CC BY
39Вестник Томского государственного университета. Химия. 2023. № 29. С. 48-59
Tomsk State University Journal of Chemistry, 2023, 29, 48-59
Научная статья
УДК 661.865.5-31.094.3-926.21
doi: 10.17223/24135542/29/5
Кинетика окисления нитрата церия(Ш) пероксидом водорода в процессе получения золя диоксида церия
Александр Александрович Гордеев1, Светлана Анатольевна Кузнецова2
12 Национальный исследовательский Томский государственный университет,
Томск, Россия 1 [email protected] 2 [email protected]
Аннотация. Известно, что диоксид церия синтезируют, используя соли це-рия(Ш). Для данных прекурсоров процесс получения диоксида церия всегда протекает через стадию окисления церия(Ш). Наиболее оптимальными способами получения диоксида церия являются жидкофазные способы, так как они менее энергозатратные и трудоемкие. Скорость окисления церия(Ш), а также путь реакции можно изменить за счет введения в реакционную среду пероксида водорода. В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение процесса окисления ионов церия(Ш) пероксидом водорода при 90°С. Химическая кинетика процесса взаимодействия нитрата церия(Ш) и пероксида водорода в растворах Ce(NO3)3-№O2 с мольными соотношениями 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 была исследована методом УФ-спектроскопии. Показано, что взаимодействие между нитратом це-рия(Ш) и пероксидом водорода при температурной обработке 90°С является реакцией второго порядка. При мольном соотношении 1:1 и 1:2 не наблюдается восстановления церия(^) в течение 90 мин. Такая же закономерность изменения поглощения при длинах волн 210 и 250-260 нм для раствора с мольным соотношением нитрата церия(Ш) к пероксиду водорода 1:3 и 1:4 до выдерживания при 90°С 30 и 20 мин соответственно. Восстановление церия(^) в растворах с мольным соотношением 1:3 и 1:4 наблюдается во временных интервалах 30-90 и 20-90 мин соответственно. Были рассчитаны константы скорости реакции окисления церия(Ш) и восстановления церия(^) в растворах Ce(NO3)3-H2O2 при разных мольных соотношениях. Процесс восстановления церия(^) до церия(Ш) является реакцией первого порядка. Константа равновесия в системе Ce3+ ^ Ce4+ показывает, что в растворе, в котором содержатся церий(Ш) и церий(^), для взаимодействия с пероксидом водорода характерно протекание прямой реакции.
Ключевые слова: кинетика окисления нитрата церия(Ш), диоксид церия, константа скорости, порядок реакции, константа равновесия
Для цитирования: Гордеев А.А., Кузнецова С.А. Кинетика окисления нитрата церия(Ш) пероксидом водорода в процессе получения золя диоксида церия // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2023. № 29. С. 48-59. doi: 10.17223/24135542/29/5
© А.А. Гордеев, С.А. Кузнецова, 2023
Original article
doi: 10.17223/24135542/29/5
Kinetics of the cerium (III) nitrate oxidation by the hydrogen peroxide in the process of a cerium dioxide sol obtaining
Aleksandr A. Gordeev1, Svetlana A. Kuznetsova2
12 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia 1 [email protected] 2 [email protected]
Abstract. It is known that cerium dioxide is synthesized using cerium (III) salts. For these precursors the process of obtaining cerium dioxide always proceeds through the oxidation stage of cerium (III). The best ways to obtain cerium dioxide are liquidphase methods, since they are less energy- and labor-intensive. The rate of cerium (III) oxidation, as well as the reaction path can be changed by introducing hydrogen peroxide into the reaction medium. In this regard, the purpose of this work was to study the oxidation of cerium (III) ions with hydrogen peroxide at 90°C. Chemical kinetics of the interaction of cerium(III) nitrate and hydrogen peroxide in solutions Ce(NO3)3-H2O2 with molar ratios of 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 has been studied by UV-spectroscopy. It was shown that the interaction between cerium (III) nitrate and hydrogen peroxide at a temperature of 90°C is a second-order reaction. At a molar ratio of 1:1 and 1:2 no cerium (IV) reduction is observed for 90 minutes. The same pattern of absorption changes at wavelengths of 210 and 250-260 nm for a solution with a molar ratio of cerium(III) nitrate to hydrogen peroxide of 1:3 and 1:4 before incubation at 90°C for 30 and 20 minutes respectively. Cerium (IV) reductions in solutions with molar ratios of 1:3 and 1:4 are observed at time intervals of 30-90 and 20-90 minutes, respectively. The reaction rate constants of cerium (III) oxidation and cerium (IV) reduction in solutions Ce(NO3)3- H2O2 at different molar ratios have been calculated. The reduction of cerium (IV) to cerium (III) is a first order reaction. The equilibrium constant in the system Ce3+ ^ Ce4+ shows that in a solution containing cerium (III) and cerium (IV) a direct reaction is characteristic for interaction with hydrogen peroxide.
