تاثير دما و جو واكنش هم‌رسوبي بر ويژگي‌هاي مغناطيسي و رنگي نانوذرات اكسيد آهن

Effect of Temperature and Atmosphere of Co-precipitation Reaction on The Magnetic and Colorimetric Properties of Iron Oxide Nanoparticles

در اين تحقيق، تاثير دما و جو سنتز بر خواص مغناطيسي و رنگي نانو ذرات مگنتيت (Fe3O4) بررسي شده است و ارتباط بين ويژگي‌هاي مغناطيسي و ويژگي‌هاي رنگي نانورنگدانه‌هاي مغناطيسي اكسيد آهن مورد سنجش قرار گرفته است. براي اين كار، نانو ذرات اكسيد آهن با استفاده از روش هم‌رسوبي شيميايي سنتز شد. كلريدهاي آهن دو و سه ظرفيتي با تنظيم pH توسط آمونياك رسوب داده شد. براي بررسي اثر دما، سنتز در محدوده دمايي 25 تا 80 درجه سانتي‌گراد در دو جو هوا و نيتروژن انجام شد. براي بررسي خواص مغناطيسي از روش VSM استفاده شد و اندازه بلورك‌ها با استفاده از روش اصلاح شده شرر، محاسبه گرديد. خواص رنگي نمونه ها با استفاده از روش CIE Lab تعيين شد. نتايج نشان داد كه تغييرات دما در جو هوا تاثير قابل توجهي بر خواص مغناطيسي دارد و با افزايش دما، اشباع مغناطيسي افزايش مي‌يابد در حالي كه در جو نيتروژن تغييرات دمايي چندان موثر نيست. اشباع مغناطيسي در جو هوا بسته به دماي سنتز، بين 31 تا emu/g 66 و در جو نيتروژن بين 69 تا emu/g 72 متغير بود. مشخص شد كه جايگزيني جو نيتروژن با هوا منجر به افزايش ته‌رنگ نمونه‌ها از فام مشكي به فام قرمز مي‌گردد. اما روشنايي آنها چندان تغيير نمي‌كند.

At the present work, the effect of synthesis temperature and atmosphere on the magnetic and color properties of the magnetite (Fe3O4) magnetic nanparticles was studied and magnetic and colorimetric properties of them were correlated . The precipitation occurred by pH adjustment of ferrous/ferric mixed salt-solution with ammonium hydroxide addition. The synthesis was performed in the temperature range of 25?C to 80?C in ambient and nitrogen protected atmospheres. The magnetite nanoparticles were characterized by vibrating sample magnetometer (VSM) analysis. Crystallite size was calculated via reclaimed Sherrer,s formula. The magnetic properties revealed that temperature variations shows appreciable effect on magnetic properties when the synthesis is performedin ambient atmosphere but is not effective when it is performed in inert atmosphere. The colorimetric parameters were calculated in two color spaces CIEL*a*b* and CIEL*C*h?. The results showed that the color of nanopigments tend to red shade when synthesis was performed in ambient atmosphere and to black shade when synthesis was done in nitrogen atmosphere