Synthesis of calcium ferrite using microwave susceptor heating

Abstract

There is a growing interest in calcium ferrite due to its diverse applications, including catalysis, magnetic storage, and environmental remediation. Conventional synthesis methods often involve prolonged heating processes. Microwave heating offers an intriguing alternative, leveraging its ability to induce rapid material synthesis. However, the response of lime and hematite to microwave heating is highly contrastive. This research delves into the synthesis of calcium ferrite under microwave heating, aiming for rapid and efficient formation. Experiments were conducted with or without a susceptor using an equimolar ratio of pure lime and hematite in the form of a pellet. Susceptor heating is necessary for the substances that do not easily absorb microwaves. The experimental results indicated that the calcium ferrite does not form even if the pellet is heated for 50 min without a susceptor. However, with the use of a susceptor, the calcium ferrite forms in 8 min of heating. The X-ray microtomography analysis reveals that the porosity ratios of 6- and 8 min-treated pellets are 2.34% and 2.65%, respectively. Also, most of the pores for all cases lie within 0-250 mu m. FE-SEM micrographs also support the formation of a highly porous structure of calcium ferrite for 8 min treated pellet. Il existe un int & eacute;r & ecirc;t grandissant dans la ferrite de calcium en raison de ses applications diverses, notamment la catalyse, le stockage magn & eacute;tique et l'assainissement de l'environnement. Les m & eacute;thodes de synth & egrave;se conventionnelles impliquent souvent des proc & eacute;d & eacute;s de chauffage prolong & eacute;s. Le chauffage par micro-ondes offre un choix int & eacute;ressant, tirant parti de sa capacit & eacute; & agrave; induire une synth & egrave;se rapide des mat & eacute;riaux. Cependant, la r & eacute;ponse de la chaux et de l'h & eacute;matite au chauffage par micro-ondes est hautement contrast & eacute;e. Cette recherche se penche sur la synth & egrave;se de ferrite de calcium sous chauffage par micro-ondes, visant une formation rapide et efficace. On a r & eacute;alis & eacute; les exp & eacute;riences avec ou sans suscepteur en utilisant un rapport & eacute;quimolaire de chaux pure et d'h & eacute;matite sous forme de boulette. Le traitement par micro-ondes assist & eacute; d'un suscepteur implique l'utilisation de mat & eacute;riaux connus comme suscepteurs pour am & eacute;liorer le chauffage des substances qui n'absorbent pas facilement les micro-ondes. Les r & eacute;sultats exp & eacute;rimentaux ont indiqu & eacute; que la ferrite de calcium ne se forme pas m & ecirc;me si la boulette est chauff & eacute;e pendant 50 min sans suscepteur. Cependant, en utilisant un suscepteur, la ferrite de calcium se forme en 8 min de chauffage. L'analyse par microtomographie aux rayons X r & eacute;v & egrave;le que le taux de porosit & eacute; des boulettes trait & eacute;es pendant 6 et 8 min est respectivement de 2.34% et 2.65%. & Eacute;galement, la plupart des pores dans tous les cas se situent entre 0 et 250 mu m. Les micrographeis de FE-MEB supportent & eacute;galement la formation d'une structure hautement poreuse de ferrite de calcium pour la boulette trait & eacute;e pendant 8 min.