Keywords: oxidation kinetics of cerium (III) nitrate, cerium dioxide, rate constant, reaction order, equilibrium constant
For citation: Gordeev, A.A., Kuznetsova, S.A. Kinetics of the cerium (III) nitrate oxidation by the hydrogen peroxide in the process of a cerium dioxide sol obtaining. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia - Tomsk State University Journal of Chemistry, 2023, 29, 48-59. doi: 10.17223/24135542/29/5
Введение
Диоксид церия - одно из самых перспективных веществ, которое находит широкое применение в современной промышленности. Наноматериалы на его основе обладают солнцезащитными [1, 2], антиоксидантными и каталитическими свойствами [3-5]. Кроме того, за счет высокой биологической совместимости и ферментативной активности диоксид церия имеет огромные перспективы применения в медицине [6-8]. В настоящее время широкий
спектр свойств этого оксида рассматривают в рамках его нестехиометриче-ского строения, а также присутствия в его структуре и на поверхности поликристалла СеО2-х церия(Ш). Известно значительное число методов получения диоксида церия [9-12] из соединений церия(Ш), которые можно классифицировать на твердофазные, жидкофазные и газофазные методы. Все эти методы включают окислительно-восстановительные процессы Ce3+ 5 Ce4+.
Наибольший интерес представляют жидкофазные методы получения, так как они менее энергозатраты и трудоемки. Реакции проводят в водных [13] и неводных [14] средах. В качестве солей церия(Ш) чаще всего применяют нитрат церия(Ш) и хлорид церия(Ш). Катионы Се3+ осаждают в виде гид-роксида церия(Ш) при добавлении в раствор соли церия(Ш) гидроксидов щелочных металлов [15] или раствора аммиака [16], тетраалкиламмония гидроксида [17], раствора гексаметилентетрааммина [18] или других оснований. В дальнейшем полученный в щелочной среде гидроксид церия(Ш) окисляется кислородом воздуха с образованием диоксида церия. В зависимости от состава и природы осадителя получают диоксид церия с разной степенью нестехиометрии, дисперсности и, следовательно, с разными свойствами.
Скорость процесса окисления Ce3+ до Ce4+ и путь реакции можно изменить, добавив в качестве окислителя в раствор соли церия(Ш) пероксид водорода. Исследователи предполагают, что присутствие пероксида водорода в растворе соли церия(Ш) приводит к неполному окислению Се3+ до Се4+, и поэтому для полного окисления требуется создание щелочной среды, в которой неокисленные ионы церия(Ш) образуют гидроксид, который в дальнейшем окисляется кислородом воздуха с образованием диоксида [19]. Ионы церия(ГУ) после добавления раствора аммиака или щелочи образуют осадок красно-коричневого цвета, который в дальнейшем при нагревании разлагается до диоксида церия. Состав вещества красно-коричневого цвета определяют как Се(ООЦЪОН [20] или Се(О№ЪООН [19]. Все это указывает на сложный механизм протекания окислительно -восстановительных процессов в растворе соли церия(ГГГ) с пероксидом водорода.
