Magnetické vlastnosti sorbentů na bázi Fe₂O₃/CeO₂

prof. Dr. RNDr. Jiří Luňáček¹; doc. Ing. Ondřej Životský, Ph.D.¹

Stáhnout článek v PDF

Příspěvek je věnován magnetickým reaktivním sorbentům na bázi α-,γ-Fe₂O₃/CeO₂, které úspěšně a rychle rozkládají některé nebezpečné organofosfátové sloučeniny, jako jsou parathion methyl nebo bojové látky soman a VX. Vzorky byly připraveny precipitací uhličitanu ceritého na povrch zrn magnetitu a takto vzniklý prekurzor byl následně žíhán 2 h ve vzduchu při kalcinačních teplotách od 300 do 900 °C. Morfologie a struktura prášků byla zkoumána metodou rentgenové difrakce, zatímco magnetické vlastnosti byly analyzovány pomocí hysterezních smyček, Henkelových grafů a funkce charakterizující distribuci spínacích polí. Získané výsledky ukazují silnou korelaci mezi teplotou žíhání, strukturou, magnetickými vlastnostmi a schopností degradace nebezpečných látek. Sorbenty žíhané při teplotě nižší než 600 °C sice obsahují různé druhy oxidů železa (magnetit, maghemit, hematit), ale jejich magnetizace je určena především magnetitem a maghemitem, které mají vysoké hodnoty objemové magnetizace v nasycení. Mezi částicemi převažují dipolární magnetické interakce vznikající při malých magnetických polích a sorbenty vykazují velmi dobrou schopnost degradace. Nárůst kalcinační teploty nad 600 °C způsobuje transformaci magnetitu a maghemitu na hematit, což bylo potvrzeno Mössbauerovou spektroskopií. To vede k nárůstu velikosti částic hematitu a oxidu ceričitého, výraznému zhoršení magnetických vlastností (nárůst koercitivního pole, pokles síly interakcí mezi částicemi) a také ke snížení degradační účinnosti sorbentů.

Klíčová slova: oxid ceričitý; oxidy železa; reaktivní sorbenty; mikrostruktura; magnetické vlastnosti; Henkelovy grafy

1. VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Regionální materiálově technologické výzkumné centrum, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Česká republika