Synthesis of Nd-Co doped Fe3O4 nanoparticles and Fe3O4- chitosan nanocomposite with tunable magnetic properties

سنتز نانوذرات مغناطيسي Fe3O4 دوپه شده با Nd-Co و نانوكامپوزيت مغناطيسي-Fe3O4 كيتوسان با خواص مغناطيسي قابل تنظيم

با افزايش سديم هيدروكسايد به محلولهاي آبي نمك هاي FeCl 3 بدون آب و FeSO4.7H2O و CoN2O6.6H2O و 6H2O Nd(NO3)3 نانو ذرات مغناطيسي Fe3O4 تهيه شد. سپس اين نانوذرات به وسيله كيتوسان پوشيده شدند. مشخصات و ويژگي هاي نانو ذرات مغناطيسي به دست آمده با استفاده از دستگاه هاي پراش پرتو ايكس(XRD) ،ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ، ميكروسكوپ الكتروني عبوري(TEM) ، دستگاه مغناطيس سنج( AGFM) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي دهد نانوذرات مغناطيسي به دست آمده داراي شكل كروي و ساختار اسپينل وارون است. اندازه نانوذرات مغناطيسي به تقريب 15nm است. بررسي خواص مغناطيسي نشان مي دهد مغناطش اشباع Fe3O4 ،Fe3O 4 دوپه شده با Nd-Co و نانوكامپوزيت Fe3O4 -كيتوسان به ترتيب 56.66 ،74.64 و 35.39emu/g است. منحني هاي AGFM نشان مي دهد كه ذرات در دماي اتاق داراي خواص ابر پارامغناطيس است. در بررسي هاي انجام شده، افزايش خواص مغناطيسي در Fe3O4 دوپه شده با كاتيون هاي +Nd3 و +Co2 نسبت به Fe3O4 خالص مشاهده مي شود. از طرفي خواص مغناطيسي Fe3O4 زماني كه با كيتوسان پوشيده مي شود كاهش مي يابد. انتظار مي رود نانوكامپوزيت Fe3O4 - كيتوسان خواص بيولوژيكي مناسب به ويژه در زمينه هايي نظير هايپرترميا داشته باشد.

Magnetic nanoparticles were prepared by the aqueous co-precipitation of anhydrous FeCl3,FeSO4.7H2O, CoN2O6.6H2O and Nd(NO3)3.6H2O with the addition of sodium hydroxide. Chitosan was added to coat on the surface of the prepared Fe3O4 nanoparticles by physical absorption. The obtained magnetic nanoparticles were characterized systematically through the use of an x-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis (EDX), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and an alternating gradient force magnetometer (AGFM). The results revealed that the magnetic nanoparticles were spherical shaped with inverse spinel structure .The size of magnetic nanoparticles were approximately 15nm. Magnetic measurement showed that the saturation magnetization of the Fe3O4, Nd-Co doped Fe3O4, Fe3O4 – chitosan nanoparticles were 56.66, 74.64 and 35.39 emu/g, respectively. The nanoparticles were super paramagnetic at room temperature. It was found that the magnetic response of the Fe3O4 increased when it was doped with Nd+3 and Co+2. However,the magnetic response of the Fe3O4 decreased when it was coated with chitosan. The prepared Fe3O4 – chitosan nanoparticles have great potential in hyperthermia.