Известно, что ионы Се3+ и Се4+ могут вступать во взаимодействие с пе-роксидом водорода, так как он проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства. Кроме того, есть предположение, что пероксид водорода может выступать и в качестве лиганда по отношению к ионам Се3+ или Се4+. Авторы работы [21] указывают на то, что Се4+ восстанавливается пероксидом водорода полностью по реакции
Се4+ + Н2О2 = Се3+ + НО2- + Н+
Константа скорости этой реакции составляет 1-106 моль-1-с"1. При этом Самуни и Чамски указывают на обратимость вышеуказанной реакции и высказывают предположение об образовании комплекса Се3+ с Н2О2. Неоднозначность литературных данных не позволяет оценить и контролировать процесс окисления Се3+ при получении диоксида церия. Теоретические знания кинетики окислительно-восстановительного процесса в реакции Се3+
с Н2О2 также важны для понимания механизма взаимодействия диоксида церия с активными формами кислорода при изучении антиоксидантной активности СеО2 [22].
В связи с этим целью настоящего исследования является изучение процесса окисления ионов церия(Ш) пероксидом водорода при 90°С методом УФ-спектроскопии. Показано влияние концентрации пероксида водорода на равновесие в системе Сез+ ^ Се4+, рассчитаны константа скорости и порядок реакции окисления и восстановления ионов церия.
Экспериментальная часть
Процесс окисления ионов церия(Ш) пероксидом водорода исследовали в водном растворе. К раствору Се(КОз)з (См = 5-10~4 моль/л) добавляли раствор H2O2 (30 мас. %) в мольном соотношении 1:1, 1:2, 1:3, 1:4. Гексагидрат нитрата церия(Ш) чистотой 99,9 мас. % был приобретен на Новосибирском заводе редких металлов. Растворы аммиака (24 мас. %) и пероксида водорода (30 мас. %) чистотой 99,9 мас. % приобретены в ЗАО «База № 1». Все реагенты использовали без дополнительной очистки.
Водные растворы нитрата церия(Ш) c пероксидом водорода с мольным соотношением Се(Ш):Н202 = 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 нагревали на электроплите-мешалке до температуры 90°С и выдерживали в течение 90 мин. Данные условия выбраны согласно способу получения диоксида церия из раствора нитрата церия(Ш) c пероксидом водорода [23]. Скорость перемешивания составляла 3 000 об/мин.
Спектры водных растворов Ш02-Се(М0з)з регистрировали в УФ-обла-сти (200-300 нм) на УФ-спектрофотометре ПЭ-5400 (Россия). Съемку проводили относительно дистиллированной воды, оптическая ширина кюветы 10 мм, шаг съемки 1 нм, интервал съемки 10 мин. Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера оптическая плотность раствора зависит от концентрации вещества в растворе:
A = elC (1)
где А - оптическая плотность, e - молярный коэффициент поглощения, l -толщина поглощающего слоя, С - концентрация. Изменение концентрации ионов церия(Ш) фиксировали по максимуму поглощения в области длин волн 200-220 нм, изменение концентрации ионов церия(1У) - в области длин волн 250-260 нм [24]. Для определения концентрации ионов церия(Ш) измеряли оптическую плотность растворов нитрата церия(Ш) с заданной концентрацией при длине волны 210 нм. Калибровочная прямая зависимости оптической плотности от концентрации приведена на рис. 1. По данной прямой определяли концентрацию ионов Се3+ в исследуемых растворах Се(К0з)з-Ш02 во времени.
Применение данной методики возможно, так как исследования проводятся при низких концентрациях и коэффициент молярного погашения калибровочных и исследуемых растворов очень близкий (e = 2 764-2 з47).
Рис. 1. Калибровочная прямая зависимости оптической плотности от концентрации раствора нитрата церия(Ш)
Вычисление мгновенной константы скорости реакций окисления Се3+ и восстановления Се4+ проводили по тангенсу угла наклона касательной к кривой зависимости изменения концентрации ионов церия во времени [25]. Порядок реакции определяли из линейности одной из функций: 1п(С) = А/) -для первого порядка или 1/С = Д/) для второго и т.д.
Результаты и обсуждение 1. Анализ спектров поглощения Се(ЫОз)з в УФ-области
На рис. 2 приведен спектр поглощения исследуемого раствора нитрата церия(Ш) концентрацией 0,0005 М.
