Синтез, многофункциональные свойства и фотокатализ наночастиц кобальтового феррита (CoFe₂O₄)

В настоящем исследовании рассматривается синтез наночастиц кобальтового феррита (CoFe₂O₄) методом сол-гель с использованием этиленгликоля (EG) и полиэтиленгликоля (PEG) в качестве стабилизирующих и каппирующих агентов, а также их влияние на структурные, оптические, магнитные, диэлектрические и фотокаталитические свойства. Для изучения внедрения CoFe₂O₄ и стабилизаторов применялись различные методы характеристики, включая рентгеновскую дифракцию (XRD), Фурье-преобразование инфракрасной спектроскопии (FTIR), просвечивающую электронную микроскопию (TEM) и УФ-видимую диффузную отражательную спектроскопию (DRS). Как EG-, так и PEG-каппированные наночастицы продемонстрировали кубическую шпинельную структуру. PEG способствовал улучшению кристалличности и дисперсии, тогда как EG облегчал нуклеацию, что приводило к образованию более мелких, но более агломерированных частиц. Магнитные измерения показали, что PEG-каппированные наночастицы обладают более высокой насыщенной намагниченностью (70.1 emu·g⁻¹), тогда как EG-каппированные наночастицы характеризовались большей коэрцитивностью (около 550 G). Диэлектрические исследования указали, что образцы на основе PEG имеют более высокую диэлектрическую проницаемость и переменную (AC) проводимость. В фотокаталитическом разложении родамин B под УФ-излучением наночастицы, полученные с EG, достигли 95.8% деградации за 115 мин, тогда как наночастицы на основе PEG обеспечили 96.2% деградации за 150 мин. Работа дает наглядное сравнительное представление о том, как молекулярная масса и длина цепи полиоловых стабилизаторов (EG и PEG) влияют на соотношение «структура—свойства» в наночастицах CoFe₂O₄.