سنتز و مشخصه‌يابي پودر كامپوزيتي srfe12o19/sio2/tio2 با نانوساختار هسته/پوسته/پوسته

Synthesis and characterization of SrFe12O19/SiO2/TiO2 composite powder with core/Shell/Shell nanostructure

در اين تحقيق، پوشش‌‌دهي ذرات فوتوكاتاليستي تيتانيا بر روي كامپوزيت مغناطيسي srfe12o19/sio2 با موفقيت به روش سل ژل انجام پذيرفت. بدين منظور، ابتدا ذرات هگزا فريت استرانسيم به عنوان هسته مغناطيسي سخت در اين كامپوزيت، به روش هم‌رسوبي با استفاده از نسبت‌‌هاي مولي fe3+/sr2+، 11 و 12 و سپس انجام كلسيناسيون در دماهاي مختلف تهيه گرديد. ديده شد كه ذرات تك‌فاز بلور هگزا فريت استرانسيم با بهره‌گيري از نسبت مولي fe3+/sr2+=12 و پس از كلسيناسيون در دماي 950 درجه سانتي‌‌گراد به دست مي‌آيند. در مرحله بعدي، پوشش‌دهي سيليس با استفاده از پيش ماده تترا اتيل اورتو سيليكات (teos) و به روش استوبر انجام شد. در مرحله نهايي، پوشش‌‌دهي تيتانيا بر روي كامپوزيت srfe12o19/sio2 با استفاده از پيش‌ماده تيتانيم nبوتوكسايد (tnbt) حاصل گرديد. كامپوزيت‌هاي تهيه شده با استفاده از الگوي پراش پرتو ايكس (xrd)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (fesem)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (tem)، طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (edx) و مغناطيس‌سنج ارتعاشي (vsm) مشخصه‌يابي شدند. نتايج، ساختار هسته/ پوسته/ پوسته كامپوزيت srfe12o19/sio2/tio2 را تاييد نمود. آناليز خواص مغناطيسي نشان داد كه مغناطش اشباع (ms) پودر هگزا فريت استرانسيم به صورت emu/g 58 به دست آمده است كه بر اثر پوشش‌‌دهي پي‌‌در‌‌پي پوشش‌‌هاي sio2 و tio2 ، اين مقدار به ترتيب به emu/g 56 و emu/g 37 رسيد.

Abstract In this research study, the coating of titania particles on the SrFe12O19/SiO2 composite was successfully accomplished by the sol-gel process. For this purpose, first, the strontium hexaferrite particles were prepared by co-precipitation route with Fe3+/Sr2+ molar ratios of 11 and 12 and subsequent calcination treatment. The formation of single phase strontium hexaferrite particles, as hard magnetic cores of the composite, was attained in the molar ratio of Fe3+/Sr2+=12 after calcination at 950 °C. In the next step, the silica coating of hexaferrite particles was performed using the tetraethyl orthosilicate (TEOS) precursor via the Stöber method. In the end, the covering of titania particles on the SrFe12O19/SiO2 composite was carried out by utilizing titanium n-butoxide (TNBT) precursor. The as-prepared composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray (EDX) and vibrating sample magnetometry (VSM) analyses. The results confirmed the core/shell/shell structure of the synthesized SrFe12O19/SiO2/TiO2 composite. The analysis of the magnetic properties showed that saturation magnetization (Ms) of strontium hexaferrite powder was obtained as 58 emu/g. After the successive coating of SiO2 and TiO2 shells, this amount has reached to 56 emu/g and 37 emu/g, respectively.