Naziv projekta: Nastajanje i svojstva 1D α-Fe₂O₃ nanostruktura dopiranih odabranim metalnim ionima

Akronim projekta: 1D-DopedFeOX

Izvor financiranja: Hrvatska zaklada za znanost

Broj projekta: IP-2016-06-8254

Iznos financiranja: 770.000 HRK

Trajanje projekta: 15.03.2017. – 31.03.2022.
  
Voditelji projekta:

Dr. sc. Mira Ristić (znanstvena savjetnica u trajnom zvanju, do travnja 2019.)

Dr. sc. Stjepko Krehula (viši znanstveni suradnik, od listopada 2019.)

  
Suradnici na projektu:

Dr. sc. Svetozar Musić (znan. savjetnik u mirovini, emeritus, akademik HAZU)

Dr. sc. Željka Petrović (znanstvena suradnica)

Marijan Marcijuš , mag. educ. phys. et inf. (stručni suradnik)

Dr. sc. Ivana Mitar (docentica, PMF Split)

Marko Robić, mag. appl. chem. (doktorand)

Nina Popov, mag. chem. (doktorandica)
  
Opis projekta:

U zadnje vrijeme jednodimenzionalni (1D) željezovi oksidi su predmet brojnih fundamentalnih istraživanja kojima se žele prikupiti nova saznanja o kemijskim i fizičkim svojstvima tih materijala te na temelju toga predložiti primjene u različitim naprednim tehnologijama. Pri tome je važno uspostaviti odnose između vrste i uvjeta kemijske sinteze te svojstava istraživanog materijala kao što su morfologija i veličina čestica s promjenama u strukturnim, magnetskim i optičkim svojstvima. Cilj predloženih istraživanja je dobiti nova saznanja o kinetici, faznoj transformaciji i mehanizmu nastajanja 1D α-Fe₂O₃. Kontroliranim dopiranjem odabranim metalnim ionima, nastojat će se poboljšati optička, magnetska i katalitička svojstva 1D α-Fe₂O₃. Istraživat će se nanostrukture u području od finih anizotropnih nanočestica do nekoliko stotina mikrometara dugih nanovlakana. Budući da formiranje specifičnih nanostruktura ovisi o brojnim eksperimentalnim parametrima, posebna pažnja će se posvetiti praćenju kinetika te faznim transformacijama tijekom nastajanja nanostruktura α-Fe₂O₃ upotrebom sofisticiranih strukturnih, mikroskopskih i spektroskopskih instrumentalnih tehnika. Za ostvarenje postavljenih ciljeva predlažu se sljedeća istraživanja: (I) praćenje kinetike nastajanja nedopiranih i dopiranih 1D α-Fe₂O₃ nanostruktura iz neutraliziranih ili djelomično neutraliziranih otopina željezovih(III) soli, (II) razvoj novih sintetičkih postupaka dobivanja vrlo dugih nedopiranih i dopiranih nanovlakana α-Fe₂O₃ metodom elektroispredanja i (III) testiranje fotokatalitičke aktivnosti sintetiziranih 1D nanostruktura α-Fe₂O₃. Osim stjecanja novih temeljnih znanja o 1D nanstrukturiranim materijalima, priredit će se i materijali točno definiranih fizičko-kemijskih svojstava.
    

Oprema kupljena sredstvima projekta:

• Ksenonov izvor svjetlosti Asahi Spectra MAX-303 sa zrcalnim modulima za ultraljubičasto i vidljivo zračenje
   

  
  
• Mössbauerov izvor ⁵⁷Co (Ritverc GmbH)
   

Oprema korištena u provedbi projekta:

• Pretražni elektronski mikroskop JEOL JSM 7000F s analizatorom rendgenskog zračenja Oxford Instruments EDS/INCA 350  (LSNM)
• Rendgenski difraktometar praha ItalStructures APD 2000  (LSNM)
• Rendgenski difraktometar praha Panalytical Aeris Research Edition (LZS)
• ⁵⁷Fe Mössbauerov spektrometar WissEl standard configuration  (LSNM) 
• ⁵⁷Fe Mössbauerov spektrometar SEE Co MS6 s CCR12K kriostatom za niskotemperaturna mjerenja (Vinča)
• SQUID magnetometar Quantum Design MPMS XL-5 (Vinča)
• SQUID magnetometar Cryogenics S700X (TU Wien)
• UV-Vis-NIR spektrofotometar Shimadzu UV-3600 s integrirajućom sferom  (LSNM)  
• FT-IR spetrometar PerkinElmer Frontier s ATR jedinicom   (LSNM) 
• Laboratorijski apsorpcijski rendgenski spektrometar sa segmentnim von Hámos Si(531) kristalom i Mythen detektorom (Wigner)
• Laboratorijski emisijski rendgenski spektrometar s Andor Newton DY920 CCD detektorom (Wigner)
• Termogravimetrijski analizator TA Instruments Q500  (FKIT)
• Termogravimetrijski analizator Shimadzu DTG-60H (LFM)
• Uređaj za mjerenje specifične površine Micromeritics Gemini 2380   (LPT)
    

