Elaboration of Copper Zinc Ferrite Nanoparticles: Application in Catalytic Wet H2O2 Oxidation of Phenol

Abstract

Ця робота стосується синтезу і характеристики змішаних оксидів металів та їх застосування як каталізаторів. Синтезований твердий розчин фериту Fe2Zn1 – xCuxO4. Чистота зразків була підтверджена рентгенівською дифракцією (XRD). Характеристики зразків отримували за допомогою інфрачервоної спектроскопії з використанням перетворення Фур'є (FTIR) та скануючої електронної мікроскопії (SEM). Уточнення параметрів решітки твердого розчину було розроблено з індексації основної сполуки NiFe2O4 у кубічній елементарній комірці просторової групи Fd3m. Тенденція ліній дифракції показує, що структура була добре кристалізована, і справді утворився повноцінний твердий розчин кубічної симетрії. Мікрофотографія SEM виявляє, що зразки представлені у вигляді кристалітів нанометрового розміру; зразки представлені у вигляді фрагментів різної величини в суміші Cu-Zn. Результати показують нанометровий розмір зерен, що змінюється між 90 і 130 нм. Ці нещодавно розроблені матеріали застосовуються як каталізатори для неоднорідної реакції окислення фенольних сполук; предмет дослідження за наявності перекису водню. Продукти деструкції аналізували високоефективною рідинною хроматографією. Отримані результати показали потужний каталітичний характер цих оксидів до повного розкладання фенолу.

This work deals with the synthesis, characterization of mixed oxides of metals and their applications as catalysts. The synthesized ferrite solid solution of formula Fe2Zn1 – xCuxO4 has been prepared from ground frost. The purity of the samples has been verified by X-Ray Diffraction (XRD). The characterizations of samples have been carried out using Fourier Transform InfraRed Spectroscopy (FTIR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Refinement of lattice parameters of the solid solution has been elaborated from the basic compound NiFe2O4 indexing in a cubic unit cell of space group Fd3m. The trend of the diffraction lines shows that the structure was well crystallized, and there indeed a complete solid solution of cubic symmetry was formed. The SEM micrograph reveals that the samples are presented in the form of nanometer sized crystallites; the samples are in the form of fragments of different sizes in the Cu-Zn mixture. The results show the nanometric size of the grains varying between 90 and 130 nm. These newly elaborated materials have been applied as catalysts for heterogeneous reaction of oxidation of phenolic compounds; subject of investigations in the presence of hydrogen peroxide. The degradation products were analyzed by High Performance Liquid Phase Chromatography (HPLC). The obtained results showed powerful catalytic character of these oxides to completely degrade phenol.