Рис. 2. Спектр поглощения раствора нитрата церия в УФ-области против воды
На спектре присутствуют два максимума поглощения: 210 нм и 250 нм, что хорошо согласуется с литературными данными [24]. Поскольку при добавлении пероксида водорода к раствору нитрата церия(Ш) взаимодействия между N03" и Н2О2 не происходит, то по изменению оптической плотности в области 200-220 нм можно судить об изменении содержания в системе Се(Ш).
УФ-спектры растворов Се(Ы03)3-Н202 с мольным соотношением 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 после температурной обработки при температуре 90°С спустя 10 и 90 мин приведены на рис. 3.
... (1:1) ••• (1:1)
nl--(|1-
200 210 220 230 240 250 200 210 220 230 240 250
Длина волны, нм Длина волны, нм
a б
Рис. 3. УФ-спектры растворов Ce(NO3)3-H2Ü2 с мольными соотношениями 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, выдержанных при 90°С 10 мин (а); 90 минут (б)
Из приведенных спектров видно, что оптическая плотность в максимумах поглощения изменяется во времени. Наибольшая оптическая плотность при длине волны 210 нм по истечении 10 мин с момента добавления перок-сида водорода к раствору нитрата церия(Ш) наблюдается для растворов при мольных соотношениях 1:1 и 1:2. Увеличение временного интервала выдерживания этих растворов при 90°С до 90 мин приводит к уменьшению оптической плотности при этой длине волны, что указывает на окисление Се(Ш). В области 250-260 нм для растворов с мольными соотношениями 1:1 и 1:2 в растворах Ce(NÜ3)3-H2Ü2 оптическая плотность возрастает при увеличении продолжительности температурной обработки, что указывает на увеличение концентрации в растворе Се(1У).
Для растворов с мольными соотношениями нитрата церия(Ш) к перок-сиду водорода 1:3 и 1:4 после выдерживания 10 мин при температуре 90°С закономерно наблюдается меньшая оптическая плотность в сравнении с растворами с мольными соотношениями 1:1 и 1:2. В области 250-260 нм для растворов с мольными соотношениями 1:3 и 1:4 выдерживание при температуре 90°С приводит к увеличению оптической плотности. Закономерности изменения коэффициента поглощения для растворов с мольными соотношениями нитрата церия(Ш) к пероксиду водорода 1:3 и 1:4 изменяются при увеличении продолжительности температурной обработки раствора. Для растворов Ce(NO3)3-H2O2 с мольными соотношениями 1:3 и 1:4 зафиксированы рост оптической плотности при длине волны 210 нм и уменьшение поглощения в области 250-260 нм (рис. 3, б). Данный факт объясняется ростом концентрации Се(Ш) и уменьшением концентрации Се(1У), что свидетельствует о восстановлении церия(ГУ) до церия (III) при трехкратном и более увеличении концентрации пероксида водорода в растворе нитрата церия(Ш).
2. Кинетика окисления церия (III)
На рис. 4 показано изменение концентрации Се(Ш) в растворах Се(ЫОз)з-Н2О2 (90°С) с мольными соотношениями 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 во времени. Концентрация растворов определена из калибровочной прямой (см. рис. 1) при длине волны 210 нм.
о 20 40 60 80 100
I, мин
Рис. 4. Кривые уменьшения концентрации Се(Ш) во времени
В растворах нитрата церия(Ш) с пероксидом водорода при мольных соотношениях 1:1 и 1:2 не наблюдается восстановления церия(1У) в течение 90 мин. Уменьшение содержания Се(Ш) рассматривали во всем исследуемом временном интервале. В случае мольных соотношений 1:3 и 1:4 изменение концентрации Се(Ш) рассматривали во временных интервалах 0-30 и 0-20 мин соответственно, так как после этого в данных растворах наблюдалось увеличение концентрации Се(Ш). Мгновенная константа скорости реакции окисления церия(Ш) пероксидом водорода составила (1,5 ± 0,6)-10~5.
