اميرعلي صالح كيا

Effect of Time an‎d Temperature on the Synthesis of Mesoporous Silica/Zero-Valent Iron Composite

در سال‌هاي اخير، نانوكامپوزيت‌هاي مغناطيسي با ساختار هسته–پوسته به دليل ويژگي‌هاي ممتاز مانند پايداري شيميايي، قابليت عملكرد چندگانه و كاربردهاي وسيع در زمينه‌هاي زيست‌پزشكي، محيط‌زيست و كاتاليست‌ها، توجه چشمگيري را به خود جلب كرده‌اند. در اين پژوهش، نانوكامپوزيت Fe@SiO₂@mSiO₂ با هسته‌ آهن صفر ظرفيتي و پوسته‌هاي متوالي سيليكا و سيليكاي مزوحفره‌اي به روش رسوب‌دهي شيميايي سنتز گرديد. به منظور بررسي شرايط فرآيند، سنتز در دماهاي مختلف (°C250، °C350 و °C450) و زمان واكنش ثابت چهار ساعت انجام شد. شناسايي و آناليز نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM)، آزمون جذب–واجذب نيتروژن (BET)، طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، آناليز گرماوزني (TGA) و مغناطيس‌سنج نمونه ارتعاشي (VSM) صورت گرفت. نتايج XRD حضور فاز Fe⁰ را تأييد نمود و كاهش شدت قله‌ها و ايجاد پيك هاي جديد در دماهاي بالاتر، نشان‌دهنده اكسيداسيون تدريجي هسته آهن بود. تصاوير FE-SEM مورفولوژي كروي و پوشش يكنواخت پوسته سيليكا را آشكار ساختند. تحليل BET نشان داد كه افزايش دماي سنتز موجب كاهش چشمگير سطح ويژه و حجم حفرات مزو مي‌شود. طيف FTIR باندهاي مشخص Si–O–Si و Fe–O را تأييد كرد. آزمون TGA بيانگر پايداري حرارتي مناسب بود و نتايج VSM خاصيت فرومغناطيسي مطلوب نمونه‌ها را نشان داد؛ هرچند كه در دماهاي بالا، كاهش مغناطش اشباع به دليل اكسيداسيون هسته فلزي مشاهده شد. به طور كلي، يافته‌ها نشان دادند كه دماي سنتز عامل تعيين‌كننده‌اي در ساختار، پايداري و خواص مغناطيسي نانوكامپوزيت است. دماي °C350 شرايط بهينه‌اي را براي توليد نانوكامپوزيت Fe@SiO₂@mSiO₂ با تركيب متوازن پايداري، مساحت سطح ويژه و خواص مغناطيسي فراهم ساخت. اين دستاورد مي‌تواند مسير توسعه كاربردهاي صنعتي و زيست‌پزشكي اين نانوكامپوزيت‌ها را هموار سازد.

آهن صفرظرفيتي , سيليكاي مزوحفره , نانوكامپوزيت , Fe@SiO₂@mSiO₂