Synthesis and Characterization of some types Spinel ferrite Nanoparticles / Presented by Abdul Alah Ali Mohammed AL-Hamzi ; Supervision Prof. Dr. Ebtesam Ateia El Farhatey, Dr. Bassem Hussei, Dr. Soha Mohammed Abd AL-Wahab.

Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 44-47.

Nanocrystalline ferrites, particularly spinel nanomaterials, have attracted more attention in this
decade as a result of their technological uses. Spinel ferrites nanoparticles characteristics are
being studied in order to enhance their functionality and expand the range of uses for them. The
stoichiometric and nonstoichiometric cobalt ferrites (CoFe2O4 & Co1.5Fe1.5O4) have been
synthesized successfully via the citrate auto combustion technique. Samples were classified into
two groups.
In the first group, using the citrate auto combustion method, we prepared spinel ferrite
nanoparticles. According to the XRD research, the crystallite size of the produced
nanoparticles is between 23 and 36 nm, and they have cubic spinel structures with a Fd3m
space
group.
The magnetic hysteresis loop is studied using a vibrating sample magnetometer. The magnetic
loop plots show the ferrimagnetic behavior of CoFe2O4 and Co1.5Fe1.5O4 NPs that are saturated
with large values of magnetization depending on the stoichiometric/non-stoichiometric ratio.
The spin states of Co2+ (3d7), and Co3+ (3d6) ions in the B sites have been proposed to be in both
high spin and low spin states, respectively. On the other hand, Co2+ (3d7) in the A site is usually
found in high spin states. Furthermore, Fe2+ (3d6), Fe3+ (3d5) in B sites, and Fe3+ (3d5) in A sites
are commonly found in high spin states.
The second group deals with the synthesizing of 70% cobalt / 30% multiwalled carbon
nanotube (MWCNT) nanocomposites with enhanced physical properties. The structural, and
magnetic properties of the Co1.5Fe1.5O4/MWCNTs are reported. XRD and HR-TEM
investigations support the development of a single-phase cubic spinel structure of Co1.5Fe1.5O4
confined on the exterior surfaces of MWCNTs.
Atomic force microscopy (AFM), High-Resolution Transmission Electron Microscopy
(HRTEM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and Raman Spectroscopy
are used to investigate the distribution of cations on A-site and B-site. Additionally, X-ray
photoelectron spectroscopy (XPS) is used to distinguish between the different ions present in
samples and their oxidation states.
The Co1.5Fe1.5O4 /MWCNTs. have also been employed as a sorbent materials for the removal
of Zinc (II). Copper (II) ions from wastewater. At various pH levels (2,4,7,8).
The main advantages of the synthesized samples include their high ad-sorption, amazing
recycling efficiency, low cost, and simplicity of separation

اجتذبت مادة الحديد البلورية النانوية ، وخاصة المواد الإسبنيل نانو فريت، مزيدًا من الاهتمام في هذا العقد نتيجة لاستخداماتها التكنولوجية. تتم دراسة خصائص جسيمات الإسبنيل نانو فريت من أجل تعزيز وظائفها وتوسيع نطاق الاستخدامات لها. تم تصنيع الكوبلت فريت المتكافئ وغير المتكافئ (CoFe2O4 , Co1.5Fe1.5O4) بنجاح عبر تقنية الاحتراق التلقائي للسيترات. تم تصنيف العينات إلى مجموعتين.
في المجموعة الأولى ، باستخدام طريقة الاحتراق التلقائي للسيترات ، قمنا بتحضير جزيئات الإسبنيل نانو فريت .
وفقًا لنتائج XRD ، يتراوح الحجم البلوري للجسيمات النانوية المنتجة بين 23 و 36 نانومتر ، ولها هياكل إسبنيل مكعبة مع مجموعة فضاء Fd3m.
تم دراسة الخصائص المغناطيسيه للعينات باستخدام VSM. تُظهر مخططات الحلقة المغناطيسية السلوك المغنطيسي الحديدي لـ CoFe2O4 , Co1.5Fe1.5O4 المشبعة بقيم كبيرة للمغنطة اعتمادًا على نسبة stoichiometric/non-stoichiometric.
تم اقتراح حالات الدوران لأيونات Co2 + (3d7) و Co3 + (3d6) في المواقع B في كل من حالات الدوران العالية والمنخفضة ، على التوالي.
من ناحية أخرى ، عادةً يوجد Co2 + (3d7) في الموقع A في حالات دوران عالية. علاوة على ذلك ، Fe2 + (3d6) ، Fe3+ (3d5) في المواقع B ، و Fe3+ (3d5) في المواقع A توجد عادة في حالات الدوران العالية.
المجموعة الثانية تتعامل مع تصنيع 70٪ (Co1.5Fe1.5O4) كوبلت / 30٪ (MWCNT) أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران مع خصائص فيزيائية محسنة.
تم ذكر الخصائص الهيكلية والمغناطيسية لـ Co1.5Fe1.5O4 / MWCNTs. تبين XRD و HR-TEM تطوير هيكل إسبينيل مكعب أحادي الطور من Co1.5Fe1.5O4 محصور على الأسطح الخارجية لـ MWCNTs.
تم استخدام مجهر القوة الذرية (AFM) ، والمجهر الإلكتروني عالي الدقة للإرسال (HRTEM) ، المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة (FESEM) ، ومطياف رامان للتحقيق في توزيع الكاتيونات على الموقع A والموقع B. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام التحليل الطيفي للإلكترون بالأشعة السينية (XPS) للتمييز بين الأيونات المختلفة الموجودة في العينات وحالات الأكسدة الخاصة بهم.
Co1.5Fe1.5O4 / MWCNTs. تم استخدامها أيضًا كمواد ماصة لإزالة الزنك (II). أيونات النحاس (II) من مياه الصرف الصحي. على مستويات مختلفة من الأس الهيدروجيني (2،4،7،8).
تشمل المزايا الرئيسية للعينات المركبة امتصاصها العالي للشوائب ، وكفاءة إعادة التدوير المذهلة ، والتكلفة المنخفضة ، وبساطة الفصل.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.