Для определения порядка реакции окисления Се(Ш) пероксидом водорода были построены графики зависимостей 1пС = /(?) и 1/С = А?) (рис. 5).
I, мин I, мин
а б
Рис. 5. Графики обработки данных кинетических исследований в различных координатах: зависимость 1пС = А?) (а); зависимость 1/С = у(Г) (б)
Анализ рис. 5 указывает на то, что взаимодействие между Се(ЫО3)3 и Н2О2 является реакцией второго порядка. Линейность функции 1/С = X?) была достигнута в каждом из проведенных измерений, и коэффициент ее достоверности при всех соотношениях Се(ЫО3)3-Н2О2 характеризуется значениями более 0,99.
3. Кинетика восстановления церия (IV)
На рис. 6 приведено изменение концентрации Се(Ш) в растворах Се(ЫОз)з-Н2О2 (90°С) с мольными соотношениями 1:3, 1:4 во времени после двадцатой и тридцатой минуты соответственно. Концентрация растворов определена из калибровочной прямой (см. рис. 1) при длине волны 210 нм.
О 20 40 60 80 100 ^ мин
Рис. 6. Кривые увеличения концентрации Се(Ш) во времени в растворах Се(ЫОз)з Н2О2 с мольными соотношениями 1:3 и 1:4
I. мин 1, мин
а б
Рис. 7. Графики зависимостей 1пС = у(Г) для первого порядка (а) и 1/С = для второго порядка (б)
Так, в растворах нитрата церия(Ш) с пероксидом водорода при мольных соотношениях 1:3 и 1:4 наблюдается восстановление церия(1У) во временных интервалах 30-90 и 20-90 мин соответственно. Мгновенная константа скорости реакции восстановления четырехвалентного церия пероксидом водорода составляет (3 ± 0,25)-10_6.
Для определения порядка реакции церия (IV) с пероксидом водорода были построены графики зависимостей lnC = ft) и 1/С = f(t) (рис. 7).
Анализ рис. 7 указывает на то, что реакция восстановления Се(^) пероксидом водорода является реакцией первого порядка. Линейность функции lnC = ft) была достигнута в каждом из проведенных измерений, и коэффициент ее достоверности во всех соотношения Ce(N03)3-H202 характеризуется значениями более 0,99.
Исходя из значений констант скоростей прямой и обратной реакций окисления и восстановления ионов церия пероксидом водорода, константа равновесия обратимой реакции Се3+ ^ Се4+при 90°С равна Кр = 5.
Выводы
Методом УФ-спектроскопии исследованы кинетические особенности взаимодействия Се(К0з)з с H2O2 при температуре 90°С. В растворах Ce(N03)3-H202 с мольными соотношениями 1:1 и 1:2 процессов восстановления Се(ГУ) во временном интервале 0-90 мин не обнаружено. Окисление церия(Ш) при увеличении мольного соотношения в растворе Ce(N03)3-H202 до 1:3 и 1:4 наблюдалось в периоды времени 0-30 и 0-20 мин соответственно. Мгновенная константа скорости окисления церия(Ш) установлена: (1,5 ± 0,6)-10~5. Определено, что окисление церия(Ш) является реакцией второго порядка.
Увеличение концентрации церия(ГГГ) для растворов Ce(N03)3-H202 с мольными соотношениями 1:3 и 1:4 наблюдали во временном интервале 30-90 и 20-90 мин соответственно. Мгновенная константа скорости восстановления церия(ГУ) определена: (3 ± 0,25)-106. Восстановление церия(^) пероксидом водорода является реакцией первого порядка. На основании полученных результатов была установлена константа равновесия Се3+ ^ Се4+ при температуре 90°С Кр = 5. Данное значение константы равновесия показывает, что в растворе, в котором содержатся церий(Ш) и церий(ГУ), преобладают ионы Се4+.
Список источников
1. Khan M., Pradhan D. Ce02-based nanocomposites: An advanced alternative to ТЮ2 and
Zn0 in sunscreens // Materials Express. 2019. № 9. Р. 185-202.
2. Nery E.M., Martinez R.M. A short review of alternative ingredients and technologies of
inorganic UV filters // Cosmet Dermatol. 2021. № 20. Р. 1061-1065.
