تأثير pH و زمان فرايند هيدروترمال بر سنتز نانوذرات فريت ‌منگنز

The Effect of pH and Duration of Hydrothermal Process on the Synthesis of Manganese Ferrite Nanoparticles

نانوذرات فريت منگنز كاربردهاي زيادي به‌ويژه در تشخيص و درمان پزشكي و همچنين جدايش بيومولكول‌ها دارند. در اين پژوهش، تأثير پارامترهاي مختلف مانند pH محلول واكنش و زمان فرايند هيدروترمال بر سنتز فاز اسپينل در نانوذرات مورد ارزيابي قرار گرفت. ساختار كريستالي، تركيب شيميايي، مورفولوژي و اندازه ذرات سنتز شده توسط آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپي الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) مجهز به طيف‌سنج پراكندگي انرژي (EDS) تعيين شد. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس نشان ‌داد كه زمان 12 ساعت و 11=pH براي تشكيل نانوذرات تك فاز فريت منگنز (MnFe2O4) مناسب‌ است. بررسي‌هاي ميكروسكوپي الكترونيكي روبشي گسيل ميداني، ميانگين اندازه نانوذرات سنتز شده را حدود 50 نانومتر نشان داد. همچنين نتايج آزمون طيف‌سنجي پراكندگي انرژي نشان داد كه حدود 20 درصد منگنز در ساختار نانوذرات فريت منگنز در شرايط بهينه وجود دارد. بنابراين، نانوذرات فريت منگنز سنتز شده به‌روش هيدروترمال در اين پژوهش، به‌دليل كوچك بودن اندازه‌ ذرات و توزيع اندازه باريك مي‌تواند گزينه مناسبي براي كاربردهاي زيست پزشكي باشند.

Manganese ferrite nanoparticles (NPs) have different applications, especially in medical diagnosis and treatment as well as the biomolecule separation,. In this research, the effects of various parameters such as the pH of reaction solution and the hydrothermal process duration on the synthesis of spinel phase in NPs were evaluated. Crystal structure, chemical composition, morphology and size of synthesized particles were investigated by the X-ray diffraction (XRD) analysis and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). The XRD results showed that the process duration of 12 h and pH=11 were suitable for the formation of monophase manganese ferrite NPs. The FE-SEM investigations showed that the average size of the synthesized NPs was about 50 nm. Moreover, the EDS analysis showed the presence of about 20% of manganese in the NPs structure. Hydrothermally synthesized manganese ferrite NPs in this researchcould be, therefore, a good candidate for the biomedical application due to their small size and narrow size distribution.