SÍNTESE DE CARACTERIZAÇÃO DE NANOFERRITAS DE ZINCO VISANDO APLICAÇÃO EM MATRIZES CIMENTÍCIAS

Autores/as

  • Juliana Maria McCartney da Fonseca UTFPR
  • Virgínia Turatti Coladetti UTFPR
  • Eduardo Gavazzoni
  • Juliana Regina Kloss UTFPR
  • Wellington Mazer UTFPR

DOI:

https://doi.org/10.36557/2674-9432.2026v5n4p624-636

Palabras clave:

ZnFe2O4, Coprecipitação, Caracterização microestrutural

Resumen

Dentre as ferritas descritas na literatura, destaca-se a ferrita de zinco (ZnFe2O4), um óxido misto, com estrutura de espinélio e que, quando obtida na forma de nanopartículas, apresenta elevada área superficial, propriedades físico-químicas particulares e modificações no comportamento magnético. Devido a isso, esse material tem despertado interesse em diversas frentes tecnológicas para diferentes finalidades como processos catalíticos e fotocatalíticos, remediação ambiental, produção de sensores e dispositivos eletroquímicos, além do desenvolvimento de compósitos cimentícios. Entre as rotas de síntese possíveis para obtenção deste óxido, a coprecipitação destaca-se pela simplicidade operacional, escalabilidade e viabilidade econômica, sendo frequentemente apontada como uma alternativa promissora para a produção desse material em larga escala. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar as nanoferritas de zinco, visando aplicações futuras em matrizes cimentícias. As nanopartículas foram obtidas por coprecipitação em meio aquoso, utilizando-se cloreto de zinco (ZnCl2) e cloreto férrico (FeCl3) como sais precursores e hidróxido de sódio (NaOH), como agente precipitante. As técnicas utilizadas inicialmente para avaliação do material foram difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). No que se refere à obtenção do material, a rota de coprecipitação mostrou viabilidade por combinar simplicidade operacional, possibilidade de escalonamento e menor exigência de infraestrutura, características que favorecem a inserção em processos industriais da construção civil, se comparada a rotas de síntese mais complexas. No DRX, a correspondência entre o pico principal em torno de 35° e a reflexão característica da estrutura espinélio, associada ao ajuste obtido na análise restrita ao sistema Zn–Fe–O, fornece evidência favorável à presença de ZnFe2O4. As micrografias de MEV evidenciaram que o material apresenta morfologia heterogênea, com superfícies irregulares e aspecto compatível com agregação de partículas finas. Deste modo, conclui-se nesta etapa preliminar, que o método de síntese utilizado permitiu a obtenção de um produto estruturalmente compatível com a ferrita de zinco, com potencial de escalonamento produtivo e perspectiva de aplicação em futuras em matrizes cimentícias.

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Citas

ABDEL-AZIM, S M.; EL-DESOUKI, Doaa S.; MADY, Amr H.; AMAN, Delvin. Construction

of novel Z-scheme heterojunction in ZnFe2O4/p25 @ mof-5 nanocomposite from plastic

waste for efficient photodegradation of aqueous BTX under visible light. Journal of

Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, v. 34, p. 1776–1791, 2024. DOI:

10.1007/s10904-023-02917-0.

ABDULHAMID, Zeyad M.; DABBAWALA, Aasif A.; DELCLOS, Thomas; STRAUBINGER,

Rainer; RUEPING, Magnus; POLYCHRONOPOULOU, Kyriaki; ANJUM, Dalaver H.

Synthesis, characterization, and preliminary insights of ZnFe2O4 nanoparticles into potential

applications, with a focus on gas sensing. Scientific Reports, v. 13, p. 19705, 2023. DOI:

10.1038/s41598-023-46960-w.

BHATTU, Monika; ACEVEDO, Roberto; SHNAIN, A. A comprehensive review on the

synthesis routes, properties and potential applications of znfe2o4 ferrites. E3S Web of

Conferences, v. 588, p. 02014, 2024. DOI: 10.1051/e3sconf/202458802014.

BOHRA, Murtaza; ALMAN, Vidya; ARRAS, Rémi. Nanostructured znfe2o4: An exotic energy

material. Nanomaterials, v. 11, n. 5, p. 1286, 2021. DOI: 10.3390/nano11051286.

CAI, Congyu; SUN, Yufeng; XIAO, Yulan; ZHENG, Weiye; PAN, Minhui; WANG, Weiwei.

Interface engineering of ZnO-decorated ZnFe2O4 for enhanced CO2 reduction performance.

Molecules, v. 30, n. 19, p. 3980, 2025. DOI: 10.3390/molecules30193980.

