Кислотно-основні властивості поверхні нанорозмірного Fe₃O₄

Нанорозмірний магнетит широко використовується для створення магніточутливих нанокомпозитів біологічного та медичного призначення. Низька токсичність і можливість функціоналізації поверхні роблять його унікальним об’єктом для досліджень. Нанорозмірний магнетит (Fe₃O₄) синтезовано золь-гель методом, як прекурсори використано хлориди Fe(II) і Fe(III) та 25% розчин аміаку. Морфологічні характеристики наночастинок магнетиту (МНЧ) визначали методом електронної мікроскопії (JEOL 1200 EX із вольфрамовою ниткою (прискорювальна напруга – 120 кВ). Відповідно до одержаних даних, наночастинки магнетиту мають сферичну форму із середнім діаметром 6,76 ± 1,54 нм без значної агрегації.Рентгеноструктурні дослідження проведені методом порошкової рентгенівської дифракції (DRON-UM1 із Fe-фільтром CuKα-випромінювання, фокусування Брегга – Брентано, у діапазоні 2θ 20–60° із кроком 0,1°, експозиція 1 с.). На дифрактограмах спостерігаються рефлекси (за 2θ = 30,1; 35,6; 44; 53,3; 57,4; 62,8 із міжплощинними відстанями 2,96; 2,52; 2,05; 1,71; 1,60; 1,47), що відповідають кристалічній фазі магнетиту. Методом pH-метрії досліджено кислотноосновні властивості поверхні: значення pH ізоелектричного стану поверхні (рНІЕТ), сумарну концентрацію та значення Ki і pK поверхневих гідроксильних груп, активних у діапазоні pH 4–9, і розраховані залежності частки гідроксильних груп поверхні від pH середовища в 0,015 М розчині NaCl. Встановлено, що для наночастинок синтезованих зразків переважають нейтральні гідроксильні групи, що дає можливість утворювати центри як кислотного, так і основного типу.Так, для Fe3O4 до pH = 6 активні основні центри (С = 155,56 · 10−5 моль · г−1), сила яких зменшується зі зниженням pH (pK = 2,65 – 4,48). Кислотні центри в дуже малій кількості (4,93 · 10− 6 моль · г−1) фіксуються в діапазоні рН 6,5–9 і проявляють слабокислі властивості (pK = 10,95–11,24).