3. Bhosale R.R., Takalkar G.D. Nanostructured co-precipitated Ce0.9Ln0.102 (Ln = La, Pr, Sm,
Nd, Gd, Tb, Dy, or Er) for thermochemical conversion of C02 // Ceramics International. 2018. № 44. Р. 16688-16697.
4. Tang R., Ullah N. Enhanced C02 methanation activity over Ni/Ce02 catalyst by one-pot
method // Molecular Catalysis. 2021. № 508. Р. 1-12.
5. Placek L.M., Keenan T.J. Synthesis, Processing and the Effect of Thermal Treatment on the
Solubility, Antioxidant Potential and Cytocompatibility of Y203 and Ce02 doped Si02-Sr0-Na20 Glass-Ceramics // Journal of Biomaterials Applications. 2022. № 37. Р. 102-117.
6. Kurtuldu F., Mutlu N. Cerium and gallium containing mesoporous bioactive glass nanopar-
ticles for bone regeneration: Bioactivity, biocompatibility andantibacterial activity // Materials Science & Engineering. 2021. № 124. Р. 1-14.
7. Muzhou T., Zhijia L. Development of tannin-bridged cerium oxide microcubes-chitosan
cryogelas a multifunctional wound dressing // Colloids and Surfaces. 2022. № 214. Р. 2-13.
8. Sridharan M., Kamaraj P. Synthesis, characterization and evaluation of biosynthesized
Cerium oxide nanoparticle for its anticancer activity on breast cancer cell (MCF 7) // Materials Today: Proceedings. 2021. № 36. Р. 914-919.
9. Teng-Yun L., Chih-Yuan L. Gas-Phase Synthesis of Ni-CeOx Hybrid Nanoparticles and
Their Synergistic Catalysis for Simultaneous Reforming of Methane and Carbon Dioxide to Syngas // Phys. Chem. 2018. № 122. Р. 11789-11798.
10. Walton R.I. Solvothermal synthesis of cerium oxides // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 2011. № 57. Р. 93-108.
11. Chao F., Wanli P. Sol-gel synthesis of cerium dioxide nanoparticles coated with stimuli-responsive components and the application for conversion of D-(-)-fructose into platform molecules // Sol-Gel Science and Technology. 2018. № 88. Р. 141-162.
12. Chuan Z., Dachuan Z. Synthesis and Characterization of Cerium Dioxide Nanoparticles Obtained by a Novel Soft Mechanochemical Method Combined with Sol-Gel Method // NANO: Brief Reports and Reviews. 2017. № 12. Р. 1-8.
13. El-Habib A., Addou M. Synthesis, structural and optical characteristics of vanadium doped cerium dioxide layers // Materialia. 2021. № 18. Р. 1-8.
14. Siranjeevi R., Prakash T. Biomimetic facile synthesis of cerium oxide nanoparticles for enhanced degradation of textile wastewater and phytotoxicity evaluation // Inorganic Chemistry Communications. 2022. № 146. Р. 1 -10.
15. Kejun F., Biao S. Enhanced photocatalytic performance of magnetic multi-walled carbon nanotubes/cerium dioxide nanocomposite // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019. № 171. Р. 587-593.
16. Yosuke O., Hisashi F. Low-temperature synthesis of cerium oxide nanorods and their suppressive effect on photocatalysis of titanium dioxide // Ceramics International. 2015. № 41. Р. 15231-15234.
17. Lunxiang Y., Yanqin W. Sonochemical Synthesis of Cerium Oxide Nanoparticles-Effect of Additives and Quantum Size Effect // Colloid and Interface Science. 2002. № 246. Р. 78-84.
18. Hunt R.D., Collins J.L. Key properties of mixed cerium and zirconium microspheres prepared by the internal gelation process with previously boiled HMTA and urea // Ceramics International. 2021. № 47. Р. 23295-23299.
19. Яцмирский К.Б. Химия комплексных соединений редкоземельных элементов. Киев : Наукова думка, 1966. С. 65-66.
