سنتز رنگ‌دانه‌های مغناطیسی نانوذره‌ای Fe3O4 و نانوکامپوزیتی Fe3O4 - CuO به روش هم‌رسوبی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 گروه رنگدانه های معدنی ولعاب، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

3 گروه پژوهشی رنگدانه و لعاب ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

چکیده

در این پژوهش نانو ذرات اکسید آهن و نانوکامپوزیت اکسید آهن- اکسید مس به روش هم رسوبی در محیط آبی در اتمسفر نیتروژن سنتز شدند. جهت سنتز اکسید آهن از آمونیاک و اتیلن دی آمین به عنوان رسوب‌دهنده استفاده شد و اثر Tween80 به عنوان عامل اصلاح کننده سطح بر شکل ذرات حین سنتز بررسی شد. بررسی‌های ساختاری، ریزساختاری، خواص مغناطیسی، نوری و رنگی نمونه‌ها به ترتیب به وسیله XRD، SEM، TEM، VSM، UV-Vis و CIE lab انجام شد. جهت بررسی تشکیل پیوند از FT-IR استفاده شد. به جهت معرفی رنگ‌دانه نانوکامپوزیتی اکسید آهن- اکسید مس سنتز شده، خواص متعدد فوتوکاتالیستی، مغناطیسی و رنگی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی‌های ساختاری تشکیل Fe3O4 را برای نمونه‌های اکسید آهن و تشکیل فازهای CuO و Fe3O4 را برای نمونه‌ی کامپوزیتی تایید کرد. اندازه بلورک‌ها به روش شرر برای نمونه Fe3O4 حدود nm 7 و برای نمونه‌ی CuO - Fe3O4، nm 5 محاسبه شد. بررسی تصاویر SEM نشان از کروی و یکنواخت بودن نانوذرات مغناطیسی تشکیل شده با اتیلن دی آمین و آمونیاک داشت. تصاویر TEM نمونه کامپوزیتی تشکیل نانوکامپوزیت به صورت هسته-پوسته با اندازه ذرات nm15-12 را تایید کرد. آزمون VSM نمونه‌های اکسید آهن و کامپوزیت اکسید آهن - اکسید مس در هر دو مورد خاصیت سوپرپارامغناطیس با مقادیر اشباع مغناطیسی به ترتیب 60 و emu/g 40 نشان داد. بررسی خصوصیات رنگی نشان از تشکیل رنگ‌دانه با افزودن اکسید مس در نانوکامپوزیت و ایجاد رنگ در محدوده قهوه‌ای دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of Fe3O4 and Fe3O4-CuO Magnetic Nanopigments by Precipitation Method

نویسندگان [English]

  • Z. Dastjerdi 1
  • A. M. Arabi 2
  • M. Shafiee Afarani 1
  • E. Ghasemi 3
1 Department of Materials Engineering, University of Sistan and Baluchestan
2 Department of Inorganic Pigments and Glazes, Institute for Color Science and Technology
3 Inorganic Pigment and Glazes Department, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

In the present research, Fe3O4 nanoparticles and Fe3O4-CuO nanocomposite were synthesized by Co-precipitation method under N2 atmosphere in aqueous media. Ammonia and ethylendiamin were used as precipitation agents and Tween 80 as surface modifier. Structural, morphological, magnetic, color and optical properties were studied using XRD, SEM, TEM, VSM, CIE lab and UV-Vis spectrometer, respectively. XRD results showed the Fe3O4 phase in iron oxides samples and Fe3O4 and CuO phases in iron oxide-copper oxide nanocomposite solely. Increase the uniformity of spherical nano magnetite particles was shown by SEM images in the sample synthesized by Tween80 and ethylendiamine. The average crystallite size of Fe3O4 and Fe‌3‌O‌4-CuO samples was 7 and 5 nm, respectively. VSM results showed that the Fe3O4 nanoparticles and Fe3O4-CuO nanocomposites were superparamagnetic with 60 and 40 emu/g magnetization, respectively. Band gap of nanocomposites was estimated about 2.85 eV. TEM micrographs showed that core-shell nanoparticles can be obtained with the size of 12-15 nm. Moreover, color properties showed the increase of hue and chroma values in Fe3O4-CuO nanocomposites indicated the formation of brown inorganic pigments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetic nanopigments
  • Fe3O4 nanoparticles
  • Precipitation Method
  • Fe3O4-CuO nanocomposites
علوم و فناوری رنگ
دوره 11، شماره 4
دی 1396
صفحه 287-295

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار