فهرست

سنتز نانوذرات مغناطیسی فریت اسپینل کبالت بدون نیاز به سرفکتانت و بررسی خواص ساختاری آن

نشریه: تابستان ۱۳۹۶ - مقاله 7   صفحات :  155 تا 165



کد مقاله:
nm-206

مولفین:
فرهود حیدری: دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی و مهندسی- بخش مهندسی مواد- گروه نانوفناوری
مهرداد منطقیان: تربیت مدرس - فنی و مهندسی
سید سلمان سید افقهی: دانشکده مواد - دانشگاه امام حسین ع


چکیده مقاله:

با توجه به اهمیت نانوذرات مغناطیسی در کاربردهایی همچون کاتالیست ها و صنایع نفتی، نانوذرات حاوی عناصر آهن، کبالت و اکسیژن توسط روش همرسوبی بر سطح نانولوله های کربنی عامل دار و پلیمره شده ایجاد گردیده و با انجام عملیات آنیلینگ در دمای 220 درجه سانتی گراد به مدت 12 ساعت ساختار کریستالی فریت کبالت CoFe2O4 ایجاد گردیده است. آنالیز ساختاری ماده توسط دستگاه پراش پرتو اشعه ایکس XRD صورت گرفت. متوسط اندازه کریستالیت، 35/9 نانومتر با استفاده از رابطه شرر حاصل گردید . تست طیف سنجی مادون قرمز FTIR، در محدوده Cm-1300 تا Cm-1 4000 انجام گرفته و دو باند جذب در cm-1594 و cm-1416 مربوط به ارتعاش یون های فلزی در ساختار اسپینل شناسایی شدند و پیک های مربوط به نانولوله های کربنی عامل دار و پلی آنیلین هادی نیز آشکارسازی گردیدند. نتایج حاصل از طیف مرئی- فرابنفش موید سنتز نانولوله های پلیمره گردیده می باشد. طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM، مورفولوژی نانوکامپوزیت ساخته شده به صورت نانولوله های کربنی با پوشش یکنواخت پلیمر ساختار هسته- پوسته و نانوذرات فریتی کروی ساختار زیر خوشه ای با قطر متوسط 31/8 نانومتر مشاهده میگردد.


Article's English abstract:

Considering the importance of magnetic nanoparticles in applications such as catalysts and petroleum industries, the nanoparticles contained iron, cobalt and oxygen were created on the surface of functionalized and polymerized carbon nanotubes by co-precipitation method and With annealing operation at 220 ° C for 12 h cobalt ferrite crystal structure CoFe2O4 has been established. Structural analysis of materials by X-ray diffraction XRD was performed . Using the Scherrer equation, average crystallite size were obtained 9/35 nm. infrared spectroscopy Testing FTIR were done in the range of 300 cm-1 to 4000 cm-1. Two absorption bands were seen in 416 cm-1 and 594 cm-1 that relate to the vibration of metal ions in the spinel structure and peaks relate to carbon nanotubes and conductive polyaniline were detected. Furthermore The results of UV-Vis curves confirms that polymerized nanotubes are made. According to The Pictures obtained from scanning electron microscopy SEM and transmission electron microscopy TEM, This nanocomposite contains carbon nanotubes with uniform coating of polyaniline and spherical ferrite nanoparticles with average diameter of 8.31 nm.


کلید واژگان:
نانوذرات فریت کبالت، مواد فرو مغناطیس، روش پلیمریزاسیون بذرافشانی، روش هم رسوبی

English Keywords:
Cobalt ferrite nanoparticles، Ferromagnetic materials، seeding polymerization، co-precipitation method

منابع:

