در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ی

3

زم

ستان

1391

1279840468

چکیده: در این مقاله، نانو ذرات مگنتیت (4Fe3O) به روش همرسوبی سنتز شد. برای ایـن کـار، از آمونیـاک بـه عنـوانعامل رسوب دهنده، و از کلریدهای آهن (II) و (III) به عنوان منابع آهن استفاده شد. وضـعیت پراکنـدگی نـانوذرات در دومحیط آبی و آلی (نفت) با استفاده از فعال کنندههای سطح اسید اولییک و اسید لوریک بررسی گردید و تاثیر غلظت آنها بـرپراکندگی و اندازه ذرات مطالعه شد. از روشهای پراش اشعه ایکس (XRD)، پراکنش لیزری دینامیک (DLS) طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) اندازه گیری نیروی گرادیانی متغیر(AGFM) به ترتیـب بـرای تـشخیص فـاز، انـدازه و توزیـع ذرات،استقرار فعال کننده سطح بر روی ذرات، و خواص مغناطیسی استفاده شـد. نتـایج بـهدسـت آمـده از روش تفـرق پـراکنشدینامیک لیزری (DLS) نشان داد که میانگین اندازه متوسط هیدرودینامیکی ذرات در محیط نفت و در محیط آبی به ترتیب در محدوده18- nm44 و 68-nm89 نانومتر تغییر میکند. در ضمن بررسی خواص مغناطیسی نشان داد کـه بـا افـزایشغلظت فعالکننده سطح، خواص مغناطیسی به ویژه مغناطیساشباع کاهش می یابد.
کلید واژه: نانو ذرات، مگنتیت، فعال کننده سطح، خواص مغناطیسی، پایداری.
1- مقدمه
نانو ذرات مگنتیت (4Fe3O) به علت خواص ویژه مغناطیسی و زیست سازگاری در حال حاضر تا حد زیادی مورد توجـه محققـینقرار گرفته است. این ماده دارای ساختار اسپینلی معکوس است و در ابعاد نانومتری خواص ویژه ابر پارامغناطیـسی از خـود نـشانمیدهد [1]. نانو ذرات مگنتیت بهطور گستردهای در زمینههای مختلـف از جملـه رسـانش دارو[2]، درمـان گرمـایی بافـتهـایسرطانی[3]، فتوکاتالیستها [4] و غیره کاربرد دارد. همه این کاربردها مستلزم این است که این ذرات، دارای وضعیت پراکنـدگیمناسبی داشته باشند به عبارت دیگر، اندازه آگلومره ها تا حد امکان به اندازه ذرات نزدیک باشد [5]. در سوسپانـسیونهـای حـاوینانو ذرات مگنتیت، نانو ذرات در اثر نیروی واندروالسی ممکن است بههم چسبیده و تشکیل آگلومره دهنـد کـه در ایـن صـورت،پایدار بودن سوسپانسیونی سیستم مختل میشود. برای جلوگیری از این حالت، سطح نانو ذرات به وسـیله مقـادیر مختلـف فعـالکننده سطح پوشانده میشود. رایج ترین راه سنتز این ذرات، روش هم رسوبی1 یون های نمک آهن هیدارته دو و سه ظرفیتـی در حضور یک باز قو ی م یباشد[6]. واکنش ش یمیایی تشکیل آن بصورت ز یر است:
Fe+2+2Fe+3+8OH-→Fe3O4+4H2O (1
طبق این واکنش، برای تولید مگنتیت، نسبت مولی اولیه 2:1، از 2+Fe3+:Fe نیاز است . اما وقتی آماده سازی در معرض هوا انجاممی شود، 2+Fe به 3+Fe اکسید میشود[7]. برای جلوگیری از این واکنش ناخواسته، معمولا از اتمسفر خنثی بـرای سـنتز اسـتفادهمیگردد. گفته میشود که فعال کننده سطح نیز با پوشاندن سطح، تاثیر مثبتی در این رابطه دارد.
با توجه به کاربردهای این نانوذرات، پایدار بودن در محیطهای آبی و آلی در کنترل ویژگیهای محصولات نهایی نقش ضـروریدارد[8]. برای ایجاد پایداری در نانو ذرات روشهای مختلفی وجود دارد یکی از روشها اصلاح سطح ذرات توسـط فعـال کننـدهسطح های مختلف می باشد.
فعال کنندههای سطح معمولا ترکیبات آلی هستند که دارای گروه های آبدوست و آبگریز میباشند. گروه های آبگریـز نقـش دم ودنباله را دارد و شامل ترکیباتی از فلزات قلیایی یا بنیانهای دیگر است وگروههای آبدوست، نقش سر فعال کننـده سـطح را داردکه شامل رادیکال هیدروکربن است. وجود طبیعت دو گانه سبب ویژگیهای خاصی در این مولکولها مـیشـود بـه طـوری کـهمیتوانند در آب حل شده و در سطح مشترک آب- هوا یا بین دو سطح از دو فاز مختلـف تجمـع یافتـه وسـبب کـاهش کـششسطحی شوند . یکی از کاربردهای فعال کنندههای سطح، استفاده از آنها در سوسپانسیون هـای کلوییـدی اسـت. از آنجـا کـه درسوسپانسیونهای حاوی نانوذرات با کاهش اندازه ذرات حرکت براونی افزایش مییابد از این رو ذرات شانس زیادی برای نزدیکشدن به یکدیگر و تشکیل آگلومره دارند. استفاده از این مواد باعث میشود یکی از دوسـر آنهـا بـه کلوییـد متـصل شـده و سـردیگرشان به محلول نزدیک شود. بنابر این سرهایی که در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بین کلوییدها میشوند و درنتیجه از تجمع و بهم پیوستن آنها ممانعت می کنند.
در این تحقیق، تاثیر عواملی مانند نوع و مقدار فعال کننده های سطح بر پراکندگی نانو ذرات مگنتیت در محیط نفت و آبی مـوردبررسی قرار گرفته است و برای این کار از اسید های چرب اولییک و لوریک اسـتفاده شـده اسـت. قبـل از ایـن، بررسـیهـایمتعددی در زمینه سنتز و پایدارسازی این نانوذرات با استفاده از عوامل سطحی فوق و دیگر عوامل سطحی انجـام شـده اسـت ومحدوده غلظت مناسب برای پایداری بطور تقریبی مشخص شده است [8و 9] ولی در خصوص مقایـسه عملکـرد ایـن دو فعـالکننده سطحی بر توزیع اندازه ذرات و ویژگیهای مغناطیسی درمقادیر مختلف، مطلبی منتشر نشده است.
2- روش کار تجربی
2-1- مواد اولیه
کلریدهای آهن دو (FeCl2.4H2O) و سهظرفیتی (FeCl3.6H2O)، هیدروکسیدآمونیوم (NH4OH)، اسید اولییک و اسید لوریکساخت شرکت مرک و با خلوص بالاتر از 99% و آب دی یونیزه استفاده شد.

2-2- روش ساخت فروسیال


پاسخ دهید