Hiện nay việc tổng hợp, nghiên cứu tính chất đặc trưng và tìm kiếm ứng dụng trong xử lí mơi trường của các oxit nano, nhất là các oxit phức hợp kiểu spinel đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.
Bằng phương pháp đồng kết tủa tác giả [6] đã được tổng hợp thành cơng CoFe2O4khi nung ở 700oC trong 1,5 giờ. Các hạt nano thu được cĩ cấu trúc lập phương với kích thước tinh thể trung bình cỡ 30 ÷ 50 nm. Tác giả [14] đã tổng hợp được oxit nano CuFe2O4 cĩ kích thước hạt nhỏ (0,5 ÷ 5 nm), diện tích bề mặt cao (214,55 m2/ g). Nano ZnFe2O4 cĩ kích thước đạt 18 nm cũng được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa [11].
Oxit nano MnFe2O4 cũng được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy, với ba chất nền khác nhau là ure, glyxin, glucozơ [23]. Khi nung ở 600ºC đều thu được đơn pha MnFe2O4, cĩ kích thước hạt là 15 nm đối với các chất nền là ure và glyxin, và 12 nm đối với chất nền glucozơ.
Sử dụng phương pháp sol-gel với mơi trường phân tán là axit xitric, tác giả [6] đã tổng hợp NiFe2O4 . Các hạt oxit thu được cĩ kích thước trung bình khoảng 24 ÷ 31 nm.
Các ferit được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như vật liệu từ [25], cảm biến khí [14], xúc tác[12]. Đặc biệt trong lĩnh vực xúc tác, các ferit là chất quang xúc tác phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ ơ nhiễm như metylen xanh, 4- clophenol, thuốc nhuộm malachite green... Các ferit CuFe2O4, CoFe2O4,
ZnFe2O4 và NiFe2O4 đã được tác giả [27] sử dụng làm chất quang xúc tác trong phản ứng phân hủy 4-clophenol với sự cĩ mặt của H2O2. Sau 120 phút phản ứng, hiệu suất quang xúc tác đạt 62 %, 79%, 81 % và 78 % khi cĩ mặt của các ferit tương ứng là CuFe2O4, CoFe2O4, ZnFe2O4 và NiFe2O4.
Theo tác giả [22] khi cĩ mặt của H2O2 và CoFe2O4, phản ứng phân hủy hợp chất hữu cơ diễn ra theo cơ chế photon- Fenton dị thể. Các cation (M= Co, Fe) cĩ trong CoFe2O4 khi cĩ H2O2 ( là chất oxi hĩa ) xảy ra phản ứng Fenton theo phương trình sau:
Mn+ + H2O2 → M(n+1) + OH●+ OH-
M(n+1) + H2O2 → Mn+ + HOO●+ H+
Tác nhân OH● là nhân tố chính trong quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ. Do sự chuyển hĩa liên tục của Fe( III, II) và Co(II, III) nên tính bền của hệ ferit được tồn tại trong suốt quá trình phân hủy và các tác nhân OH● tiếp tục được tạo ra.
Kết quả của một số nghiên cứu cho thấy, khi pha tạp ion Ag vào các ferit thì kích thước tinh thể, tính chất quang và hoạt tính quang xúc tác của ferit được cải thiện [26,27].
Tác giả [26] đã tổng hợp được CuFe2O4 pha tạp Ag bằng phương pháp đồng kết tủa. Mẫu CuFe2O4 pha tạp Ag cĩ kích thước (21nm) nhỏ hơn so với CuFe2O4 tinh khiết (26 nm). Hiệu suất phân hủy 4-clophenol khi cĩ mặt của CuFe2O4 pha tạp Ag (81%) cao hơn so với CuFe2O4 tinh khiết (61%) sau 120 phút chiếu sáng bằng đèn xenon.
Kích thước tinh thể của CuFe2O4 pha tạp 2%Ag (20 nm) cao hơn CuFe2O4 tinh khiết (16 nm) khi tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy [10]. Đã xác nhận được sự tồn tại của liên kết kim loại M-O đặc trưng cho liên kết trong hốc bát diện và tứ diện bằng phương pháp phổ hồng ngoại. Dao động ở 528 cm-1 đặc trưng cho liên kết Cu2+-O trong lỗ trống tứ diện, dao động ở 418 cm-1 đặc trưng cho liên kết Fe3+-O trong lỗ trống bát diện. Tác giả đã xác định được năng
lượng vùng cấm của CuFe2O4 tinh khiết và CuFe2O4 pha tạp 2%Ag tương ứng là 2,15 và 1,6 eV. Diện tích bề mặt của mẫu CuFe2O4 pha tạp 2%Ag (15 m2/g) nhỏ hơn so với CuFe2O4 tinh khiết (30 m2/g). Tuy nhiên, hoạt tính quang xúc tác phân hủy malachite geen của mẫu CuFe2O4 pha tạp Ag (97%) cao hơn so với mẫu CuFe2O4 tinh khiết (85%) sau 240 phút chiếu sáng và cĩ mặt H2O2.
Tác giả [27] đã tổng hợp các ferit MFe2O4 ( M= Zn, Co, Ni, Cu) pha tạp 1% Ag bằng phương pháp đồng kết tủa. Đối với mẫu CuFe2O4 pha tạp Ag tồn tại pha CuO và Fe2O3 khi nung ở nhiệt độ dưới 500oC. Khi nhiệt độ nung tăng lên 600oC thì cĩ sự giảm trật tự sắp xếp của CuO và Fe2O3 và diễn ra phản ứng ở trạng thái rắn giữa CuO và Fe2O3 tạo pha CuFe2O4. Các mẫu pha tạp Ag đều cĩ kích thước nhỏ hơn mẫu ferit tinh khiết. Hiệu suất phân hủy 4-clophenol của 4 mẫu ferit MFe2O4 pha tạp 1%Ag đều cao hơn mẫu MFe2O4 tinh khiết tương ừng.