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New insights into pertinent Fe-complexes for the synthesis of iron via the instant polyol process

  • Chemically synthesized iron is in demand for biomedical applications due to its large saturation magnetization compared to iron oxides. The polyol process, suitable for obtaining Co and Ni particles and their alloys, is laborious in synthesizing Fe. The reaction yields iron oxides, and the reaction pathway remains unexplored. This study shows that a vicinal polyol, such as 1,2-propanediol, is suitable for obtaining Fe rather than 1,3-propanediol owing to the formation of a reducible Fe intermediate complex. X-ray absorption spectroscopy analysis reveals the ferric octahedral geometry and tetrahedral geometry in the ferrous state of the reaction intermediates in 1,2-propanediol and 1,3-propanediol, respectively. The final product obtained using a vicinal polyol is Fe with a γ-Fe2O3 shell, while the terminal polyol is favourable for Fe3O4. The distinct Fe–Fe and Fe–O bond lengths suggest the presence of a carboxylate group and a terminal alkoxide ligand in the intermediate ofChemically synthesized iron is in demand for biomedical applications due to its large saturation magnetization compared to iron oxides. The polyol process, suitable for obtaining Co and Ni particles and their alloys, is laborious in synthesizing Fe. The reaction yields iron oxides, and the reaction pathway remains unexplored. This study shows that a vicinal polyol, such as 1,2-propanediol, is suitable for obtaining Fe rather than 1,3-propanediol owing to the formation of a reducible Fe intermediate complex. X-ray absorption spectroscopy analysis reveals the ferric octahedral geometry and tetrahedral geometry in the ferrous state of the reaction intermediates in 1,2-propanediol and 1,3-propanediol, respectively. The final product obtained using a vicinal polyol is Fe with a γ-Fe2O3 shell, while the terminal polyol is favourable for Fe3O4. The distinct Fe–Fe and Fe–O bond lengths suggest the presence of a carboxylate group and a terminal alkoxide ligand in the intermediate of 1,2-propanediol. A large Fe–Fe bond distance suggests diiron complexes with bidentate carboxylate bridges. Prominent high-spin and low-spin states indicate the possibility of transition, which favors the reduction of iron ions in the reaction using 1,2-propanediol.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:S. K. Somasundaram, Ana Buzanich, Franziska Emmerling, S. Krishnan, K. Senthilkumar, R.J. Joseyphus
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Physical Chemistry Chemical Physics
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.0 Abteilungsleitung und andere
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
Verlag:Royal Society of Chemistry (RSC)
Jahrgang/Band:25
Ausgabe/Heft:33
Erste Seite:21970
Letzte Seite:21980
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Nanoparticle; XAS
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1039/D3CP01969A
ISSN:1463-9076
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:16.08.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:16.08.2023
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