عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو ذرات مگنتیت به روش هم رسوبی و پوشش دهی آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 884;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48303
- تاریخ دفاع
- ۱۱ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- حمید کاظم زاده
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی, فرشته رشچی
- چکیده
- چکیده نانوذرات مگنتیت پوشش¬داده¬شده با دی¬اتیلن گلیکول (DEG) به روش هم¬رسوبی معکوس از نمک-های کلریدی آهن دو و سه ظرفیتی با استفاده از محلول قلیایی هیدروکسیدسدیم در حضور محلول DEG فرآوری شده¬است. همچنین، نانوذرات مگنتیت پوشش¬داده¬شده با سیلیکا با همین روش در حضور محلول سیلیکات سدیم تهیه شده¬است. اثرات شرایط واکنش و مقادیر مختلف عامل پوشش-دهنده بر خواص پودر فرآوری¬شده با استفاده از مشخصه¬یابی¬های XRD، FE-SEM، TEM، FT-IR، DLS، VSM و پتانسیل جریان مورد بررسی قرار گرفته¬است. با استفاده از نتایج XRD مشخص شده-است که حضور مقادیر کافی از عامل پوشش¬دهنده بر ترکیب فازی نانوذرات فرآوری¬شده تاثیر نخواهد داشت و از طرفی موجب کاهش متوسط اندازه¬ی بلورچه¬ها می¬شود.تصاویر حاصل از TEM نشان داده¬است که افزایش DEG و محلول سیلیکات¬سدیم باعث کاهش اندازه¬ی نانوذرات کروی مگنتیت به ترتیب از 50 به 20 و 35 نانومتر شده¬است. نتایج FT-IR، جذب شیمیایی عوامل پوشش-دهنده بر سطح نانوذرات مگنتیت را تایید می¬کند. تحت شرایط آزمایش، نرخ جوانه¬زنی و رشد کاهش یافته که احتمالاً به دلیل احاطه¬ی جوانه¬های حاصله توسط عوامل پوشش¬دهنده بوده¬است. همچنین، میزان تجمع نانوذرات مگنتیت به دلیل وجود پوشش¬های DEG و سیلیکا و ممانعت از تشکیل پیوند هیدروژنی بین نانوذرات مگنتیت و مولکول¬های آب کاهش یافته¬است. از سوی دیگر، افزایش بیش از حد عامل پوشش¬دهنده اثر نامطلوبی بر ساختار فازی و تجمع نانوذرات فرآوری¬شده دارد. همچنین، افزودن عوامل پوشش¬دهنده به محیط محلول نمک¬های آهن در مقایسه با محیط محلول قلیایی هیدروکسیدسدیم به دلیل مکانیسم تشکیل کمپلکس موجب کاهش بیش¬تر، متوسط اندازه¬ی ذرات و تجمع آن¬ها می¬شود. نانوذرات مگنتیت پوشش¬دار در مقایسه با نانوذرات بدون پوشش به دلیل بلورینگی کم¬تر و وجود لایه¬ی مرده¬ی مغناطیسی از مغناطش اشباع کم¬تری برخوردار است.
- Abstract
- Abstract DEG coated magnetite nano-particles were synthesized by reverse co-precipitation of Fe2+ and Fe3+ with sodium hydroxide in the presence of DEG solution. Also, Silica coated magnetite nano-particles were synthesized in the presence of sodium silicate solution. Effect of reaction condition and various amounts of coating agent on the powder particle characteristics have been investigated by XRD, FE-SEM, TEM, FT-IR, DLS, streaming current potential and VSM techniques. From XRD results it was concluded that in the presence of adequate coating agents, the composition of magnetite did not change, however the mean crystallite size reduced. TEM micrograph showed that DEG and sodium silicate solution decreased the size of spherical magnetite nano-particles from 50 to 20 and 35 nm, respectively. FTIR results indicated that the coating agent molecules chemisorbed on the magnetite nano-particles. Under the given experimental conditions, the rate of nucleation and growth reduced, which is probably due to the capping of coating agent to the magnetite nano-particles. The agglomeration was also decreased which is attributed to the coating of magnetite nano-particles which prevents the formation of hydrogen bonding between magnetite and water molecules. Further increase in the amount of coating agent had a reverse effect. Also, addition of coating agents to the iron salts solution system instead of the NaOH solution system due to the complexing mechanism cause to the more reduction of mean particle size and agglomeration. The coated nano-particles reveal a lower saturation magnetization than the un-coated samples due to the low crystallinity as well as the existence of the silica dead layer on the surface of magnetite nano-particles.
