Russian Journal of Inorganic ChemistryRussian Journal of Inorganic ChemistryЖурнал неорганической химии0044-457X3034-560XThe Russian Academy of Sciences69789310.7868/S3034560X25090131НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫResearch ArticleSYNTHESIS OF THE STABLE NiFe2O4 AND NiFe2O4/Au HYDROSOLS USING POLYETHYLENIMINEПОЛУЧЕНИЕ СТАБИЛЬНЫХ ГИДРОЗОЛЕЙ NiFe2O4 И NiFe2O4/Au С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНАSaikovaS. VСайковаС. ВNemkovaD. IНемковаД. ИKrolikovA. EКроликовА. Еantonkrolikov@mail.ruSiberian Federal UniversityСибирский федеральный университетInstitute of Chemistry and Chemical Engineering, Krasnoyarsk Scientific Center (Federal Research Center), Siberian Branch, Russian Academy of SciencesИнститут химии и химической технологии СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН15092025709VOL 70, NO9 (2025)ТОМ 70, №9 (2025)1217122805122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0044-457X/article/view/697893

In this study, the effect of reaction parameters on the stabilization of nickel ferrite hydroxols in the presence of polyethylenimine (PEI) was determined using the design of experiment (DOE) method. In the optimal conditions, a nickel ferrite hydroxol was obtained, and its sedimentation stability was maintained for two months. A NiFe2O4/Au hybrid material was obtained by adsorbing on the surface of magnetic gold particles and reducing Au(III) by hydroxylamine in the presence of PEI, over four steps. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) show the NiFe2O4/Au material is Au0 nanoparticles 4 nm in size and uniformly distributed on the surface of ferrite nickel nanoparticles 9.7 nm in size. The gold particles are firmly attached to the surface of nickel ferrite and do not separate during post-synthetic and ultrasonic treatment. Besides their content can be controlled by adjusting the number of gold reduction stages.

Методом математического планирования и обработки результатов эксперимента (ДФЭ 27-4) исследовано влияние реакционных параметров на стабилизацию гидрозолей феррита никеля(II) в присутствии полиэтиленимина (ПЭИ). В оптимальных условиях получен гидрозоль феррита никеля(II), седиментационная стабильность которого сохраняется в течение 2 мес. На его основе путем адсорбции на поверхности магнитных частиц зародышей золота и последующего четырехстадийного восстановления Au(III) гидроксиламином в присутствии ПЭИ получен гибридный материал NiFe2O4/Au. По данным просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, он представляет собой однородные сферические наночастицы Au0 размером 4 ± 0.5 нм, равномерно распределенные на поверхности наночастиц феррита с диаметром 9.7 ± 0.2 нм. Частицы золота хорошо закреплены на поверхности и не отделяются в ходе постсинтетической и ультразвуковой обработки, а их содержание можно регулировать количеством стадий восстановления золота.

