بررسی امکان ساخت نانوذرات مغناطیسی نیکل مجزا و ساختار هسته-لایه sio2/ni و بررسی خواص فیزیکی آنها

در میان نانو مواد، نانو ذرات فلزی نیکل به خاطر ویژگیهای مغناطیسی و کاتالیزوری از اهمیت ویژه ای برخوردارند. تاکنون چندین روش برای سنتز نانوذرات نیکل با اندازه و شکل کنترل شده ابداع شده است. در این پایان نامه نانوذرات نیکل با اندازه های مختلف با استفاده از روش کاهش محلول شیمیایی آبی تهیه شد. نانوذرات نیکل با احیاء کمپلکس نیکل تشکیل شده بین استات نیکل و محلول هیدرازین همراه با کنترل دمای واکنش وزمان سنتز شد. در این روش نیازی به استفاده از گاز نیتروژن نبود. بررسی الگوهای پراش اشعه ایکس نشان داد که پیکهایی ازفاز ni(oh)2 در محصولات وجود دارد. با استفاده از فرمول شررنیز مشخص شد اندازه نانوذرات سنتز شده در حدود 21تا30 نانومتر است که با اندازه های حاصل ازمیکروسکوپ الکترونی عبوریtem درتوافق می باشد. در ادامه تأثیر پارامترهایی از قبیل نسبت مولی محلول های اولیه، دمای کلسینه و عامل خلأ بر روی اندازه نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش نسبت مولی نیکل استات به هیدرازین اندازه ذرات کاهش یافت. برای از بین بردن پیکهای ni(oh)2 نانوذرات حاصله در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت کلسینه شد. با کلسینه کردن نانوذرات پیکهای ناخالصی تقریباً حذف گردید اما اندازه نانوذرات افزایش یافت.با کلسینه کردن نانوذرات در شرایط خلأ و بدون خلأ در مجاورت هواتادمای 300 درجه سانتیگراد در شکل و اندازه ذرات هیچ تفاوتی مشاهده نشد. اندازه گیریهای مغناطیسی توسط دستگاه مغناطیس سنج با نمونه ارتعاشی vsm نشان داد که نانوذرات بدست آمده سوپرپارامغناطیس با مغناطش اشباع 40emu/gr هستند. با کاهش اندازه ذرات ، مغناطش اشباع آنها کاهش یافت. درادامه نانوذرات فلزی نیکل بر روی هسته غیر آلی سیلیکا پوشش داده شد. اساس عمل سنتز ساختار هسته-لایه sio2/ni بر مبنای جذب الکتروستاتیکی بین ذرات دارای بار مخالف بر روی سطح بود. مغناطش اشباع ساختار هسته-لایه sio2/ni بسیار کمتر از نانوذرات نیکل بود (8emu/gr).با کلسینه کردن ساختار sio2/ni در دمای370 درجه سانتیگراد ساختار هسته-لایه sio2/ni/nio بدست آمد.مشاهده شدساختار هسته –لایه تا حد زیادی از اکسید شدن نانوذرات جلوگیری می کند.