Synthesis and Investigations of Morphology and Structure of Fe2O3 Nanocoatings on Porous Al2O3, Obtained by Oxidation of Magnetron Deposited Fe Films

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of studies of the morphology, crystal, local atomic and chemical structure of iron(III) oxide coatings on the surface of porous alumina with different morphology by scanning electron and atomic force microscopy, X-ray phase analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, as well as fine structure spectroscopy of the near edge region are presented. X-ray absorption. Films of porous alumina were synthesized by the method of two-stage anodic oxidation of aluminum in aqueous 0.3 M solutions of sulfuric and oxalic acids. To change the pore diameter, some of the films were etched in a phosphoric acid solution. Samples of iron oxide nanocoatings were obtained by air oxidation of iron films deposited on porous alumina substrate matrices by magnetron sputtering at a temperature of 300°C for 3 hours. It is shown that oxidation leads to a twofold increase in the coating thickness of the control sample and is associated with an increase in the density of iron oxide compared to pure iron. With a change in the nanoporous structure on the surface of the substrates, the morphological features of the coatings change, which consists in the “overgrowth” of pores with iron oxide. That the control of the processes leading to such “overgrowth” will make it possible to carry out a directed change in the structure-sensitive properties of composite structures based on iron oxide.

About the authors

R. G. Valeev

Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the RAS

Author for correspondence.
Email: rishatvaleev@mail.ru
Russia, 426008, Izhevsk

A. N. Beltiukov

Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the RAS

Email: rishatvaleev@mail.ru
Russia, 426008, Izhevsk

A. I. Chukavin

Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the RAS

Email: rishatvaleev@mail.ru
Russia, 426008, Izhevsk

M. A. Eremina

Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the RAS

Email: rishatvaleev@mail.ru
Russia, 426008, Izhevsk

V. V. Kriventsov

Boreskov's Catalysis Institute of Siberian Branch of the RAS

Email: rishatvaleev@mail.ru
Russia, 630090, Novosibirsk

References

  1. Chen C., Ge J., Gao Y., Lei C., Cui J., Zeng J., Gao M. // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2022. V. 14. P. 1740.
  2. https://www.doi.org/10.1002/wnan.1740
  3. Montiel Schneider M.G., Martín M.J., Otarola J., Vakarelska E., Simeonov V., Lassalle V., Nedyalkova M. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. P. 204.
  4. https://www.doi.org/10.3390/pharmaceutics14010204
  5. Kumar P., Tomar V., Kumar D., Kumar Joshi R., Nemival M. // Tetrahedron. 2022. V. 106–107. P. 132641. https://www.doi.org/10.1016/j.tet.2022.132641
  6. Yakasai F., Jaafar M.Z., Bandyopadhyay S., Agi A., Sidek M.A. // J. Petroleum Sci. Engineering. 2022. V. 208. P. 109438. https://www.doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109438
  7. Powell C.D., Lounsbury A.W., Fishman Z.S., Coonrod C.L., Gallagher M.J., Villagran D., Zimmerman J.B., Pfefferle L.D., Wong M.S. // Nano Convergence. 2021. V. 8. P. 8. https://www.doi.org/10.1186/s40580-021-00258-7
  8. Song N., Jiang H., Cui T., Chang L., Wang X. // Micro Nano Lett. 2012. V. 7. P. 943.
  9. https://www.doi.org/10.1049/mnl.2012.0631
  10. Sun B., Horvat J., Kim H.S., Kim W.-S., Ahn J., Wang G. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 18753.
  11. https://www.doi.org/10.1021/jp102286e
  12. Kumar A., Kamlesh Y. // Materials Res. Express 2017. V. 4. P. 075003.
  13. https://www.doi.org/10.1088/2053-1591/aa75e9
  14. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Romanchuk A.Y., Kapitanova O.O., Mankevich A.S., Lebedev V.A., Eliseev An.A. // J. Mater. Chem. 2012. V .22. P. 11922.
  15. https://www.doi.org/10.1039/C2JM31710A
  16. Roslyakov I.V., Chumakov A.P., Eliseev An.A., Leontiev A.P., Konovalov O.V., Napolskii K.S. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. P. 9287. https://www.doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01482
  17. Ruiz-Clavijo A., Caballero-Calero O., Martín-Gonzá- lez M. // Nanoscale. 2021. V. 13. P. 2227.
  18. https://www.doi.org/10.1039/D0NR07582E
  19. Валеев Р.Г., Тригуб А.Л., Зубавичус Я.В., Гильмутдинов Ф.З., Елькин И.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 8. С. 103.
  20. https://www.doi.org/10.7868/S0207352817080145
  21. Чукавин А.И., Валеев Р.Г., Зубавичус Я.В., Тригуб А.Л., Бельтюков А.Н. // Журн. структурной химии. 2017. Т. 58. № 6. С. 1284. https://www.doi.org/10.15372/JSC2017062.
  22. Elmekawy A.H.A, Iashina E.G., Dubitskiy I.S., Sotnichuk S.V., Bozhev I.V., Kozlov D.A., Napolskii K.S., Menzel D., Mistonov A.A. // J. Magnetism Magnetic Mater. 2021. V. 532. P. 167951. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.167951
  23. Валеев Р.Г., Алалыкин А.С. // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. С. 58. https://www.doi.org/10.21517/1992-7223-2019-7-8-58-64
  24. Котенев В.А., Киселев М.Р., Высоцкий В.В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. С. 510. https://www.doi.org/10.7868/S0044185616050156
  25. Отс А.А. Коррозия и износ поверхностей нагрева котлов. Москва: Энергоатомиздат, 1987. 272 с.
  26. Klementev K.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2000. V. 448. P. 299. https://www.doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00710-X
  27. Wagner C.D., Rigs W.M, Davis L.E., Moulder J.F. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standard Data for Use in X-ray Photoelectron Spectroscopy / Ed. Muilenberg G.E. Eden Prairie: Perkin-Elmer, 1979.
  28. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов. Москва: Металлургия, 1965. 430 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (63KB)
3.

Download (371KB)
4.

Download (2MB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (92KB)

Copyright (c) 2023 Р.Г. Валеев, А.Н. Бельтюков, А.И. Чукавин, М.А. Еремина, В.В. Кривенцов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».