CHEN, Qian; ZHANG, Xin. Nanoparticle self-assemblies with modern complexity. MRS

Bulletin, Springer, v. 49, n. 4, p. 307–314, 2024. DOI: 10.1557/s43577-024-00687-9.

CHEN, Xue; LIU, Yifan; ZHANG, Hong; ZHAO, Rui; WANG, Jiawei. Transformation and

spectral characteristics of poorly crystalline ferrihydrite in aqueous systems: Implications for

phase identification. Minerals, v. 14, n. 6, p. 618, 2024. DOI: 10.3390/min14060618.

DIPPONG, Thomas; SAVOLSZKI-MADARAS, Anamaria-Magdalena; REIZ, Raul Marius;

PETEAN, Ioan; CADAR, Oana. Thermal, structural, and morphological analysis of

znfe2o4 embedded and non-embedded in a sio2 matrix for magnetic and photocatalytic

applications. Nanomaterials, v. 15, p. 1644, 2025. DOI:10.3390/nano15211644. Disponível em:

https://doi.org/10.3390/nano15211644.

DÖBELIN, Nicola. Profex User Manual Version 4.3: Part 2 — Using Profex. 2021. Acesso

em: 16 mar. 2026. Disponível em: https://www.profex-xrd.org/wp-content/uploads/2022/04/

Profex-BGMN-Part-2-Application-EN.pdf.

GAVAZZONI, Eduardo. Modificação e caracterização das fibras de Luffa cylindrica com

nanoferritas de zinco. 2024. Dissertação (Dissertação (Mestrado em Química)) — Universidade

Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.

GRAEF, M. DE; MCHENRY, M. E. Structure of Materials: An Introduction to Crystallography, Diffraction and Symmetry. Cambridge: Cambridge University Press, 2012.

GRANONE, L. I.; ULPE, A. C.; ROBBEN, L.; KLIMKE, S.; JAHNS, M.; RENZ, F.; GESING,

T. M.; BREDOW, T.; DILLERT, R.; BAHNEMANN, D. W. Effect of the degree of inversion on

optical properties of spinel znfe2o4. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 20, n. 44, p.

28267–28278, 2018. DOI: 10.1039/C8CP05061A.

HEJAZI, Afnan S.; AL-HUNAITI, Afnan; BSOUL, Ibrahim; MOHAIDAT, Qusai; MAHMOOD,

S. Optimizing the synthesis of znfe2o4 through chemical and physical methods: effects of the

synthesis route on the phase purity, inversion, and magnetic properties of spinel zinc ferrite.

Physica Scripta, v. 99, n. 6, p. 065029, 2024. DOI: 10.1088/1402-4896/ad4746.

KAMAZAWA, K.; TSUNODA, Y.; KADOWAKI, H.; KOHN, K. Magnetic neutron scattering

measurements on a single crystal of frustrated znfe2o4. Physical Review B, v. 68, n. 2, p.

024412, 2003. DOI:10.1103/PhysRevB.68.024412.

MO, Xiaoyao; XU, Guangxu; KANG, Xiaochan; YIN, Hang; CUI, Xiaochen; ZHAO, Yuling;

ZHANG, Jianmin; TANG, Jie; WANG, Fengyun. A facile microwave hydrothermal synthesis of

ZnFe2O4/rgo nanocomposites for supercapacitor electrodes. Nanomaterials, v. 13, n. 6, p. 1034, 2023. DOI: 10.3390/nano13061034.

NGUYEN, A. T.; PHAN, Ph. H. Nh.; MITTOVA, I. Ya.; KNUROVA, M. V.; MITTOVA,

V. O. The characterization of nanosized znfe2o4 material prepared by coprecipitation.

Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, v. 7, n. 3, p. 459–463, 2016. DOI:

10.17586/2220-8054-2016-7-3-459-463.

NGUYEN, Linh T. Tr.; NGUYEN, Khanh D. M.; NGUYEN, Tien A.; NO, Kwangsoo. The

synthesis of zinc ferrite spinel: Determination of ph value in the co-precipitation step. Ceramics

International, v. 48, n. 3, p. 4090–4095, 2022. DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.10.199.

NITIKA; RANA, Anu; KUMAR, Vinod. Investigation on anneal-tuned properties of ZnFe2O4

nanoparticles for use in humidity sensors. Applied Physics A, v. 127, n. 8, p. 609, 2021. DOI:

10.1007/s00339-021-04755-8.

PRADEEP, A.; PRIYADHARSINI, P.; CHANDRASEKARAN, G. Structural, magnetic and

electrical properties of nanocrystalline zinc ferrite. Journal of Alloys and Compounds, v. 509,

p. 3917–3923, 2011. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.12.168.

