پاورپوینت سنتز و پایداری نانوذرات مغناطیسی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

سنتز و پایداری نانوذرات مغناطیسی

اسلاید 2 :

جانمایی مقاله: نانوساختارها-نانوذرات-نانوذرات مغناطیسی

اسلاید 3 :

سنتز نانوذرات مغناطیسی

در سنتز نانوذرات مغناطیسی توجه به نکات زیر از اهمیت خاصی برخوردار است:

1- خواص مغناطیسی ذاتی نانوذرات
2- اندازه و شکل نانوذرات
3- پوشش سطحی و بار سطحی نانوذرات
4- پایداری نانوذرات در محیط آبی
5- غیرسمی بودن نانوذرات

با انتخاب یک روش سنتز مناسب میتوان موارد زیر را در ارتباط با نانوذرات کنترل کرد:

1- اندازه نانوذرات
2- شکل نانوذرات
3- پوشش سطحی نانوذرات
4- پایداری کلوییدی نانوذرات

اسلاید 4 :

سنتز در فاز مایع
روشهای سنتز نانوذرات مغناطیسی در فاز مایع:

1- همرسوبی (Coprecipitation)
2- میکروامولسیون(Microemulsion)
3- سنتز با استفاده از فراصوت
تهیه و رسوبدهی همگن ذرات با
یکنواختی بالا (Monodispersity)
را میتوان با اصول و نمودار LaMer توجیه نمود.

اسلاید 5 :

همرسوبی (Co-precipitation)
فرایند همرسوبی شامل دو مرحله است:

1- هستهزایی (با رسیدن غلظت گونهها به یک حد فوق اشباع)
2- رشد تدریجی هستهها (با نفوذ حل شوندهها بر روی سطح ذرات)
اخیرا استفاده از برخی ترکیبات آلی مانند پلی-وینیل الکل (PVA) که هم نقشکاهنده و هم نقش پایدارکننده را ایفا میکنند، باعث سنتز نانوذرات با یکنواختی بیشتری شدهاست.

اسلاید 6 :

میکروامولسیون Microemulsion))
میکروامولسیون مجموعههای غیرقابل اختلاط از حلال آبی، حلال آلی است که بهوسیله سورفاکتانت ( (Surfactantپایدار میشوند.
قطراتی از حلال آبی که توسط لایهای از سورفاکتانت پوشیده شدهاند در بین حلال آلی بهوجود میآید و به مجموعه آنها مایسل (Micelle)گفته میشود.
اگر قسمت آبگریز مولکول به اصطلاح قسمت هیدروکربنی سورفاکتانت به سمت بیرون و حلال آلی باشد به آنها مایسل معکوس Reverse) (Micelle میگویند.

اسلاید 7 :

تجزیه حرارتی (Thermal Decomposition)
پارامترهای اصلی برای کنترل اندازه و ریختشناسی سطح (Morphology) نانوذرات مغناطیسی عبارتند از:

1- نسبت مواد اولیه (ترکیبات آلی– فلزی)
2- سورفاکتانت
3- حلال
4- دمای واکنش
5- زمان واکنش
6- دوره هضم رسوب ((Aging
تجزیه حرارتی مواد اولیه با فلز مرکزی کاتیونی، مستقیماً منجر به تولید نانوذرات اکسید فلزی میشود.

اسلاید 8 :

روشهای دیگر
1- هیدروترمال (Hydrothermal)روش سنتزی است که نیازمند شرایط زیر است:
محیط آبی
دمای بالا

2- امواج فراصوت (سنتز نانومواد با استفاده از روشهای سونوشیمیایی)

در اثر انفجار درونی حبابهای حاصل از فرایند حفرهزایی (Cavitation) گرمای موضعی زیادی به وجود میآید که میتوان از آن برای انجام واکنشهای مختلف بهره برد.
این دمای بالا سبب تسریع در هستهزایی و رشد نانوذرات و در نهایت به وجود آمدن نانوذرات بسیار ریز (Ultrafine) میشود.

اسلاید 9 :

سنتز در فاز گاز
روشهای مختلف سنتز نانو مواد در فاز گازی عبارتند از:

1- رسوبدهی بخار شیمیایی ((Chemical Vapour Deposition
2- تخلیه با قوس الکتریکی ((Arc Discharge
3- پیرولیز با لیزر (Laser Pyrolysis)

اسلاید 10 :

روشهای محافظت ((Protection Methods
نانوذرات مغناطیسی به دلیل سطح ویژه بزرگی که دارند در برابر اکسیداسیون و انباشتگی بسیار حساس و همچنین از لحاظ شیمیایی بسیار واکنشپذیر هستند. از روشهای زیر میتوان جهت پایداری نانوذرات مغناطیسی استفاده کرد:

1- تعادل بین نیروهای دافعه و جاذبه بین نانوذرات
2- قرار دادن پوشانندههای آلی یا معدنی بر روی سطح نانوذرات مغناطیسی
در دما و فشار معمولی، سطح نانوذرات به سرعت اکسید شده و درنتیجه لایهای نازک از اکسید بر روی آن تشکیل میشود که به شدت خواص آنها را تغییر میدهد. لذا بهکارگیری روشهای محافظتی برای حفظ نانو ذرات الزامی است.

اسلاید 11 :

پوششهای آلی ((Organic Coating
قرارگیری یک یا دو لایه از سورفاکتانتها و پلیمرها چه در حین سنتز و چه بعد از سنتز نانوذرات بر روی آنها سبب ایجاد دافعه و پراکنده ماندن(Disperse) نانوذرات مغناطیسی میشوند.

اسلاید 12 :

پوششهای معدنی (Inorganic Coatings)
سطح نانوذرات مغناطیسی را میتوان با پوششهای معدنی همچون اکسیدهای فلزی، سیلیکا، فلزات گرانبها و کربن پوشاند. یک راه بسیار ساده برای محافظت نانوذرات مغناطیسی، استفاده از اکسیدهای فلزی متفاوت از هسته اصلی به عنوان پوشش آنها است.

اسلاید 13 :

عاملدار کردن نانوذرات مغناطیسی (Functionalization of Magnetic Nanoparticles)
برهمکنشهای بین نانوذرات و محیط اطراف آنها به شدت تحت تأثیر سطح و گروهای سطحی نانوذرات است. روشهای اصلاح سطح نانوذرات مغناطیسی جهت عاملدار کردن شیمیایی آنها و کنترل حلالیتشان از اهمیت خاصی برخوردار است که برخی از این روشها عبارتند از:

1- جذب شیمیایی الکترواستاتیکی یا افزودن لیگاند
2- اتصال کووالانسی (تعویض لیگاند- (Ligand Exchange

اسلاید 14 :

نتیجهگیری
از مشکلات نانوذرات مغناطیسی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1- عدم پایداری ذاتی آنها در بازههای طولانی مدت
2- واکنشپذیری بسیار بالا
3- سمیت
پوششدهی نانوذرات مغناطیسی با استفاده از مولکولهای آلی و معدنی یکی از موثرترین راهکارها برای غلبه بر مشکلات آنها به شمار میآید.