Objavljeni znanstveni radovi financirani iz projekta:

• M. Ristić*, M. Reissner, S. Krehula, S. Musić:
  ⁵⁷Fe Mössbauer spectroscopic study and magnetic properties of 1D Fe(IO₃)₃ particles and their thermal decomposition to α-Fe₂O₃
  Materials Letters 227 (2018) 47-50
  IF 2.687, Q2 in Materials Science, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1016/j.matlet.2018.05.049
    
• M. Ristić*, E. Kuzmann, Z. Homonnay, S. Musić:
  Synthesis and properties of 1D manganese-doped hematite particles
  Journal of Alloys and Compounds 767 (2018) 504–511
  IF 4.175, Q1 in Materials Chemistry (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.07.115
    
• M. Ristić*, J. Štajdohar, I. Mitar, S. Musić: 
  Monitoring of the Forced Hydrolysis of FeCl₃ Solutions in the Presence of Sodium Dodecyl Sulphate
  Croatica Chemica Acta 91 (2018) 403–410 
  IF 0.731, Q3 in Chemistry (miscellaneous) (SJR)
  DOI: https://doi.org/10.5562/cca3412 
    
• S. Krehula*, M. Ristić*, I. Mitar, C. Wu, X. Li, L. Jiang, J. Wang, G. Sun, T. Zhang, M. Perović, M. Bošković, B. Antić, S. Musić: 
  Synthesis and properties of Ni-doped goethite and Ni-doped hematite nanorods
  Croatica Chemica Acta 91 (2018) 389–401
  IF 0.731, Q3 in Chemistry (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.5562/cca3402
    
• S. Krehula*, M. Ristić, C. Wu, X. Li, L. Jiang, J. Wang, G. Sun, T. Zhang, M. Perović, M. Bošković, B. Antić, L. Kratofil Krehula, B. Kobzi, S. Kubuki, S. Musić: 
  Influence of Fe(III) doping on the crystal structure and properties of hydrothermally prepared β-Ni(OH)₂ nanostructures
  Journal of Alloys and Compounds 750 (2018) 687–695 
  IF 4.175, Q1 in Materials Chemistry (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.04.032
    
• G. Radić, I. Šajnović, Ž. Petrović*, M. Kraljić Roković*
  Reduced Graphene Oxide/α-Fe₂O₃ Fibres as Active Material for Supercapacitor Application
  Croatica Chemica Acta 91 (2018) 481–490
  IF 0.731, Q3 in Chemistry (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.5562/cca3452
    
• S. Krehula*, M. Ristić, Ž. Petrović, L. Kratofil Krehula, I. Mitar, S. Musić:
  Effects of Cu doping on the microstructural, thermal, optical and photocatalytic properties of α-FeOOH and α-Fe₂O₃ 1D nanoparticles
  Journal of Alloys and Compounds 802 (2019) 290–300 
  IF 4.650, Q1 in Materials Chemistry (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.06.133
    
• M. Ristić*, I. Mitar, S. Musić: 
  Forced hydrolysis of FeCl₃ solutions in the presence of sodium dextran sulphate
  Colloid and Polymer Science 297 (2019) 177-182
  IF 1.536, Q2 in Materials Chemistry (SJR)
  DOI: 10.1007/s00396-018-4450-4
    
• M. Ristić, A. Kremenović, M. Reissner, Ž. Petrović, S. Musić*: 
  Microstructural and magnetic properties of electrospun hematite/cuprospinel composites
  Journal of Materials Science: Materials in Electronics 31 (2020) 9812-9825
  IF 2.478, Q2 in Electronic, Optical and Magnetic Materials (SJR)
  DOI: 10.1007/s10854-020-03526-0
      
• M. Robić, M. Ristić, M. Marciuš, S. Krehula, S. Musić*: 
  Synthesis and properties of nanostructured Cr-doped hematite fibres
  Chemical Papers 74 (2020) 4345-4353
  IF 2.097, Q3 in Chemistry, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1007/s11696-020-01247-6
    
• M. Robić, M. Ristić, S. Krehula, M. Jurić, S. Musić*: 
  Synthesis of nanocrystalline eskolaite via grimaldiite
  Chemical Papers (2020)
  IF 2.097, Q3 in Chemistry, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1007/s11696-020-01338-4
      
• M. Robić, M. Ristić, M. Marciuš, S. Krehula, S. Musić*: 
  Electrospun Ti-doped hematite fibres and their properties
  Journal of Nanoparticle Research 22 (2020) 358
  IF 2.253, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.1007/s11051-020-05090-4
      
