DOI: 10.1149/1945-7111/ac07c3.
3. Fenton, H.J.H. Oxidation of tartaric acid in presence of iron / H.J.H. Fenton // Journal of the Chemical Society, Transactions. – 1894. – V. 65. – P. 899-911. DOI: 10.1039/ct8946500899.
4. Лыкасов, А.А. Физико-химические свойства вюстита и его растворов / А.А. Лыкасов, K. Карел, А.Н. Мень, М.Т. Варшавский, Г.Г Михайлов. – Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. – 227 c.
5. Меньшиков, С.Ю. Воздействие нанокластерного полиоксометаллата {Mo72Fe30} на окисление персульфатом йодид-ионов / С.Ю. Меньшиков, К.А. Белозерова, А.А. Остроушко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 853-859. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.853.
6. Папынов, Е.К. Темплатный синтез пористых оксидов железа с магнитными и каталитическими свойствами / Е.К. Папынов, И.А. Ткаченко, В.Ю. Майоров и др. // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11 (часть 4). – С. 816-821.
7. Shen, Y. Evaluation of cobalt oxide, copper oxide and their solid solutions as heterogeneous catalysts for Fenton-degradation of dye pollutants / Y. Shen, Z. Zhang, K. Xiao // RSC Advances. – 2015. – V. 5. – I. 111. – P. 91846-91854. DOI: 10.1039/c5ra18923c.
8. González-Rodríguez, J. Reusable Fe3O4/SBA15 nanocomposite as an efficient photo-fenton catalyst for the removal of sulfamethoxazole and orange II / J. González-Rodríguez, L. Fernández, Z. Vargas-Osorio et al. // Nanomaterials. – 2021. – V. 11. – I. 2. – Art. № 533. – 18 p. DOI: 10.3390/nano11020533.
9. Mody, V.V. Introduction to metallic nanoparticles / V.V. Mody, R. Siwale, A. Singh, H.R. Mody // Journal of Pharmacy and BioAllied Sciences. – 2010. – V. 2. – I. 4. – P. 282-289. DOI: 10.4103/0975-7406.72127.
10. Perekucha, N.A. Modification of human monocytes and macrophages by magnetic nanoparticles in vitro for cell-based delivery / N.A. Perekucha, P.A. Smolina, A.M Demin, V.P. Krasnov, A.G. Pershina // Bulletin of Siberian Medicine. – 2020. – V. 19. – № 4. – P. 143-150. DOI: 10.20538/1682-0363-2020-4-143-150.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