Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 59-61.

Spinel ferrites are widely used in numerous modern applications due to their distinctive features. Core–shell nanostructures have attracted intensive attention for their enhanced combination of electronic and optical properties. Calcium/rare earth spinel ferrite is a cost-effective material that is generally applicable to numerous uses. In the present study, we synthesized CaFe2-x-yGdxSmyO4 ferrite nanoparticles. The prepared samples were classified into three groups:
The first one deals with doping CaFe2O4 with small quantities of rare earth (RE), elements specifically Sm and Gd, to enhance the physical properties of calcium ferrite nanoparticles.We have synthesized the CaFe2-x-yGdxSmyO4 (x=y=0.0; x=0.025, y=0.05) nanoparticles (NPs) using the citrate auto combustion method.
The second and third groups focused on exploring the CaFe1.925Gd0.025Sm0.05O4 nanoparticles in a core/shell structure by coating them with long-chain polymer (PVA and PEG) using ultrasonication technique.
The nanoparticles were found to be highly crystalline and single-phase orthorhombic as confirmed by XRD (X-ray diffraction). The mean size of the crystal structures was estimated by analyzing the broadening of XRD lines within a range of 20 nanometers. HRTEM (highresolution transmission electron microscope) micrographs revealed that the particles had an orthorhombic shape with well-defined boundaries. Additionally, EDX (energydispersive X-ray) and FTIR (Fouriertransform infrared) were used to investigate the elemental constitution and molecular structure of the samples.
The dielectric properties are discussed in the basics of interfacial polarization and Koop`s model. The antiferromagnetic nature of the samples was identified using a VSM (vibrating sample magnetometer).The proposed composition is found to improve electromagnetic absorption performance, as confirmed by measurements of optical parameters from the absorbance spectrum recorded by the UV–VIS–NIR spectroscope.
The optical band-gap, Urbach energy, refractive index, and the extinction coefficient of the CaFe1.925Gd0.025Sm0.05O4/PVA have been investigated. The Wemple-DiDomenico oscillator model is used to examine dispersion energies.

Finally, the CaFe2-x-yGdxSmyO4 has also been employed as a sorbent material to remove lead (II) ions from wastewater. Two models of adsorption isotherms (Freundlich and Langmuir) are utilized to recognize the adsorption mechanism.

مركباتالفرايت هى مواد مغناطيسيه تستخدم فى العديد من التطبيقات الحديثة نتيجة لخصائصها المميزة. التركيب البنائى كور/شيل له القدرة على تجميع الخصائص الكهربية و الضوئيةللمواد. مركبات الكالسيوم فرايت المطعمة بالعناصر النادرة هى مواد ذات تكلفة قليلة تجعلها تستخدم فى الكثير من التطبيقات. تعتمد هذه الدراسة على تحضير CaFeREO4.
هذة الرسالة تتكون من ثلاثة مجموعات تم دراستها.
المجموعة الاولى تتعامل مع تحسين التركيب البنائى و الخواص الفيزيائية لمركبات الاسبينل فرايت المتحول الى ارثوفيريت عن طريق تطيعمها بكميات صغيرة من ايونات العناصر النادرة. تم تحضير مركبات فرايت النانوية ذات الصيغه الكيميائيهCaFe2-x-yGdxSmyO4حيث ان (x=y=0.0; x=0.025, y=0.05)باستخدام طريقة الاحتراق التلقائي للسيترات.
المجموعتان الثانيه و الثالثة تتعاملان مع توليف مركبات الفرايت النانونية فى شكل التركيب البنائى كور/شيل عن طريق تغشية سطح المواد النانويةبالبوليمر (البولى ايثلين جليكول – البولى فاينيل الكحول) باستخدام طريقة الموجات فوق الصوتية.
تم التاكد من تكوين العينات فى الطور الاحادى من خلال دراسة التركيب البنائى بواسطة حيود الاشعة السينية (XRD). تم حساب متوسط حجم اصغر وحدة بنائية بتحليل اتساع منحنى الاشعة السينية (XRD) وكان بقيمةnm) 20( . ظهرت البنية المجهرية الدقيقة فى شكل (Orthorhombic) باستخدام المجهرالالكترونى النافذ عالى الدقة (HRTEM). تم استخدام (EDX) و (FTIR) لمعرفة العناصر المكونة للمواد المحضره و دراسة التركيب الجزئى للعينات. تم دراسة خصائص العزل الكهربائي على اساس الاستقطاب البينى و نموذج Koops. تم التعرف على طبيعة المادة الانتى فيرومغناطيسية بدراسة منحنى التخلف المغناطيسى باستخدام (VSM). كذلك تم تحسين امتصاص الاشعة الكهرومغناطيسية والتاكد من ذلك من خلال القياسات الضوئية من منحنى الامتصاص الذى تم تسجيله باستخدام المطياف(UV-VIS NIR).تم حساب طاقة الفجوة وطاقة Urbach للعينة CaFe1.925Gd0.025Sm0.05O4/PVAبالاضافة الى معامل الانكسار. تم تطبيق نموذج Wemple-DiDomenico لمعرفة الطاقات المشتتة.
اخيرا تم استخدم CaFe2-x-yGdxSmyO4كمادة ماصة لإزالة أيونات الرصاصالضارة من المياهالملوثه و دراسة آلية الامتصاص باستخدام نموذجين مختلفين هما نموذج (Langmuir) و نموذج (Freundlich).

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.