PUSPITASARI, Poppy; RIZKIA, Ufsarah Anugrah; SUKARNI; PERMANASARI, Avita Ayu;

TAUFIQ, Ahmad; PUTRA, Andika Bagus Nur Rahma. Effects of various sintering conditions

on the structural and magnetic properties of zinc ferrite (ZnFe2O4). Materials Research, v. 24,

n. 1, p. e20200300, 2021. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2020-0300.

RAMSHANKAR, P.; HOWARD, Eric; SRINIVASAN, Vellayan; PRABU, D.; DHANRAJ,

Joshuva Arockia; KUMAR, M. Jogendra; RAJENDIRAN, M. Nanoscale characterization and

imaging techniques for material analysis. In: ICMSA24: Proceedings of the 5th International

Conference on Material Science and Applications. [S.l.]: AIP Publishing, 2025. v. 3300, n. 1,

p. 020023–1–020023–5.

SANCHEZ-LIEVANOS, Karla R.; STAIR, James L.; KNOWLES, Kathryn E. Cation

distribution in spinel ferrite nanocrystals: Characterization, impact on their physical properties,

and opportunities for synthetic control. Inorganic Chemistry, v. 60, n. 7, p. 4291–4305, 2021.

DOI: 10.1021/acs.inorgchem.1c00040.

SASSI, Mehdi; KHATTECH, Ikbal; MOUSSA, Nader et al. Structural evolution of iron

oxyhydroxide precursors and their diffraction signatures in low-temperature syntheses. Journal

of Molecular Structure, v. 1308, p. 138157, 2024. DOI: 10.1016/j.molstruc.2024.138157. WANG, Lili; HU, Changchao; YANG, Ze; GUO, Songding; ZHANG, Tingting; LI, Shangyi.

Simple co-precipitation of iron minerals for the removal of phenylarsonic acid: Insights into

the adsorption performance and mechanism. Molecules, v. 28, n. 8, p. 3448, 2023. DOI:

10.3390/molecules28083448.

SCHECK, Johanna; LEMKE, Tobias; GEBAUER, Denis. The role of chloride ions

during the formation of akaganéite revisited. Minerals, v. 5, n. 4, p. 778–787, 2015. DOI:

10.3390/min5040524.

TABESH, Farbod; MALLAKPOUR, Shadpour; HUSSAIN, Chaudhery Mustansar. Recent

advances in magnetic semiconductor znfe2o4 nanoceramics: History, properties, synthesis,

characterization, and applications. Journal of Solid State Chemistry, v. 322, p. 123940, 2023.

DOI: 10.1016/j.jssc.2023.123940.

VOLKOV, F. S.; KAMENSKII, M. A.; VOSKANYAN, L. A.; BOBRYSHEVA, N. P.;

OSMOLOVSKAYA, O. M.; ELISEEVA, S. N. Impact of ZnFe2O4 nanoparticles parameters

on magnetic and electrochemical performance. Materialia, v. 34, p. 102046, 2024. DOI:

10.1016/j.mtla.2024.102046.

WANG, Jin; YANG, Xian; KLEMES, Jiri Jaromir; TIAN, Ke; MA, Ting; SUNDEN, Bengt. A

review on nanofluid stability: preparation and application. Renewable and Sustainable Energy

Reviews, v. 188, p. 113854, 2023. DOI: 10.1016/j.rser.2023.113854.

XIAO, Haigang; ZHANG, Hongbo; GUO, Yan; HAO, Hongduo; CHANG, Hao; LI, Ying.

Formation of akaganeite in atmospheric corrosion of carbon steel induced by NaCl particles in

an 85% RH environment. Materials, v. 18, n. 19, p. 4462, 2025. DOI: 10.3390/ma18194462.

ZHANG, M. et al. The preparation of znfe2o4 from coal gangue for use as a photocatalytic

reagent in the purification of dye wastewater via the pms reaction. Materials, v. 19, n. 1, p. 169, 2026. DOI: 10.3390/ma19010169.

Publicado

2026-06-02

Cómo citar

FONSECA, Juliana Maria McCartney da; TURATTI COLADETTI, Virgínia; GAVAZZONI, Eduardo; REGINA KLOSS, Juliana; MAZER, Wellington. SÍNTESE DE CARACTERIZAÇÃO DE NANOFERRITAS DE ZINCO VISANDO APLICAÇÃO EM MATRIZES CIMENTÍCIAS . Periódicos Brasil. Pesquisa Científica, Macapá, Brasil, v. 5, n. 4, p. 624–636, 2026. DOI: 10.36557/2674-9432.2026v5n4p624-636. Disponível em: https://periodicosbrasil.emnuvens.com.br/revista/article/view/910. Acesso em: 7 jun. 2026.