حفظ خاصيت مغناطيسي نانو ذرات مغناطيسي بعد از پوشش سيليكون

The magnetic property maintain of magnetic nanoparticles after silicone coating

سابقه و هدف: به طور كلي كاهش اندازه ي ذره در ابعاد نانو موجب افزايش نسبت سطح به حجم ذرات و افزايش تاثير رفتار اتم‌ هاي واقع در سطح در مقايسه با رفتار اتم‌ هاي توده ماده مي‌ شود. از مهم‌ ترين تاثيرات افزايش سطح، افزايش شديد واكنش‌ پذيري نانو مواد است كه به علت جمعيت بالاي مولكول ‌ها يا اتم هاي سطحي در مقايسه با اتم ‌ها يا مولكول‌ هاي موجود در توده‌ ماده رخ مي ‌دهد و تمايل شديد نانوذرات به كلوخه شدن يا خوشه ‌اي شدن را به همراه دارد. به منظور پيش گيري از اين نوع واكنش ‌ها، استفاده از يك پايدار كننده جهت محافظت از نانو ذرات در برابر سايش و فرسودگي ضروري است. علاوه بر آن در نانو ذرات مغناطيسي، بعد از پوشش ‌دهي، خاصيت اشباع مغناطيسي به مقدار قابل توجهي كاهش پيدا مي كند و قابليت جذب آهن ربايي در فرآيند جداسازي كاهش مي يابد. در اين مقاله پوشش ‌دهي نانو ذرات مغناطيسي اكسيد آهن با ضخامت بسيار نازكي از پوشش سيليكا بررسي شده است. بر اساس اين روش، بعد از پايدار سازي نانو ذرات با سيليكا، علاوه بر پايدار شدن نانو ذرات از خاصيت مغناطيسي آن ‌ها نيز كاسته نمي شود. مواد و روش ها: اين فرآيند با استفاده از ماده شيميايي تترا اتوكسي سيلان انجام مي شود. نانو ذرات مغناطيسي مگنتيت با پوشش سيليكوني به وسيله روش هم‌ رسوبي سنتز مي ‌شود و توسط دستگاه ‌هاي طيف سنجي مادون قرمز، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پراش اشعه ايكس و مغناطيس سنج ارتعاشي مشخصه يابي مي شود. يافته ها: طيف سنجي مادون قرمز(FTIR) و پراش اشعه ايكس(XRD) گروه هاي عاملي سيليكا را برروي نانو ذرات نشان مي دهد. اندازه ذرات با توجه به تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) تقريبا 40 نانو متر است. عدم كاهش خاصيت مغناطيسي در قبل و بعد از پوشش دهي با مغناطيس سنج ارتعاشي (VSM) تاييد شد. بحث: اين مطالعه نشان داد كه مي توان براي كاربردهايي بر مبناي خاصيت مغناطيسي، از نانو ذرات مغناطيسي پايدارشده با پوشش سليكوني استفاده كرد كه خاصيت مغناطيسي خود را حفظ نموده اند. نتيجه گيري: در اين مقاله روشي پيشنهاد شده است كه بر مبناي آن، با كاهش ضخامت پوسته سيليكوني از ميزان اشباع مغناطيسي نانو ذره هسته – پوسته در مقايسه با هسته مغناطيسي نانو ذره كاسته نشده است. بنابراين با وجود حفاظت از هسته با يك پوشش پايدار و زيست‌ سازگار، قدرت جداسازي نانو سامانه در ميدان مغناطيسي معين، بدون تغيير باقي مانده است.

Aim and Background: Generally, reducing the particle size in the nanoscale particles increases the surface to volume ratio and the impact of the behavior of the material surface atoms compared to the behavior of the mass of atoms. The most important effect of the surface increase is the extreme reactivity of nanomaterials due to high concentration of the surface atoms or molecules in comparison with the mass of the surface atoms or molecules which causes the nanoparticles agglomeration or cluster. To prevent the reactions, a stabilizer should be used to protect particles against abrasion and corrosion. Material and methods: This process is performed using Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate. The obtained nanoparticles were characterized by Scanning electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and Vibrating Sample Magnetometer (VSM). Results: According to the analysis carried out, particles 40 nm were obtained and silica-coated magnetite nanoparticles were well synthesized. In addition, the nanoparticles magnetic saturation decrease after coating significantly and reduce ability to absorb nanoparticles in magnetic separation process well as. Conclusion In this article, coating iron oxide magnetic nanoparticles with very thin layer of the silica coating is investigated. According to this method, after stabilization of iron oxide magnetic nanoparticles with silica, in addition to stabilizing the magnetic nanoparticles, magnetic properties of nanoparticles are not decreased.