nanoparticlesnickel ferritestabilizationhybrid nanoparticlesgoldнаночастицыферрит никеля(II)стабилизациягибридные наночастицызолотоРабота выполнена в рамках государственного за дания Института химии и химической технологии СО РАН (проект FWES-2021-0014).Laurent S., Forge D., Port M. et al. // Chem. Rev. 2008. V. 108. № 6. P. 2064. https://doi.org/10.1021/cr068445eCernat A., Florea A., Rus I. et al. Biopolymer. Nanomater.: Fundamentals and Applications / Elsevier, 2021. P. 639. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824364-0.00014-9Lapusan R., Borlan R., Focsan M. // Nanoscale Adv. 2024. V. 6. № 9. P. 2234. https://doi.org/10.1039/D3NA01064CLlano-Sepúlveda S., Sánchez-Ríos Y., Fontalvo J. // Chem. Eng. Process. - Process Intensification. 2024. V. 202. P. 109866. https://doi.org/10.1016/j.cep.2024.109866Böck N.C., Sundermann J., Koziolek M. et al. // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2025. V. 208. Р. 114651. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2025.114651Muthukumaran T., Philip J. // Adv. Colloid Interface Sci. 2024. V. 334. P. 103314. https://doi.org/10.1016/j.cis.2024.103314Milanovic M., Stijepovic I., Pavlovic V. et al. // Proc. Application Ceram. 2016. V. 10. № 4. P. 287. https://doi.org/10.2298/PAC1604287MCacua K., Ordoñez F., Zapata C. et al. // Colloids Surf., A: Physicochem. Eng. Asp. 2019. V. 583. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.123960Soares P.I.P., Alves A.M.R., Pereira L.C.J. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2014. V. 419. P. 46. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.12.045Soares P.I.P., Laia C.A.T., Carvalho A. et al. // Appl. Surf. Sci. 2016. V. 383. P. 240. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.04.181Soares P.I.P., Lochte F., Echeverria C. et al. // Nanotechnology. 2015. V. 26. № 42. https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/42/425704Khmara I., Strbak O., Zavisova V. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 474. P. 319. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.11.026Goon I.Y., Lai L.M.H., Lim M. et al. // Chem. Mater. 2009. V. 21. № 4. P. 673. https://doi.org/10.1021/cm8025329Reguera J., Flora T., Winckelmans N. et al. // Nanoscale Adv. 2020. V. 2. № 6. P. 2525. https://doi.org/10.1039/D0NA00102CSaykova D., Saikova S., Mikhlin Y. et al. // Metals (Basel). 2020. V. 10. № 8. P. 1075. https://doi.org/10.3390/met10081075Nemkova D., Saikova S., Krolikov A. // Crystals (Basel). 2025. V. 15. № 1. P. 72. https://doi.org/10.3390/cryst15010072Silvestri A., Mondini S., Marelli M. et al. // Langmuir. 2016. V. 32. № 28. P. 7117. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6b01266Hu Y., Meng L., Niu L. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013. V. 5. № 11. P. 4586. https://doi.org/10.1021/am400843dFan Z., Shelton M., Singh A.K. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. № 2. P. 1065. https://doi.org/10.1021/nn2045246Zhao H., Ning X., Yao H. et al. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 265. № 666. P. 124480. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124480Yeap S.P., Ahmad A.L., Ooi B.S. et al. // Langmuir. 2012. V. 28. № 42. P. 14878. https://doi.org/10.1021/la303169gMikalauskaitė A., Kondrotas R., Niaura G. et al. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 30. P. 17398. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b03528Saikova S., Pavlikov A., Trofimova T. et al. // Metals (Basel). 2021. V. 11. № 5. P. 705. https://doi.org/10.3390/met11050705Pavlikov A.Y., Saikova S.V., Karpov D.V. et al. // Inorg. Mater. 2024. V. 60. № 11. P. 1344. https://doi.org/10.1134/S0020168525700086Sun Y., Diao Y., Wang H. et al. // Ceram. Int. 2017. V. 43. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.09.029Rarokar N., Yadav S., Saoji S. et al. // Int. J. Pharm. X. 2024. V. 7. P. 100231. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijpx.2024.100231de Lizarrondo S.M., Jacqmarcq C., Naveau M. et al. // Sci. Adv. 2022. V. 8. № 28. P. 1. https://doi.org/10.1126/sciadv.abm3596Сайкова С.В., Кроликов А.Е., Немкова Д.И. и др. // Журн. Сиб. фед. ун-та. 2024. Т. 17. № 1. С. 151.Сайкова С.В., Пантелеева М.В., Немкова Д.И. и др. // Способ получения суперпарамагнитных наночастиц феррита никеля. Патент № 2801852 РФ. Опубл. 17.08.2023.Kaszuba M., McKnight D., Connah M.T. et al. // J. Nanopart. Res. 2008. V. 10. № 5. P. 823. https://doi.org/10.1007/s11051-007-9317-4Ribeiro C.A.S., Panico K., Handajevsky T.J. et al. // Langmuir. 2023. V. 39. № 48. P. 17353. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.3c02538Berger P., Maurer R., Celli G. // Experimental Design with Applications in Management, Engineering, and the Science, 2nd Edition. Springer. 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-64583-4Gilb S., Hartl K., Kartouzian A. et al. // Eur. Phys. J. D. 2007. V. 45. № 3. P. 501. https://doi.org/10.1140/epjd/e2007-00211-9Ramírez F.J., Tuñón I., Silla E. // Chem. Phys. 2004. V. 303. № 1–2. P. 85. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2004.05.007Wiercigroch E., Szafraniec E., Czamara K. et al. // Spectrochim. Acta, Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. 2017. V. 185. P. 317. https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.05.045Balakrishnan G., Barnett G.V., Kar S.R. et al. // Anal. Chem. 2018. V. 90. № 11. P. 6959. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b01238Mikalauskaite A., Kondrotas R., Niaura G. et al. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 30. P. 17398. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b03528Трофимова Т.В., Сайкова С.В., Сайкова Д.И. // Журн. Сиб. фед. ун-та. 2016. Т. 9. № 4. С. 496. https://doi.org/10.17516/1998-2836-2016-9-4-496-503