ي

3

زم

ستان

1391

1279840468

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

چكيده: در اين مقاله، نانو ذرات مگنتيت (4Fe3O) به روش همرسوبي سنتز شد. براي ايـن كـار، از آمونيـاك بـه عنـوانعامل رسوب دهنده، و از كلريدهاي آهن (II) و (III) به عنوان منابع آهن استفاده شد. وضـعيت پراكنـدگي نـانوذرات در دومحيط آبي و آلي (نفت) با استفاده از فعال كنندههاي سطح اسيد اولييك و اسيد لوريك بررسي گرديد و تاثير غلظت آنها بـرپراكندگي و اندازه ذرات مطالعه شد. از روشهاي پراش اشعه ايكس (XRD)، پراكنش ليزري ديناميك (DLS) طيف سنجي مادون قرمز (FTIR) اندازه گيري نيروي گرادياني متغير(AGFM) به ترتيـب بـراي تـشخيص فـاز، انـدازه و توزيـع ذرات،استقرار فعال كننده سطح بر روي ذرات، و خواص مغناطيسي استفاده شـد. نتـايج بـهدسـت آمـده از روش تفـرق پـراكنشديناميك ليزري (DLS) نشان داد كه ميانگين اندازه متوسط هيدروديناميكي ذرات در محيط نفت و در محيط آبي به ترتيب در محدوده18- nm44 و 68-nm89 نانومتر تغيير ميكند. در ضمن بررسي خواص مغناطيسي نشان داد كـه بـا افـزايشغلظت فعالكننده سطح، خواص مغناطيسي به ويژه مغناطيساشباع كاهش مي يابد.
كليد واژه: نانو ذرات، مگنتيت، فعال كننده سطح، خواص مغناطيسي، پايداري.
1- مقدمه
نانو ذرات مگنتيت (4Fe3O) به علت خواص ويژه مغناطيسي و زيست سازگاري در حال حاضر تا حد زيادي مورد توجـه محققـينقرار گرفته است. اين ماده داراي ساختار اسپينلي معكوس است و در ابعاد نانومتري خواص ويژه ابر پارامغناطيـسي از خـود نـشانميدهد [1]. نانو ذرات مگنتيت بهطور گستردهاي در زمينههاي مختلـف از جملـه رسـانش دارو[2]، درمـان گرمـايي بافـتهـايسرطاني[3]، فتوكاتاليستها [4] و غيره كاربرد دارد. همه اين كاربردها مستلزم اين است كه اين ذرات، داراي وضعيت پراكنـدگيمناسبي داشته باشند به عبارت ديگر، اندازه آگلومره ها تا حد امكان به اندازه ذرات نزديك باشد [5]. در سوسپانـسيونهـاي حـاوينانو ذرات مگنتيت، نانو ذرات در اثر نيروي واندروالسي ممكن است بههم چسبيده و تشكيل آگلومره دهنـد كـه در ايـن صـورت،پايدار بودن سوسپانسيوني سيستم مختل ميشود. براي جلوگيري از اين حالت، سطح نانو ذرات به وسـيله مقـادير مختلـف فعـالكننده سطح پوشانده ميشود. رايج ترين راه سنتز اين ذرات، روش هم رسوبي1 يون هاي نمك آهن هيدارته دو و سه ظرفيتـي در حضور يك باز قو ي م يباشد[6]. واكنش ش يميايي تشكيل آن بصورت ز ير است:
Fe+2+2Fe+3+8OH-→Fe3O4+4H2O (1
طبق اين واكنش، براي توليد مگنتيت، نسبت مولي اوليه 2:1، از 2+Fe3+:Fe نياز است . اما وقتي آماده سازي در معرض هوا انجاممي شود، 2+Fe به 3+Fe اكسيد ميشود[7]. براي جلوگيري از اين واكنش ناخواسته، معمولا از اتمسفر خنثي بـراي سـنتز اسـتفادهميگردد. گفته ميشود كه فعال كننده سطح نيز با پوشاندن سطح، تاثير مثبتي در اين رابطه دارد.
با توجه به كاربردهاي اين نانوذرات، پايدار بودن در محيطهاي آبي و آلي در كنترل ويژگيهاي محصولات نهايي نقش ضـروريدارد[8]. براي ايجاد پايداري در نانو ذرات روشهاي مختلفي وجود دارد يكي از روشها اصلاح سطح ذرات توسـط فعـال كننـدهسطح هاي مختلف مي باشد.
فعال كنندههاي سطح معمولا تركيبات آلي هستند كه داراي گروه هاي آبدوست و آبگريز ميباشند. گروه هاي آبگريـز نقـش دم ودنباله را دارد و شامل تركيباتي از فلزات قليايي يا بنيانهاي ديگر است وگروههاي آبدوست، نقش سر فعال كننـده سـطح را داردكه شامل راديكال هيدروكربن است. وجود طبيعت دو گانه سبب ويژگيهاي خاصي در اين مولكولها مـيشـود بـه طـوري كـهميتوانند در آب حل شده و در سطح مشترك آب- هوا يا بين دو سطح از دو فاز مختلـف تجمـع يافتـه وسـبب كـاهش كـششسطحي شوند . يكي از كاربردهاي فعال كنندههاي سطح، استفاده از آنها در سوسپانسيون هـاي كلوييـدي اسـت. از آنجـا كـه درسوسپانسيونهاي حاوي نانوذرات با كاهش اندازه ذرات حركت براوني افزايش مييابد از اين رو ذرات شانس زيادي براي نزديكشدن به يكديگر و تشكيل آگلومره دارند. استفاده از اين مواد باعث ميشود يكي از دوسـر آنهـا بـه كلوييـد متـصل شـده و سـرديگرشان به محلول نزديك شود. بنابر اين سرهايي كه در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بين كلوييدها ميشوند و درنتيجه از تجمع و بهم پيوستن آنها ممانعت مي كنند.
در اين تحقيق، تاثير عواملي مانند نوع و مقدار فعال كننده هاي سطح بر پراكندگي نانو ذرات مگنتيت در محيط نفت و آبي مـوردبررسي قرار گرفته است و براي اين كار از اسيد هاي چرب اولييك و لوريك اسـتفاده شـده اسـت. قبـل از ايـن، بررسـيهـايمتعددي در زمينه سنتز و پايدارسازي اين نانوذرات با استفاده از عوامل سطحي فوق و ديگر عوامل سطحي انجـام شـده اسـت ومحدوده غلظت مناسب براي پايداري بطور تقريبي مشخص شده است [8و 9] ولي در خصوص مقايـسه عملكـرد ايـن دو فعـالكننده سطحي بر توزيع اندازه ذرات و ويژگيهاي مغناطيسي درمقادير مختلف، مطلبي منتشر نشده است.
2- روش كار تجربي
2-1- مواد اوليه
كلريدهاي آهن دو (FeCl2.4H2O) و سهظرفيتي (FeCl3.6H2O)، هيدروكسيدآمونيوم (NH4OH)، اسيد اولييك و اسيد لوريكساخت شركت مرك و با خلوص بالاتر از 99% و آب دي يونيزه استفاده شد.

2-2- روش ساخت فروسيال


پاسخی بگذارید