عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو ذرات مگنتیت به روش سل -ژل احتراقی و بررسی مشخصات آن ها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1095;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64425
- تاریخ دفاع
- ۰۵ خرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- عباس کوچک سبکبار
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی
- چکیده
- خواص مغناطیسی، زیست‌سازگاری و همچنین کاربرد‌های گسترده نانو ذرات مگنتیت در ذخیره سازی اطلاعات، فروسیال‌ها و کاربرد‌های پزشکی باعث توجه بسیار به این نانو ذرات و گسترش روش‌های مختلف برای سنتز آن شده است. در این پژوهش نانوذرات مگنتیت به روش سل-ژل احتراقی با استفاده از نیترات‌آهن آبدار (Fe(NO3)3.9H2O)، کلریدآهن آبدار (FeCl2.4H2O) و اسید سیتریک (C6H8O7) سنتز شده و با استفاده از روش‌های طراحی آزمایش تاثیر سه پارامتر نسبت سوخت به نیترات‌آهن، pH محلول اولیه و نسبت کلریدآهن به نیترات‌آهن بر محصول نهایی مورد بررسی قرارگرفت. با توجه به نتایج XRD و آنالیز کمی، محصول نهایی سنتز مخلوطی از مگنتیت و هماتیت گزارش شد. بازه‌های موثر برای پارامترها به ترتیب ??/?- ??/?، ?-? و ?- ?/? استخراج شد. به منظور بیشینه کردن مقدار مگنتیت در محصول نهایی از طراحی آزمایش به روش فاکتوریل دو سطحی استفاده شد. با توجه به نتایج این روش پارامتر سوم حذف شده و برای تحقیق بیشتر بر روی اثرات دو پارامتر دیگر از طراحی ترکیب مرکزی روش سطح پاسخ استفاده شد. با توجه به آنالیز تصاویر FESEM، کمینه اندازه متوسط ذرات سنتز شده nm ?? است. بهینه‌سازی شرایط به افزایش درصد مگنتیت در محصول نهایی از ?? درصد برای شرایط استوکیومتری به بیشینه ?? درصد منجر شد. نتایج VSM نیز افزایش مغناطش اشباع را از emu/g ??/? برای نمونه استوکیومتری به emu/g ??/?? برای نمونه بهینه نشان داد. کلید واژه‌ها: مگنتیت، سل-ژل احتراقی، روش طراحی آزمایش، نانوذرات، خواص مغناطیسی، سنتز، فاکتوریل دو سطحی، روش سطح پاسخ، طراحی ترکیب مرکزی.
- Abstract
- Considering magnetic properties and biocompatibility and wide application of magnetite (Fe3O4) nanoparticles in ferrofluids and medicine, in this thesis we examined the possibility of synthesis of magnetite nano-particles via sol-gel combustion route and the effect of its parameters on resulting product, using iron nitrate (Fe(NO3)3.9H2O), iron chloride (FeCl2.4H2O) and citric acid (C6H8O7). Effet of three main factors including fuel-iron nitrate ratio, pH of starting solution and iron chloride-iron nitrate ratio were studied on the resulting product. According to XRD and quantitative analysis, the resulting powder is a mixture of magnetite and hematite. The effective range of parameters were defined respectively 0.85-1.25, 3-7 and 0-0.5. in order to maximize magnetite quantity in resulting product, tow-level factorial experiment design were used. According to results of this method, the third parameter were deleted and for further studies on remaining two parameters, centeral composite design of respone surface method were carried out. FESEM micrographs of resulting prducts show a minimum mean particle size of 40 nm. Magnetite fraction in the resulting powder was increased to a maximum of 85 percent in optimum condition compared with 23 percent for stoichiometry conditon. VSM results shows saturation magnetization increases from 8.37 emu/g for stoichiometry sample to 22.25 for optimum sample.
