We synthesized Fe-doped $TiO_2/{\alpha}-Fe_2O_3$ core-shell nanowires(NWs) by means of a co-electrospinning method and demonstrated their magnetic properties. To investigate the structural, morphological, chemical, and magnetic properties of the samples, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy were used, as was a vibrating sample magnetometer. The morphology of the nanostructures obtained after calcination at $500^{\circ}C$ exhibited core/shell NWs consisting of $TiO_2$ in the core region and ${\alpha}-Fe_2O_3$ in the shell region. In addition, the XPS results confirmed the formation of Fe-doped $TiO_2$ by the doping effect of $Fe^{3+}$ ions into the $TiO_2$ lattice, which can affect the ferromagnetic properties in the core region. For comparison, pure ${\alpha}-Fe_2O_3$ NWs were also fabricated using an electrospinning method. With regard to the magnetic properties, the Fe-doped $TiO_2/{\alpha}-Fe_2O_3$ core-shell NWs exhibited improved saturation magnetization(Ms) of approximately ~2.96 emu/g, which is approximately 6.1 times larger than that of pure ${\alpha}-Fe_2O_3$ NWs. The performance enhancement can be explained by three main mechanisms: the doping effect of Fe ions into the $TiO_2$ lattice, the size effect of the $Fe_2O3_$ nanoparticles, and the structural effect of the core-shell nanostructures.
4 mol% Cd-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$, 8 mol% Cd-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$ 및 12 mol% Cd-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$상에서 CO 산화반응이 각기 연구되었다. Cd의 doping level에 관계없이 반응차수는 1.5차이며 CO에 대하여 1차, $O_2$에 대하여 O.5차이다. 350∼$460^{\circ}C$의 반응온도 범위에서 CO산화반응의 활성화 에너지는 10.10∼11.30Kcal/$mol^{-1}$ 이며 Cd-doped${\alpha}-Fe_2O_3$의 전기전도도 데이타와 반응속도 데이타로부터 CO산화반응 메카니즘이 규명되었다. 특히 Cd doping 효과로부터 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 촉매활성이 격자산소의 공위에 포획되어 있는 전자의 여기(excitation)에 기인된다는 사실이 밝혀졌으며 반응분자들의 흡착자리를 알게 되었다.
The oxidation of carbon monoxide has been investigated on Ni-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$ catalyst at 300 to $450^{\circ}$. The oxidation rates have been correlated with 1.5-order kinetics; first with respect to CO and 1/2 with respect to $O_2$. Carbon monoxide is adsorbed on lattice oxygen of Ni-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$, while oxygen appears to be adsorbed on oxygen vacancy formed by Ni-doping. The conductivities show that adsorption of CO on O-lattice produces conduction electron and adsorption of $O_2$ on O-vacancy withdraws the conduction electron from vacancy. The adsorption process of CO on O-lattice is rate-determining step and dominant defect of Ni-doped ${\alpha}-Fe_2O_3$ is suggested from the agreement between kinetic and conductivity data.
Aljawhara H. Almuqrin;K.A. Mahmoud;U. Rilwan;M.I. Sayyed
Nuclear Engineering and Technology
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제56권7호
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pp.2711-2717
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2024
The current work aims to fabricate metal oxide-doped (PbO, Fe2O3, MgO, and Al2O3, each of which boasts a purity of 99%) zinc barium borate glasses through the melt quenching technique at the 1000 ℃ melting temperature. The results showed that adding 5 mol.% of metal oxides PbO, Fe2O3, Al2O3, and MgO increases the density of the zinc barium borate glasses. Additionally, the fabricated glasses' mechanical properties were determined based on the Makishima-Mackenzie model, which proved that the highest mechanical properties were achieved for glasses doped with Al2O3 compounds. The mechanical moduli for the glasses doped with Al2O3 reach 80.95 GPa (Young), 59.90 GPa (bulk), 31.75 GPa (shear), and 102.23 GPa (longitudinal). Additionally, the Al2O3-doped glasses' microhardness reaches 4.77 GPa. Moreover, estimation of the fabricated glasses' gamma-ray shielding capacity utilized Monte Carlo simulation. The highest linear attenuation coefficients are 29.132, 19.906, 19.243, and 18.923 cm-1 obtained at 0.033 MeV for glasses dopped by PbO, Fe2O3, MgO, and Al2O3, respectively. Therefore, glasses doped with 5 mol.% of PbO have high gamma-ray shielding capacities followed by glasses doped by Fe2O3.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제5권5호
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pp.189-193
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2004
Pure and Sn or Pt doped $\alpha-Fe_2O_3$ thin films were prepared on $Al_2O_3$ substrates by RF-magnetron sputtering method and the sensitivities were compared. It was found that pure $\alpha-Fe_2O_3$ thin films did not exhibit much selectivity in CO and $i-C_4H_{10}$ gases while it showed the high sensitivity in proportion to the gas concentration of $C_2H_{5}OH$ gas. Pt-doped $\alpha-Fe_2O_3$ showed to be alike sensing properties as pure $\alpha-Fe_2O_3$ thin film in $C_2H_{5}OH$ gas. However, Sn-doped $\alpha-Fe_2O_3$ thin films exhibited the excellent sensitivity and selectivity in Hz gas. After microstructure modification by plasma etching on pure $\alpha-Fe_2O_3$ thin films, the gas sensing characteristics were dramatically changed.
