بررسي اثر جريان بر مشخصات ساختاري و مغناطيسي نانوذرات الكتروبلوري مگنتايت در حضور امواج فراصوت

The Effect of Current on Structural and Magnetic Properties of Electrocrystalized Magnetite Nanoparticles in The Presence of Ultrasound Waves

نانوذرات مغناطيسي مگنتايت از طريق فرآيند سونوالكترواكسيداسيون ورقه آهن در محلول آبي الكتروليت محتوي تيوره به‌عنوان پايدارساز آلي، رشد داده شدند. اثر تغييرات جريان اعمال شده، بر خواص ساختاري و مغناطيسي نانوذرات مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه‌يابي ساختاري ذرات توسط دستگاه‌هاي XRD و SEM صورت پذيرفت. مغناطش نمونه‌ها توسط مغناطيس‌سنج VSM در دماي اتاق بررسي شد. به‌منظور مطالعه استوكيومتري و ميزان تهي‌جاهاي آهن در ساختار نمونه‌ها، طيف‌هاي موسباير آن‌ها بررسي شدند. الگوي XRD نمونه‌ها، تشكيل ساختار اسپينل مكعبي Fe3O4 با گروه فضايي را تاييد كرد. تصاوير SEM نشان دادند كه نانوذرات اكسيد آهن با اندازه‌ ميانگين در محدوده 25 تا 50 نانومتر، وابسته به جريان اعمال شده به سيستم الكترواكسيداسيون رشد يافته‌اند. نتايج مغناطيس‌سنجي VSM نشان داد كه نمونه‌ها در دماي اتاق از نظر مغناطيسي نرم و مغناطش آن‌ها به اندازه‌ ميانگين ذرات وابسته است. طيف‌هاي موسباير عمدتاً به دو زيرطيف شش تايي مطابق با مشاركت يون‌هاي Fe3+ در جايگاه چهاروجهي A و حالت آميخته Fe2.5+ در جايگاه هشت‌وجهي B در ساختار مگنتايت برازش گرديدند. با كمك اطلاعات حاصل از برازش طيف‌ها، فرمول شيميايي نمونه‌ها با لحاظ كردن مقدار نقص آهن در ساختار آن‌ها محاسبه گرديد.

Magnetite nanoparticles have been synthesized using sonoelectrooxidation of iron plate in an aqueous solution of electrolyte containing thiourea as the organic stabilizer. The effect of applied current on structural and magnetic properties of nanoparticles was investigated. The particles structure was characterized using XRD, and SEM. Room-temperature magnetization curves of the samples were obtained using a VSM. In order to study the stoichiometric property of the magnetite nanoparticles, M?ssbauer spectra in transmission geometry were recorded for all samples. The X-ray patterns showed that the products have cubic spinel structure with space group. The SEM images showed that the particles with the average size of 25 to 50 nm grow depending on the applied current. The room-temperature VSM results showed that all of the samples are magnetically soft and their specific magnetization depends on the mean particle size. M?ssbauer spectra are well fitted with two magnetic sextets sub-spectra corresponding to Fe3+ ions at A sites (tetrahedral coordination) and Fe2.5+ ions at B sites (octahedral coordination) associated with the magnetite structure. The chemical formula of the samples was obtained by taking into account the deficit of iron in their structure.