20. Gordeev A., Kuznetsova S., Lyutova E., Khalipova O., Fedorishin D., Selyunina L., Mal-chik A. Investigation of processes of obtaining cerium dioxide sol with polyvinyl alcohol having bioactive properties // Ceramics International. 2023. Vol. 49, is. 5. P. 7580-7588. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.10.249
21. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. URL: https://www.chem21. info/page/025240007054008067123076164240138173090190101204/ (дата обращения 30.11.2022).
22. Wenjia H., Kendrick H. Improving the valence self-reversible conversion of cerium nanoparticles on titanium implants by lanthanum doping to enhance ROS elimination and osteogenesis // Dental materials. 2022. № 38. Р. 1362-1375.
23. Kuznetsova S.A., Gordeev A.A., Fedorishin D.A., Kozik V.V. Preparation and properties of CeO2 sols stabilized by polyvinyl alcohol // Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. 2019. № 10 (4). Р. 456-465.
24. Стоянов А.О., Иванов В.К. Определение содержания Ce(III, IV) в нанодисперсном диоксиде церия химическими методами // Журнал неорганической химии. 2014. № 59. С. 139-147.
25. Zhongde D., Heinz A. Kinetic Studies of Fenton 0xidation Reaction by UV-VIS Spectro-scopy // Laboratory Chemical Education. 2018. № 6. Р. 141 -147.
References
1. Khan M., Pradhan D. Ce02-based nanocomposites: An advanced alternative to Ti02 and
Zn0 in sunscreens. Materials Express. 2019. № 9. Р. 185-202.
2. Nery E.M., Martinez R.M. A short review of alternative ingredients and technologies of
inorganic UV filters. CosmetDermatol. 2021. № 20. Р. 1061-1065.
3. Bhosale R.R., Takalkar G.D. Nanostructured co-precipitated Ce0.9Ln0.102 (Ln = La, Pr, Sm,
Nd, Gd, Tb, Dy, or Er) for thermochemical conversion of C02. Ceramics International. 2018. № 44. Р. 16688-16697.
4. Tang R., Ullah N. Enhanced C02 methanation activity over Ni/Ce02 catalyst by one-pot
method. Molecular Catalysis. 2021. № 508. Р. 1-12.
5. Placek L.M., Keenan T.J. Synthesis, Processing and the Effect of Thermal Treatment on the
Solubility, Antioxidant Potential and Cytocompatibility of Y203 and Ce02 doped Si02-Sr0-Na20 Glass-Ceramics. Journal ofBiomaterials Applications. 2022. № 37. Р. 102-117.
6. Kurtuldu F., Mutlu N. Cerium and gallium containing mesoporous bioactive glass nanopar-
ticles for bone regeneration: Bioactivity, biocompatibility andantibacterial activity. Materials Science & Engineering. 2021. № 124. Р. 1-14.
7. Muzhou T., Zhijia L. Development of tannin-bridged cerium oxide microcubes-chitosan
cryogelas a multifunctional wound dressing. Colloids and Surfaces. 2022. № 214. Р. 2-13.
8. Sridharan M., Kamaraj P. Synthesis, characterization and evaluation of biosynthesized Ce-
rium oxide nanoparticle for its anticancer activity on breast cancer cell (MCF 7). Materials Today: Proceedings. 2021. № 36. Р. 914-919.
9. Teng-Yun L., Chih-Yuan L. Gas-Phase Synthesis of Ni-CeOx Hybrid Nanoparticles and
Their Synergistic Catalysis for Simultaneous Reforming of Methane and Carbon Dioxide to Syngas. Phys. Chem. 2018. № 122. Р. 11789-11798.
10. Walton R.I. Solvothermal synthesis of cerium oxides. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 2011. № 57. Р. 93-108.
11. Chao F., Wanli P. Sol-gel synthesis of cerium dioxide nanoparticles coated with stimuli-responsive components and the application for conversion of D-(-)-fructose into platform molecules. Sol-Gel Science and Technology. 2018. № 88. Р. 141-162.