English References:
[1] Z. Liu, X. Sun, RN. Nakayama, H. Dai , "Ferroelectric ceramics: history and tech-nology"‚ ACS. Nano‚ Vol. 1(1), p. 50, 2007. [2] S. Chaudhary, J. H. Kim, K. V. Singh‚ M. Ozkan, "Fluorescence Microscopy Vis-ualization of Single Walled Carbon Nanot-ubes Using Semiconductor Nanocrystals", Nano Lett, Vol. 4 (12), pp. 2415– 2419‚ (2004). [3] V. Georgakilas, D. Gournis, V. Tzitz-ios, L. Pasquato, D. M. Guldi, M. Prato, "Decorating carbon nanotubes with metal or semiconductor nanoparticles"‚ J. Mater. Chem‚Vol. 17, pp. 2679-2694, 2007. [4] L. Chen, G. Z.Hu, G. J. Zou, S. J .Shao , X. L. Wang, "Efficient ancho- rage of Pd nanoparticles on carbon nanotubes as a ca-talyst for hydrazine oxidation"‚ Electroche mistry Communications‚ Volume 11, Issue 2, Pages. 504–507‚ 2009. [5] G. Korneva, H. H. Ye, Y. Gogotsi, D. Halverson, G. Friedman, J. C. Bradley, K. G. Kornev, "Carbon Nanotubes Loaded w-ith Magnetic Particles"‚ Nano Lett, volum- me 5 (5), pp. 879–884, 2005. [6] X. G. Hua, S. J. Dong, "Metal nanom-aterials and carbon nanotubes synthesis, f- unctionalization and potential applications towards electrochemistry"‚ J. Mater. Che-m‚ volume 18‚ pp. 1279-1295‚ 2008. [7] D. Hisada, Y. Fujiwara, H. Sato, M. Ji- mbo, T. Kobayashi, K. Hata, "Structure a-nd magnetic properties of FeCo nanoparti-cles encapsulated in carbon nanotubes gro-wn by micr-owave plasma enhanced che-mical vapor deposition", Volume 323, Iss-ue 24, Pages 3184–3188, 2011. [8] T. Suzuki, T. Tanaka, K. Ikemizu, "H-igh density recording capability for advan-ced particulate media", Magnetism and M-agnetic Materials, Volume. 235, Issues. 1–3, pp. 159–164, 2001. [9] T. Suzuki, T. Tanaka, " Interparticle i-nteraction and thermal stability of ultrafine Ba ferrite particles for highdensity recordi-ng", Magnetism and Magnetic Materials, Volume. 242–245, Part 1, P. 328–330, 2002. [10] W. S. Seo, et al., "FeCo/graphitic she-ll nanocrystals as advanced magnetic reso-nance imaging and near infrared agents", Nature Materials, Volume. 5, pp. 971- 976, (2006). [11] M. Lewin. et al‚ "Tat peptide derivati-zed magnetic nanoparticles allow in vivo tracking and recovery of progenitor cells" ‚ Nature Biotechnology‚ volume. 18‚ pp. 410-414‚ (2000). [12] D. Hasegawa, H. Yang, T. Ogawa, M. Takahashi, "Challenge of ultra high frequ-ency limit of permeability for magnetic na-noparticle assembly with organic polymer application of superparamagnetism"‚ Mag-netism and Magnetic Materials‚ volume. 321‚ pp. 746-749‚ (2009) . [13] H. T. Yang, D. Hasegawa, M. Takah-ashi, T. Ogawa, "Achieving a noninteracti-ng magnetic nanoparticle system through direct control of interparticle spacing"‚ ph- ysics Letters‚ volume. 94‚ 2009. [14] Z. L. Wang, X. J. Liu, M. F. Lv, K.Y. Yang, J. Meng, "A facile cogelation route to synthesize FeCo/carbon nanocomposites and their application as magnetically sepa-rable adsorber"‚ Journal of Alloys and Co-mpounds‚ Volume. 509, Issue. 3‚ pp. 585-589‚ 2011. [15] Z. L. Wang, X. J. Liu, M. F. Lv, J. M-eng, "A new kind of mesoporous Fe7Co3/c-arbon nanocomposite and its application as magnetically separable adsorber"‚ Materia-ls Letters‚ Volume. 64‚ pp. 1219-1221‚ 2010. [16] D. Carta, G. Mountjoy, M. Gass, G. Navarra, M.F. Casula, A. Corrias, "Struct- ural characterization study of FeCo alloy nanoparticles in a highly porous aerogel silica matrix"‚ Journal of Chemical Physic-s‚ Volume. 127‚ 2007. [17] K. D. Sorge, et al, "Magnetic properti- es of Fe–Co catalysts used for carbon nan-ofiber synthesis"‚ Journal of Applied Phys-ics‚ volume.104‚ 2008. [18] I. M. L. Billas, A. Châtelain, W. A. deHeer, "Magnetism from the Atom to the Bulk in Iron, Cobalt, and Nickel Clusters"‚ Science‚ volume. 