$Fe_2O_3$ is one of the most important metal oxides for gas sensing applications because of its low cost and high stability. It is well-known that the shape, size, and phase of $Fe_2O_3$ have a significant influence on its sensing properties. Many reports are available in the literature on the use of $Fe_2O_3$-based sensors for detecting gases, such as $NO_2$, $NH_3$, $H_2S$, $H_2$, and CO. In this paper, we investigated the gas-sensing performance of a Pt-doped ${\varepsilon}$-phase $Fe_2O_3$ gas sensor. Pt-doped $Fe_2O_3$ nanoparticles were synthesized by a Sol-Gel method. Platinum, known as a catalytic material, was used for improving gas-sensing performance in this research. The gas-response measurement at $300^{\circ}C$ showed that $Fe_2O_3$ gas sensors doped with 3%Pt are selective for $NO_2$ gas and exhibita maximum response of 21.23%. The gas-sensing properties proved that $Fe_2O_3$ could be used as a gas sensor for nitrogen dioxide.
The preparation and characterization of semiconductive electrodes of MgO doped $Fe_2O_3$ were investigated. Pellets of MgO doped $Fe_2O_3$ were sintered at high temperatures between 1300$^{\circ}$C and 1400$^{\circ}$C and quenched rapidly in distilled water. The surfaces were analyzed by X-ray diffraction and scanning Auger electron spectroscopy. The surfaces of pellets contained both corundum structure ($Fe_2O_3$) and spinel structure ($Mg_xFe_{3-x}O_4$). Electrodes made of this material gave comparable anodic and cathodic photocurrents under illumination. The cathodic and anodic photocurrent on these photoelectrodes were verified high at 5-10 wt. percent that is critical doping amounts.
Self-cleaning fabric is a fabric having a function of decotamination via photodecomposition of photocatalyst or wash-off of contaminants on the superhydrophobic surface. TiO2 is the main photocatalyst for this purpose, but it only functions under UV light which is only a little portion of sunlight, compared to visible light. In this regard, this study aims to investigate Fe-doped TiO2 for improved photodecomposition from visible light sensitization to apply self-cleaning finishing of PET fabrics. Moreover, the Fe-doped TiO2 treated PET fabric was further treated with hexadecyltrimethoxysilane to provide superhydrophobicity on the PET fabrics. As a result of this dual treatment, the prepared fabric exhibited excellent photodecomposition of methylene blue with 96.96% in 12h under sunlight and superhydrophobicity with water contact angle of 166.5° and roll-off angle of 7°. This suggested that the excellent self-cleaning functions can be privided to PET fabric via Fe-doped TiO2 and hexadecyltrimethoxysilane treatment.
한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 12th KACG Technical Meeting and the 4th Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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pp.139-143
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1997
The doping effects of Mg and/or Fe ions on congruent LiNbO$_3$ single crystal growth were studied in order to clarify the roles of MgO in Fe doped LiNbO$_3$ single crystals. The effective distribution coefficienct of Fe was found decreased drastically from 0.85 to 0.5 by the addition of MgO into the LiNbO$_3$ melt. M ssbauer spectra revealed that the addition of MgO reduces the occurrence of Fe2+ ions during growth in air. Therefore, it is likely that there would be two important roles of MgO in Fe doped LiNbO$_3$. One is to suppress the incorporation of all Fe ions, and the other is to reduce the concentration of Fe2+ ions among the total Fe ions.
The compositional dependence of bismuth iron oxides and effect of La-substitutions in the structure of $BiFeO_3$ compounds were investigated, which compounds were synthesized by conventional ceramic processing. It is shown that some of bismuth iron oxides including $BiFeO_3$ show the narrow single phase region. The effect of La-doping in $BiFeO_3$ was presented as disappearance of many impurity phases of Bi-Fe-O compounds. The lower electrical resistivity was obtained as those compositions of Fe deficient region and La-doped $BiFeO_3$. The saturation magnetization of La-doped $BiFeO_3$ was increased with La content. The dielectric dispersion was also observed for those Bi-Fe-O compounds with Fe deficient and La-doped $BiFeO_3$ at low frequencies under 1 kHz.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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