بخشی از مقاله
چکیده
نانو ذرات فریت نیکل روی 1 x 0 - - NixZn1-xFe2O 4 - با استفاده از روش عملیات گرمایی وبا استفاده از پلی وینیل پیرولیدون - PVP - به عنوان عامل محافظ و جهت جلوگیری از انباشته شدن آنهاتولید شدند.جهت تثبیت مواد،آنها در دمای بهینه ی 550 C حرارت یافتند. فازهای بلوری نانو ذرات فریت نیکل روی بوسیله دستگاه پراش اشعه ایکس - XRD - تائید گردید. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری - TEM - اندازه میانگین ذرات را بین7 تا 20 نانومتر تخمین زد.ساختار میکروسکوپی یکی از غلظتها بوسیله میکزوسکوپ الکترونی روبشی - SEM - بررسی گردید. خواص مغناطیسی نمونه ها بوسیله مغناطیس سنج نمونه لرزان VSM و طیف نمایی تشدید پارامغناطیسی الکترون EPR مورد بررسی قرار گرفتند.
مقدمه
در سالهای اخیر رشد چشمگیری در مطالعه نانوموادی همچون نانوبلورهای فریت صورت گرفته است. آنها توجهات زیادی را به علت اثرات سطحی خود - نسبت بالای سطح به حجم - و آشکار شدن اثرات کوانتومی - خواص وابسته به اندازه - جلب کرده اند. این عوامل خواص فیزیکی و شیمیایی آنها را تحت تأثیر قرار داده است.
فریت های اسپینل ساختار AB2O4 دارند که در آن A و B نشان دهنده محل کاتیون های چهاروجهی و هشت وجهی می باشند و O نشان دهنده محل آنیون اکسیژن میباشد.فریت اسپینل با فرمول عمومی MFe2O4 - به عنوان مثال - M=Zn,Ni,Co,Mn,Mg می تواند به شکل یک آرایش مکعبی نزدیک به هم از اتم های اکسیژن، و یون های M+2 و Fe+3 توصیف گردد که می تواند محل های چهاروجهی - A - یا هشت وجهی - B - را اشغال کند
نانوبلورهای فریت اسپینل به عنوان یکی از مهمترین نانومواد غیرآلی به علت خواص الکترونی، نوری، الکتریکی، مغناطیسی و کاتالیزی شناخته شده است. در میان فریت های اسپینل، فریت نیکل روی ساختار اسپینل ترکیبی دارد. روش های ساخت متعددی جهت آماده سازی نانوبلورهای های فریت اسپینل وجود دارند:
روش میکروامولسیون ،روش سل ژل - Chen, He,2001 - ، هم رسوبی Niasari, Davar,Mahmoudi,2009 - - ، روش هیدروترمال - Yu, Fujino, Yoshimura, 2003 و فرآیند مایسل معکوس - Kale, Gubbala, Misra , 2004 - بیشتر این روش ها به ذرات با اندازه و شکل دلخواه دست یافته اند، اما در مقیاس بزرگ بسیار دشوار و پر هزینه بوده و به علت پیچیدگی روش، دمای واکنش بالا، زمان واکنش بالا، محصولات سمی و احتمال آسیب رسانی به محی زیست قابل استفاده نمی باشند.
در مطالعه حاضر، نانوبلورهای فریت نیکل روی از یک محلول آبی حاوی نیترات فلزات، پلی وینیل پیرولیدون - pvp - و آب مقطر با استفاده از روش عملیات گرمایی آماده شدند. هیچگونه مواد شیمیایی دیگری به محلول اضافه نشد. این روش مزایای یک روش ساده، کم هزینه، با دمای واکنش نسبتاً پایین، بدون محصولات سمی و بی ضرر برای محیط زیست را ارائه می دهد.
روش پژوهش
برای تهیه نانوذرات فریت از واکنشگرهای نیترات فلزات، پلیمر پلی ونیل پیرولیدون که به اختصار PVP نامیده می شود به عنوان ماده محافظ جهت جلوگیری از رشد و انباشتگی ذرات MW=29000 و آب مقطر به عنوان حلال مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق به تولید فر یت - نیکل- روی - با شش غلظت متفاوت پرداخته شد.
یک محلول آبی با انحلال 4 گرم از پلیمر در 100 میلی لیتر از آب مقطر در80 درجه سلیسیوس آماده شد، به میزان دو ساعت با استفاده از همزن مغناطیسی همزده شد تا زمانیکه یک محلول شفاف و بیرنگ پدید آمد، سپس 2 میلی مول نیترات آهن و0/1 میلی مول نیترات روی - Fe:Zn=2:1 - را به آن اضافه کرده. هیچ گونه تهنشینی مواد پیش از عملیات گرمایی مشاهده نشد.
