مقايسه خواص مغناطيسي، اپتيكي و ريخت شناسي نانو كامپوزيت گرافن اكسايد احياشده با پوشش فريت روي سنتز شده به روش تك مرحله اي هيدروترمال و دو مرحله اي سل-ژل/هيدروترمال

Comparison of Magnetic, Optical and Morphological Properties of the Nanocomposite of Reduced Graphene Oxide Coated with Zinc Ferrite Synthesized by One-Step Hydrothermal and Two-Step Sol-Gel / Hydrothermal Methods

نانوكامپوزيت گرافن اكسايد احياشده با پوشش فريت روي (ZnFe2O4@rGO) با موفقيت بوسيله روش تك مرحله اي HT و روش دومرحله اي SG/HT براي اولين بار سنتز گرديد. نتايج حاصل از تصاوير SEM و TEM نشان دادند صفحه هاي گرافن اكسايد ناشي از سنتزهاي HT و SG/HT به ترتيب ابعادي در بازه هاي µm 0.3-0.04 و µm 0.7-0.07 دارند و همچنين پوشش نانو ذرات ZnFe2O4 را روي اين صفحه هاي گرافن اكسايدي نشان دادند. با توجه به اين تصاوير اندازه نانو ذرات ZnFe2O4 روي صفحه هاي گرافن اكسايد براي سنتزهاي HT و SG/HT به ترتيب در بازه هاي nm 10-40 و nm 25-70 مشاهده گرديد. . از مقايسه مقادير بدست آمده براي شكاف انرژي نمونه ها مشخص مي شود مقدار شكاف انرژي در سنتز SG/HT حدود 7 درصد كمتر از سنتز HT است. نسبت ID/IG با توجه به طيف رامان مقدار 0.88 بدست آمد كه بيانگر سنتز باكيفيت گرافن اكسايد است. نتايج حاصل از طيف FTIR، احيا موثر GO و همچنين شكل گيري كامپوزيت بين صفحه هاي rGO و نانوذرات ZnFe2O4 را براي هر دو روش سنتزSG/HT و HT اثبات كرد. نتايج بدست آمده از بررسي خاصيت مغناطيسي VSM و آهنربا با شدت T 1، خاصيت سوپرپارامغناطيسي هر دو نمونه را اثبات كرد. با توجه به نتايج بدست آمده از اين تحقيق مي توان گفت براي كاربردهاي درماني به روش فوتوترمال روش تك مرحله اي HT، و براي كاربردهاي فوتوكاتاليستي و عامل كنتراست در MRI كه خاصيت فوتوكاتاليستي و مغناطيسي بالاتر مدنظر باشد روش دو مرحله اي SG/HT مي تواند انتخاب مناسبتري باشد.

Reduced graphene oxide coated with zinc ferrite (ZnFe2O4@rGO) nanocomposite was successfully synthesized by the one-step hydrothermal (HT) and the two-step sol-gel/hydrothermal (SG/HT) methods. The results of SEM and TEM images showed that the graphene oxide sheets for HT and SG/HT syntheses had dimensions of 0.3-0.04 μm and 0.7-0.07 μm, respectively,. According to these images, the size of ZnFe2O4 nanoparticles coted on graphene oxide sheets for HT and SG/HT syntheses were observed at 10-40 nm and 25-70 nm, respectively. Comparison of the optical absorption spectrum of ZnFe2O4@rGO nanocomposites synthesized by HT and SG/HT methods revealed that the amount of band gap energy in SG/HT synthesis was about 7% less than from SG/HT synthesis. According to the results obtained from the Raman spectrum for the synthesized graphene oxide sample, the ID/IG ratio was 0.88,. The results of FTIR spectra demonstrated effective reduction of GO as well as composite formation between rGO plates and ZnFe2O4 nanoparticles for both SG/HT and HT synthesis methods. The results of the magnetic properties of ZnFe2O4@rGO nanocomposites synthesized by HT and SG/HT methods by VSM and magnet with 1 T intensity, states that both methods of synthesis produced superparamagnetic materials,. Based on the results of this study, it can be said that for photothermal therapeutic applications which particle size and uniformity of ZnFe2O4@rGO nanocomposites are important, single-step HT method, and for photocatalytic applications and contrast agent in MRI, which need more photocatalytic and magnetic properties, the two-step SG/HT method can be better choice.