سنتز نانوذره‌هاي فريت نيكل-مس-روي با روش سل-ژل خود احتراقي با كمك امواج مايكرو براي حذف رنگ متيلن آبي

Synthesis of nickel-copper-zinc ferrite nanoparticles by sol-gel autocombustion microwave-assisted method for remove of methylene blue dye

در اين پژوهش، نانوذره‌هاي فريت Ni0.2-xCuxZn0.8Fe2O4 با نسبت‌هاي مختلف (X= 0, 0.1, 0.2) با روش سل-ژل خود احتراقي به كمك امواج مايكرو تهيه شدند. خصوصيات پودرهاي حاصل با استفاده از پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي مادون قرمز (IR)، پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDX)، طيف سنجي بازتابي پراكندگي (DRS) و مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي (VSM) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از الگوي پراش پرتو ايكس نشان داد كه نانوذره‌هاي فريت به دست آمده داراي ساختار اسپينل مكعبي تك فاز هستند و ناخالصي ندارند. اندازه ميانگين دانه‌هاي بلوري نانوذره‌هاي مغناطيسي با كمك داده‌هاي نيمه حداكثر از عرض كامل (FWHM) حاصل از پراش اشعه ايكس با توجه به فرمول دباي-شرر محاسبه شد. تصاوير به دست آمده از طريق SEM نشان داد كه نانوذره‌هاي فريت نيكل-روي-مس از نظر شكل كروي هستند. از قله IR مربوط به ارتعاش‌هاي هشت وجهي و چهاروجهي، تشكيل ساختار اسپينل تأييد شد. حضور عناصر نيكل، مس و روي در نانوذره‌هاي فريت با آناليز EDX تأييد شدند. قله جذب نانوذره‌هاي فريت به دست آمده از طيف پراش نور بازتابي (DRS) به ترتيب 310، 438 و 315 نانومتر بودند. سرانجام، اندازه‌گيري‌هاي مغناطيسي نشان دادند كه نمونه‌هاي سنتز شده، ماده‌هاي فرومغناطيسي با مغناطش اشباع بالا هستند. درنهايت، فعاليت فتوكاتاليزوري و جذب نمونه‌هاي سنتز شده براي حذف آلاينده متيلن آبي با غلظت mg/mL 15 و 5 در سه زمان مورد بررسي قرار گرفتند. مشخص شد كه نمونه فريتي كه تنها حاوي نيكل است، از جذب و تخريب بهتر آلاينده نسبت به نمونه فريت‌هاي ديگر برخوردار بوده است.

In this study, Ni0.2-xCuxZn0.8Fe2O4 ferrite nanoparticles with different ratios (x=0, 0.1,0.2) were prepared by sol-gel autocombustion MW-assisted. The properties of the obtained powders were investigated using XRD, SEM, IR, EDX, DRS and VSM. The XRD results showed that the ferrite nanoparticles have a single-phase cubic spinel structure and have no impurities. SEM images showed that the ferrite nanoparticles were spherical in shape. The formation of a spinel structure was confirmed from the IR peak corresponding to octahedral and tetrahedral vibrations. The presence of nickel, copper and zinc elements in ferrite nanoparticles was confirmed by EDX analysis. The synthesized samples are ferromagnetic materials with high saturation magnetization. Finally, the photocatalytic activity for the removal of pollutants at concentrations of 5 and 15 mg/L showed that the nickel-containing ferrite had better absorption and destruction of methylene blue better than other samples.