Синтезированы частицы магнетита Fe3O4 методом соосаждения солей двух- и трехвалентного железа в присутствии гидрата аммиака при мольном соотношении Fe3+/Fe2+ = 2:1, в качестве стабилизатора использовали цитрат натрия. В результате хемосорбции на поверхности частиц магнетита прочно закрепляются цитрат-анионы, создающие сильный отрицательный заряд. Методом динамического светорассеяния определены размеры синтезированных наночастиц магнетита d = 75,9 нм и их электрокинетический потенциал ζ =- 45,4 мВ. Проведена химическая модификация по реакционноспособным гидроксильным группам цитрусового пектина. Функционализацию магнетита проводили при оптимальном соотношении биополимера и магнетита в смеси 5:1. Формирование магнитных нанокомпозитов подтверждали методом ИК Фурье-спектроскопии. При варьировании концентрации магнитных флокулянтов на основе магнетита и природных полимеров и величины рН среды, рассмотрено их влияние на флокулирующие параметры системы. Отмечено, что различия в значениях флокулирующего эффекта при варьировании рН среды обусловлено не только изменением строения двойного электрического слоя вокруг частиц голубой глины, но и изменением характера адсорбции макромолекул магнитных флокулянтов на частицах дисперсной фазы - макромолекулы адсорбируются либо на одной частице дисперсной фазы, либо на уже образовавшихся флокулах. Установлено, что механизм флокуляции определяется величиной заряда частиц суспензии голубой глины и заряженных макромолекул магнитного флокулянта. Выявленные закономерности и эффекты процесса флокуляции в режиме свободного (нестесненного) оседания представляются перспективными для направленного регулирования и управления устойчивости суспензий с участием магнитных нанокомпозитов.
Magnetite (Fe₃O₄) particles were synthesized via the co-precipitation method from salts of divalent and trivalent iron in the presence of ammonia hydrate, with a molar ratio of Fe³⁺/Fe²⁺ = 2:1, using sodium citrate as a stabilizer. As a result of chemisorption, citrate anions become firmly attached to the surface of the magnetite particles, generating a strong negative charge. The size of the synthesized magnetite nanoparticles was determined by dynamic light scattering to be d = 75.9 nm, with a ζ-potential of -45.4 mV. Chemical modification was performed using the reactive hydroxyl groups of citrus pectin. Functionalization of magnetite was carried out at an optimal biopolymer-to-magnetite ratio of 5:1 in the mixture. The formation of magnetic nanocomposites was confirmed by Fourier-transform infrared spectroscopy. By varying the concentration of magnetic flocculants based on magnetite and natural polymers, as well as the pH of the medium, their influence on the flocculation parameters of the system was examined. It was observed that the differences in the flocculation effect with varying pH are due not only to changes in the structure of the electrical double layer around the blue clay particles but also to changes in the adsorption behavior of the magnetic flocculant macromolecules on the dispersed phase particles-macromolecules adsorb either onto a single dispersed-phase particle or onto already formed flocs. It was established that the flocculation mechanism is determined by the charge magnitude of the blue clay suspension particles and the charged macromolecules of the magnetic flocculant. The identified patterns and effects of the flocculation process under free (unhindered) sedimentation conditions appear promising for the directed regulation and control of suspension stability involving magnetic nanocomposites.