265‚ Issue. 5179‚ pp. 1682- 1684‚ 1994. [19] D. A. Eastham, P. M. Denby, A. Harr-ison, I. W. Kirkman, A. G. Whittaker, "En-hanced magnetocrystalline anisotropy in deposited cobalt clusters"‚ Journal of Phy-sics: Condensed Matter‚ volume. 14‚ num-ber. 3‚ p. 605‚ 2002. [20] S. V. Komogortsev, R. S. Iskhakov, A. D. Balaev, A. G. Kudashov, A. V. Ok-otrub, S. I. Smirnov, "Magnetic properti-es of Fe3C ferromagnetic nanoparticles encapsulated in carbon nanotubes"‚ Ph-ysics Solid State‚ volume. 49‚ pp. 734- 738‚ 2007. [21] L. M. Ang, T. S. A. Hor, G. Q. Xu, C. H. Tung, S. P. Zhao, J. L. S. Wang, "Elect- roless Plating of Metals on to Carbon nan- anotubes Activated by a Single Step Acti-vation Method"‚ Chem. Mater‚ volume. 11 (8)‚ pp. 2115–2118‚ 1999. [22] J. Chen, M. Wang, B. Liu, Z. Fan, K. Cui,Y. Kuang, "Platinum Catalysts Prepar-ed with Functional Carbon Nanotube Def-ects and Its Improved Catalytic Performan-ce for Methanol Oxidation"‚ J. Phys. Che-m. B, volume. 110 (24), pp. 11775–11779 , 2006. [23] J. S. Ye, H. F. Cui, X. Liu, T. M. Lim, W. D. Zhang, F. S. Sheu, "Preparation and Characterization of Aligned Carbon Nano-tube–Ruthenium Oxide Nanocomposites for Supercapacitors‚ Small‚ volume. 1, Iss-ue. 5‚ pp. 560–565‚ 2005. [24] J. N. Xie, S. Y. Wang, L. Aryasoma- yajula, V. K. Varadan, "Platinum decorate-d carbon nanotubes for highly sensitive a-mperometric glucose sensing"‚ Nanotechn-ology‚ Volume. 18, Number. 6‚ 2007. [25] J. Y. Liu, Z. Guo, F. L. Meng, Y. Jia, J. H. Liu, "A Novel Antimony?Carbon Nanotube?Tin Oxide Thin Film:? Carbon Nanotubes as Growth Guider and Energy Buffer. Application for Indoor Air Polluta-nts Gas Sensor"‚ J. Phys. Chem‚ Volume. 112 (15)‚ pp. 6119–6125‚ 2008. [26] G. Girishkumar, K. Vinodgopal, P. V. Kamat, "Carbon Nanostructures in Portabl-e Fuel Cells: Single Walled Carbon Nanot-ube Electrodes for Methanol Oxidation an-d Oxygen Reduction"‚ J. Phys. Chem. B‚ volume. 108 (52)‚ pp. 19960–19966‚ 2004. [27] K. Nikolaos, E. T. Georgia, E. Fabriz-io, R. Petra, R. Nikitas, T. Nikos, "Carbon Nanotubes Decorated with Palladium Nan-oparticles: Synthesis, Characterization, and Catalytic Activity"‚ J. Phys. Chem. c‚ vol- ume. 112 (35)‚ pp. 13463–13469‚ 2008. [28] G. Q. Guo, F. Qin, D. Yang, C. C. W-ang, H. L. Xu, S. Yang, "Synthesis of Plat-inum Nanoparticles Supported on Poly(ac-rylic acid) Grafted MWNTs and Their Hy-drogenation of Citral"‚ Chem. Mater‚ vol-ume. 20‚ pp. 2291–229‚ 2008. [29] C. Dhand, S. K. Arya, S. P. Singh, B. P. Singh, M. Datta and B. D. Malhotra, "p- reparation of polyaniline/multiwalled carb-on nanotube composite by novel electroph-oretic route"‚ Carbon, volume. 46, pp. 1727–1735‚ 2008. [30] R. M. Mohamed‚ M. M. Rashad‚ F. A . Haraz‚ W. Sigmund‚ "Structure and mag-netic properties of nanocrystalline cobalt f-errite powders synthesized using organic acid precursor method"‚ Journal of Magn-etism and Magnetic Materials‚ Volume. 322, Issue. 14‚ PP. 2058–2064‚ 2010. [31] Joanna M. Ramos‚ Maur´?cio T. de‚ M. Cruz‚ Anilton C. Costa Jr‚ Ot´avio Ve-rsiane‚ Claudio A. T´ellez Soto " Fourier transform infrared spectrum: Vibrational assignments using density functional theo-ry and natural bond orbital analysis of the bis (guanidoacetate) nickel(II) complex"‚ Science Asia‚ volume. 37‚ pp. 247–255‚ 2011. [32] T. Jeevananda, K. Siddaramaiah, N. H. Kim, S. B. Heo‚ J. H. Lee, "Synthesis and characterization of polyaniline?multi-walled carbon nanotube nanocomposites in the presence of sodium dodecyl sulfate"‚ Polym. Adv. Technol, volume. 19‚ pp. 1754–1762‚ 2008.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1115
تعداد دریافت فایل مقاله : 51