عنوان پایان‌نامه

فرآوری و مشخصه یابی نانو واریرهای فریت کبالت به روش سل - ژل



    دانشجو در تاریخ ۰۱ بهمن ۱۳۹۱ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "فرآوری و مشخصه یابی نانو واریرهای فریت کبالت به روش سل - ژل" را دفاع نموده است.


    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1004;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57541
    تاریخ دفاع
    ۰۱ بهمن ۱۳۹۱

    در این پژوهش نانوسیم های فریت کبالت به روش سل- ژل و با کمک قالب اکسید آلومینوم آندایز شده (AAO) فرآوری شد. مواد اولیه اصلی مورد استفاده شامل نیترات آهن 9 آبه (Fe(NO3)3.9H2O)، نیترات کبالت 6 آبه ((Co(NO3)2.6H2O و اسید سیتریک (C6H8O7) بود. پارامترهای اصلی مورد بررسی شامل دمای کلسیناسیون، pH و اثر اتیلن گلیکول بودند. جهت مشخصه یابی پودر و نانوسیم فریت کبالت از XRD، FTIR،SEM ، FESEM، TEMو VSM استفاده شد. دمای مناسب برای حصول فریت تک فاز ? 600 انتخاب شد. همچنین با بالا رفتن دمای کلسیناسیون از قطر نانوسیم ها کاسته شد. نتایج پژوهش نشان داد که اگرچه فریت کبالت تک فاز را می توان در تمامی pH های برابر با 1 ، 3 و 7 فرآوری نمود اما به دلیل خود احتراقی شدن واکنش ها تنها pH برابر با 1 برای تهیه نانوسیم های یکنواخت مناسب است. در ادامه، بررسی اثر اتیلن گلیکول به عنوان پلیمرساز کمپلکس ها نشان داد که در صورت استفاده از این ماده تنها در شرایط کنترل شده و با نسبت مولی اتیلن گلیکول به اسید سیتریک برابر با 4 و در 2 pH= می توان فریت کبالت را در دمای ? 500 به دست آورد که مورفولوژی نانوسیم های آن تا حدی یکنواخت بود. نتایج مغناطیسی نشان داد که با وجود ناهمسانگردی مگنتوکریستالی بالای فریت کبالت، نانوسیم های فرآوری شده در جهت موازی، پسماندزدایی بیشتری نسبت به جهت عمود آنها دارند. نتایج بررسی های TEM نیز نشان داد که نانوسیم های فریت کبالت فرآوری شده دارای قطر nm100 می باشند و با فرآوری نانوسیم به کمک قالب AAO دارای ضخامت 60 میکرونی، نسبت ویژه بالایی در حدود 600 حاصل می شود. همچنین نانوسیم های فریت کبالت آلائیده شده با درصدهای 0، 5/12 ، 25 ، 5/37 و 50 عنصر روی با فرمول شیمیایی Co1-xZnxFe2O4 فرآوری شد که نتایج VSM نشان داد که از بین نمونه های ساخته شده برای این منظور ترکیب Co0.875Zn0.125Fe2O4 بالاترین میزان مغناطش اشباع را دارد و با افزایش درصد بیشتر روی مغناطش اشباع کاهش می یابد. همچنین افزایش درصد عنصر روی، پسماند زدایی مغناطیسی اسپینل حاصل را کاهش می دهد.
    Abstract
    In this study cobalt ferrite nanowires were synthesized with sol gel method by using AAO templates. The main used materials included: nonahydrate ferric nitrate (Fe(NO3)3.9H2O), hexahydrate cobalt nitrate (Co(NO3)2.6H2O) and citric acid (C6H8O7). The effects of calcination temperature, pH value and ethylene glycol were investigated as main parameters. The XRD, FTIR, SEM, FESEM, TEM and VSM analyses were used for the characterization of cobalt ferrite powders and nanowires. The single phase cobalt ferrite was obtained at 600? and diameter of nanowires also decreased by increasing of temperature. The results showed that although single phase cobalt ferrite is obtainable in all pH values of 1, 3 and 7, however only pH=1 is appropriate for synthesizing of nanowires because of auto combustion behavior of gel in upper pH values. Next, investigating of ethylene glycol as a citrate complexes polymerizer showed that using of this material only in case of controlled conditions and molar ratio of ethylene glycol to citric acid equal to 4 results in obtaining of single phase CoFe2O4 at 500?. However the morphology of nanowires was relatively uniform. The magnetic results showed that despite of high magnetocrystalline anisotropy of cobalt ferrite, the coercivity of the achieved nanowaires in parallel direction is more than that of perpendicular. The TEM result revealed that diameter of nanowires is 100 nm and in case of synthesizing of nanowires by AAO templates which have 60 ?m thicknesses, a high aspect ratio about 600 will be achieved. Also in this study cobalt ferrite nanowires with chemical formula of Co1-xZnxFe2O4 doped by 0, 12.5, 25, 37.5 and 50 percentage of zinc were synthesized. The VSM analysis of these samples showed that Co0.875Zn0.125Fe2O4 has the highest saturation magnetization (MS) and more increasing of zinc concentration reduces MS. Also the coercivity of nanowires decreases by increasing of Zn concentration.