• N. Popov, S. Krehula*, M. Ristić, E. Kuzmann, Z. Homonnay, M. Bošković, D. Stanković, S. Kubuki, S. Musić:
  Influence of Cr doping on the structural, magnetic, optical and photocatalytic properties of α-Fe₂O₃ nanorods
  Journal of Physics and Chemistry of Solids 148 (2021) 109699 
  IF 4.383, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jpcs.2020.109699
      
• M. Marciuš, M. Ristić, J.-M. Grenèche, S. Musić*, S. Krehula, E. Kuzmann, Z. Homonnay: 
  One‑pot synthesis and properties of Mn‑doped maghemite nanoparticles using acetylacetonate precursors
  Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 328 (2021) 1181–1187
  IF 1.371, Q3 in Spectroscopy (JCR)
  DOI: 10.1007/s10967-021-07712-0
       
• N. Popov, M. Bošković, M. Perović, Z. Németh, J. Wang, Z. Kuang, M. Reissner, E. Kuzmann, Z. Homonnay, S. Kubuki, M. Marciuš, M. Ristić, S. Musić, D. Stanković, S. Krehula*:
  Influence of low-spin Co³⁺ for high-spin Fe³⁺ substitution on the structural, magnetic, optical and catalytic properties of hematite (α-Fe₂O₃) nanorods
  Journal of Physics and Chemistry of Solids 152 (2021) 109929
  IF 4.383, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2020.109929 
     
• M. Robić, M. Ristić, S. Krehula, M. Jurić, S. Musić*: 
  Synthesis of nanocrystalline eskolaite via grimaldiite
  Chemical Papers 75 (2021) 735-741
  IF 2.097, Q3 in Chemistry, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1007/s11696-020-01338-4
   

• N. Popov, M. Ristić, M. Robić, V. Gilja, L. Kratofil Krehula, S. Musić, S. Krehula*: 
  Synthesis and properties of Sn‑doped α‑FeOOH nanoparticles
  Chemical Papers (2021)
  IF 2.097, Q3 in Chemistry, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1007/s11696-021-01802-9
     
• I. Mitar*, L. Guć, Ž. Soldin, M. Vrankić, A. Paut, A. Prkić, S. Krehula: 
  Rapid Microwave Method for Synthesis of Iron Oxide Particles under Specific Conditions
  Crystals 11 (2021) 383
  IF 2.589, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.3390/cryst11040383
     
• M. Robić, M. Ristić, E. Kuzmann, Z. Homonnay, S. Krehula, S. Musić*:
  Forced hydrolysis of FeCl₃ solutions in the presence of Cr³⁺ ions
  Journal of Physics and Chemistry of Solids 156 (2021) 110166 
  IF 4.383, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jpcs.2021.110166
    
• N. Popov, M. Bošković, M. Perović, K. Zadro, V. Gilja, L. Kratofil Krehula, M. Robić, M. Marciuš, M. Ristić, S. Musić, D. Stanković, S. Krehula*:
  Effect of Ru³⁺ ions on the formation, structural, magnetic and optical properties of hematite (α-Fe₂O₃) nanorods
  Journal of Magnetism and Magnetic Materials 538 (2021) 168316
  IF 3.097, Q2 in Electronic, Optical and Magnetic Materials (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jmmm.2021.168316
     
• N. Popov, M. Ristić, M. Bošković, M. Perović, S. Musić, D. Stanković, S. Krehula*:
  Influence of Sn doping on the structural, magnetic, optical and photocatalytic properties of hematite (α-Fe₂O₃) nanoparticles
  Journal of Physics and Chemistry of Solids 161 (2022) 110372 
  IF 4.383, Q2 in Materials Science (miscellaneous) (SJR)
  DOI: 10.1016/j.jpcs.2021.110372
    
• M. Robić, M. Ristić, S. Krehula, S. Musić*:
  Forced hydrolysis of FeCl₃ solutions in the presence of guanylurea phosphate
  Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 634 (2022) 128047
  IF 5.518, Q2 in Physical Chemistry (JCR)
  DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.128047
     
• N. Popov, M. Ristić, V. Kuncser, K. Zadro, N. Velinov, P. Badica, A. Alexandru-Dinu, N. Iacob, L. Kratofil Krehula, S. Musić, S. Krehula*:
  Influence of erbium doping on the structural, magnetic and optical properties of hematite (α-Fe₂O₃) nanorods
  Journal of Physics and Chemistry of Solids 169 (2022) 110857 
  IF 4.383, Q2 in Chemistry, Multidisciplinary (JCR)
  DOI: 10.1016/j.jpcs.2022.110857
    
• Ž. Petrović*, M. Ristić, M. Kraljić Roković, K. Zadro, E. Kuzmann, Z. Homonnay, S. Musić, S. Krehula*:
  Effects of Pt and Ru doping on the magnetic, optical, photoelectrochemical and photocatalytic properties of electrospun hematite (α-Fe₂O₃) fibres
  Journal of Materials Research (2022)  
  IF 2.909, Q2 in Materials Science (SJR)
  DOI: 10.1557/s43578-022-00645-8