Determinación de la estructura local de nanopartículas de AxFe3-xO4 (A = Ni, Zn): un parámetro clave para determinar las propiedades magnéticas y catalíticas

MARTÍN E. SALETA; TORRES, TEOBALDO E; DINA TOBIA; ENIO LIMA JR.

Mar del Plata

Congreso; XVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía (AACr 2023); 2023

Debido a su gran diversidad de propiedades físico-químicas la ferrita (AxFe3-xO4) con iones metálicos Zn2+ y Ni2+ han sido estudiadas desde ya hace varios años. En particular en nuestro grupo estudiamos el papel de los iones metálicos 3d divalentes Fe, Zn y Ni sobre la reacción Fenton heterogénea promovida por nanopartículas magnéticas con estructura espinela. En este trabajo presentamos una caracterización morfológica realizada por TEM y composicional por PIXE. La estructura local de las nanopartículas se estudios por espectroscopia de absorción de rayos X analizando la región EXAFS. La actividad catalítica de los sistemas de ferrita nanoestructurados para descomponer H2O2 en especies reactivas de oxígeno (ROS) en buffer de acetato 10 mM (pH 5) fue medido por resonancia paramagnética electrónica (EPR) con el uso de DMPO como spin trap.Los estudios composicionales muestran que tanto la ferrita de Ni como de Zn son deficientes en estos iones, habiéndose incorporado sólo 0.59 de Ni2+ y 0.51 de Zn2+ completando el resto con iones Fe2+. Este mismo comportamiento fue observado previamente. [1,2] Desde el punto de vista de la estructura local observamos que todos los iones Ni se ubican en el sitio octaédricos (Fig. 1 izquierda) mientras que los Zn se ubican puramente en los sitios tetraédricos (Fig. 1 centro). Los resultados obtenidos por EXAFS respaldan los resultados catalíticos obtenidos por EPR.Agradecimiento: Los autores agradecen el tiempo de haz al Sincrotrón Elettra. Trieste, Italia (20185378) y los Dres. G. Aquilante, D. Olivera y R. Boada por su colaboración durante los experimentos EXAFS. Financiamiento: PICT 2019-01849 y SIIP-UNCUYO C050.[1] G.C. Lavorato, M.E. Saleta, S.J.A. Figueroa, D. Tobia, J.C. Mauricio, J. Lohr, E. Baggio-Saitovitch H.E. Troiani, R.D. Zysler, E. Lima Jr. & E.L. Winkler. J. Alloys and Comp., 877 (2021), 160172.[2] A.C. Moreno Maldonado, et al., J. Phys. Chem. C, 123 (2019), 20617-20627.