سنتز الکتروشیمیایی نانوذرات اکسید آهن دوپه شده با کبالت (Co-Fe3O4) و دارای پوشش سطحی پلی‌وینیل پیرولیدون (PVP) و بررسی خواص مغناطیسی آن‌ها

نانومواد

دوره 13، شماره 45، فروردین 1400، صفحه 15-22   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

عیسی کریم‌زاده^*

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، نانوذرات مگنتیت سوپرپارامغناطیس سطح پوشش داده شده با پلی‌وینیل پیرولیدون (PVP) و ساختار دوپه شده با کبالت (II)، (CFO)Co-Fe₃O₄ با توزیع خوبی گزارش شده است. پودر نانوذرات با استفاده از روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی کاتدی سنتز شده است و ساختار، مورفولوژی و خواص مغناطیسی این نانوذرات به صورت سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفته است. با اعمال دانسیته جریان ثابت A 1 در یک سیستم الکتروشیمیایی دو الکترودی، نانوذراتی با قطر تقریبا nm 10-15 با ساختار کروی تهیه شدند. در نمونه سوپرپارامغناطیس که با استفاده از روش‌های ساختاری و مغناطیسی تهیه شده است، با استفاده از XRD، FE-SEM و FT-IR اندازه و مورفولوژی و ساختار کریستالی آن‌ها تعیین شده است. نتایج نشان‌ دهنده وجود یک رفتار سوپرپارامغناطیس در دمای اتاق برای اندازه‌گیری پیش‌رونده به عنوان یک تابع از میدان مغناطیسی است. نتـایج منحنـی حلقـه پسـماند، مغنـاطش و پـذیرفتاری مغناطیسی نمونه بیانگر نقش مؤثر PVP روی بهبود ویژگی‌های مغناطیسی نانوذرات فریت می‌باشد که مقدار اشباع مغناطیسـی تقریبا emu/g 34/34 بدست آمده است. مشاهدات IR به وضوح نشان داد که سطح نانوذرات Co-Fe₃O₄ بوسیله PVP پوشانیده شده است. بر اساس این نتایج، روش الکتروشیمیایی استفاده شده را می‌توان به عنوان یک روش مصنوعی کارآمد و کم هزینه برای ساختن نانوذرات اکسید آهن دوپ شده با کبالت بکار گرفت.

کلیدواژه‌ها

نانوذرات مغناطیسی؛ سنتز الکتروشیمیایی؛ مگنتیت؛ سوپرپارامغناطیس

مراجع

• Asab, E.A. Zereffa, M. Sivakumar, T.A. Seghne, International Journal of Biomaterials, 2020, 2020, 11.
• Basandrai, R. Bedi, A. Dhami, J. Sharma, S. Narang, K. Pubby, A. Srivastava, Chinese Physics Letters, 34, 2017, 044101.
• Zhang, X. Gao, Q. Zhang, H. Chen, X. Chen, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 452, 2018, 55.
• V. Trukhanov, S.V. Trukhanov, L.V. Panina, V.G. Kostishyn, Ceramics International, 43, 2017, 5635.
• Aghazadeh, I. Karimzadeh, M.R. Ganjali, Current Nanoscience, 15, 2019, 169.
• Singh, S.K. Sahoo, Drug Discovery Today, 19, 2014, 474.
• Kucheryavy, J. He, V.T. John, P. Maharjan, L. Spinu, G.Z. Goloverda, V.L. Kolesnichenko, Langmuir, 29, 2013, 710.
• Pourjavadi, M. Kohestanian, C. Streb, Materials Science and Engineering: C, 108, 2020, 110418.
• H. Ehsani, S. Esmaeili, M. Aghazadeh, P. Kameli, I. Karimzadeh, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 32, 2019, 2021
• Tanaka, Y.V. Kaneti, N.L.W. Septiani, S.X. Dou, Y. Bando, M. Shahriar, A. Hossain, J. Kim, Y. Yamauchi, Small Methods, 3, 2019, 1800512.
• M. Rodriguez-Narvaez, J. Manuel Peralta-Hernandez, A. Goonetilleke, E.R. Bandala, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 78, 2019, 21.
• Liu, P. Liu, Z. Su, F. Li, F. Wen, Applied Surface Science, 255, 2008, 2020.
• Teeman, C. Shasha, J.E. Evans, K.M. Krishnan, Nanoscale, 11, 2019, 7771.
• Cabrera, Electrochimica Acta, 53, 2008, 3436.
• Karimzadeh, M. Aghazadeh, M.R. Ganjali, T. Doroudi, P.H. Kolivand, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 433, 2017, 148.
• Aghazadeh, I. Karimzadeh, M.R. Ganjali, Journal of Nanostructure, 9, 2019, 531.
• Rezaei, M. Aghazadeh, I. Karimzadeh, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 31, 2018, 2139.
• Chang, Y. Shih, Journal of Environmental Management, 224, 2018, 235.
• Miri, M. Khatami, M. Sarani, Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 30, 2020,767.
• Mukhopadhyay, N. Joshi, K. Chattopadhyay, G. De, ACS Applied Materials & Interfaces, 4, 2011, 142.
• Karimzadeh, M. Aghazadeh, M.R. Ganjali, A. Behzad, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 28, 2017, 18121.
• Ibrahim, K.G. Serrano, L. Noea, C. Garcia, M. Verelst, Electrochimica Acta, 55, 2009, 155.
• C. Papaefthymiou, Nano Today, 4, 2009, 438.
• K. Kim, Y. Zhang, K.V. Rao, M. Muhammed, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 225, 2001, 30.
• Karimzadeh, H. Rezagolipour Dizaji, M. Aghazadeh, Materials Research Express, 3, 2016, 095022.
• Zhang, Y. Cao, L. Wang, Y. Ma, X. Tu, Z. Zhang, ACS Applied Materials & Interfaces, 7, 2015, 13714.
• Khalkhali, S. Sadighian, K. Rostamizadeh, F. Khoeini, M. Naghibi, N. Bayat, M. Habibizadeh, M. Hamidi, Bioimpacts, 5, 2015, 141.
• Peng, H. Li, Z. Luo, J. Kong, Y. Wan, L. Zheng, Q. Zhang, H. Niu, A. Vermorken, W. Van de Ven, C. Chen, X. Zhang, F. Li, L. Guo, Y. Cui, Nanoscale, 7, 2015, 11155.
• Jinmori, Y. Masubuchi, S. Kikkawa, Materials Research Bulletin, 88, 2017, 214.
• Yang, X. Yang, X. Li, Y. Cao, R. Yu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 405, 2016, 22.
• Aghazadeh, I. Karimzadeh, M.R. Ganjali, Current Nanoscience, 15, 2019,169.
• T. Lopez-Lopez, J.D.G. Duran, A.V. Delgado, F. Gonzalez-Caballero, Journal Colloid and Interface Science, 291, 2005, 144.
• Guardia, B. Batlle-Brugal, A.G. Roca, O. Iglesias, M.P. Morales, C.J. Serna, A. Labarta, X. Batlle, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 316, 2007, 756.
• M. Aghazadeh, I. Karimzadeh, M.R. Ganjali, Materials Letters, 228, 2018, 137.