12. Chuan Z., Dachuan Z. Synthesis and Characterization of Cerium Dioxide Nanoparticles 0btained by a Novel Soft Mechanochemical Method Combined with Sol-Gel Method. NANO: Brief Reports and Reviews. 2017. № 12. Р. 1-8.
13. El-Habib A., Addou M. Synthesis, structural and optical characteristics of vanadium doped cerium dioxide layers. Materialia. 2021. № 18. Р. 1-8.
14. Siranjeevi R., Prakash T. Biomimetic facile synthesis of cerium oxide nanoparticles for enhanced degradation of textile wastewater and phytotoxicity evaluation. Inorganic Chemistry Communications. 2022. № 146. Р. 1-10.
15. Kejun F., Biao S. Enhanced photocatalytic performance of magnetic multi-walled carbon nanotubes/cerium dioxide nanocomposite. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019. № 171. Р. 587-593.
16. Yosuke 0., Hisashi F. Low-temperature synthesis of cerium oxide nanorods and their suppressive effect on photocatalysis of titanium dioxide. Ceramics International. 2015. № 41. Р. 15231-15234.
17. Lunxiang Y., Yanqin W. Sonochemical Synthesis of Cerium 0xide Nanoparticles-Effect of Additives and Quantum Size Effect. Colloid and Interface Science. 2002. № 246. Р. 78-84.
18. Hunt R.D., Collins J.L. Key properties of mixed cerium and zirconium microspheres prepared by the internal gelation process with previously boiled HMTA and urea. Ceramics International. 2021. № 47. Р. 23295-23299.
19. Yacmirskij K.B. Himiya kompleksnyh soedinenij redkozemelnyh elementov [Chemistry of complex compounds of rare earth elements]. Kiev: Naukova dumka, 1966. Р. 65-66. In Russian.
20. Gordeev A., Kuznetsova S., Lyutova E., Khalipova O., Fedorishin D., Selyunina L., Mal-chik A. Investigation of processes of obtaining cerium dioxide sol with polyvinyl alcohol having bioactive properties. Ceramics International. 2023. Vol. 49, is. 5. P. 7580-7588. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.10.249
21. Spravochnik himika. Himiya i himicheskaya tekhnologiya [Handbook of a chemist. Chemistry and chemical technology]. URL: https://www.chem21.info/page/0252400070540080 67123076164240138173090190101204/ (accessed: 30.11.2022). In Russian.
22. Wenjia H., Kendrick H. Improving the valence self-reversible conversion of cerium nanoparticles on titanium implants by lanthanum doping to enhance ROS elimination and osteogenesis. Dental materials. 2022. № 38. Р. 1362-1375.
23. Kuznetsova S.A., Gordeev A.A., Fedorishin D.A., Kozik V.V. Preparation and properties of CeO2 sols stabilized by polyvinyl alcohol. Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. 2019. № 10 (4). Р. 456-465.
24. Stoyanov A.O., Ivanov V.K. Opredelenie soderzhaniya Ce(III, IV) v nanodispersnom diokside ceriya himicheskimi metodami [Determination of Ce(III,IV) Content in Nanodis-persed Cerium Dioxide by Chemical Methods]. Journal of Inorganic Chemistry. 2014. № 59. Р. 139-147. In Russian.
25. Zhongde D., Heinz A. Kinetic Studies of Fenton Oxidation Reaction by UV-VIS Spectroscopy. Laboratory Chemical Education. 2018. № 6. Р. 141-147.
Сведения об авторах:
Гордеев Александр Александрович - аспирант Национального исследовательского Томского государственного университета, Томск, Россия. E-mail: [email protected] Кузнецова Светлана Анатольевна - кандидат химических наук, доцент, доцент Национального исследовательского Томского государственного университета, Томск, Россия. E-mail: [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about the authors:
Gordeev Aleksandr A. - Postgraduate Student of National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia. E-mail: [email protected]
Kuznetsova Svetlana A. - Candidate of Chemical Sciences, Assistant Professor, Assistant Professor of Department of Chemistry, National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia. E-mail: [email protected]
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 17.11.2022; принята к публикации 09.02.2023 The article was submitted 17.11.2022; accepted for publication 09.02.2023
