23528

طراحي، تهيه و شناسايي نانوكامپوزيتهاي مغناطيسي و بررسي برهم كنش آنها با ريزموجها

كارشناسي ارشد

فيزيك گرايش ماده چگال

1397

1399/12/11

دكتر محسن بابامرادي - دكترعلي ملكي

فيزيك

نانوذرات Fe3O4 و Fe3O4/ Halloysite Nanotube (HNTs) با استفاده از روش هم‌رسوبي و نانوكامپوزيت‌هاي Fe3O4/ HNTs/ Polypyrrole (PPy) با پليمريزاسيون درجا از مونومرهاي پيرول در سطح Fe3O4/ HNTs سنتزشدند. تصاويرميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورفولوژي سطح نمونه و قرارگيري نانوذرات مغناطيسي بر روي سطح نانولوله‌هاي هالوزيت و همچنين ساختار يكنواخت نانوكامپوزيت‌ها را نشان مي‌دهد. نتايج آناليزهاي FT-IR و EDX نشان داد كه سنتز نانوكامپوزيت‌ها و نانوذرات تهيه شده موفقيت آميز بوده است. آناليز مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي براي Fe3O4 نشان داد كه ميزان مغناطيسي بودن اين نانو ذرات در حدود emu/g65 مي‌باشد كه با اضافه شدن نانو لوله‌هاي هالوزيت به نانو ذرات، مقدار مغناطش اشباع نانوكامپوزيت مقدار emu/g 35 را نشان مي‌دهد در حالي كه با اضافه شدن پلي پيرول به نانوكامپوزيت Fe3O4/ HNTs ميزان مغناطش اشباع emu/g 7/6 كاهش مي‌يابد. آناليز وزن سنجي حرارتي (TGA) نشان‌داد كه در دماي 110 درجه سانتي‌گراد كاهش وزن درحدود 4 درصد مي‌باشد كه اين كاهش وزن ناشي از بين رفتن رطوبت پليمر مي‌باشد و از آنجا كه نانوذرات Fe3O4 تا دماي 600 درجه سانتي‌گراد پايدار هستند مي‌توان كاهش شديد جرم در دماي 300 درجه سانتي‌گراد را به پلي پيرول و نانولوله هاي هالوزيت نسبت داد. با توجه به ماهيت و جايگاه مواد جاذب امواج، سنتز اين مواد و بررسي خواص آن‌ها به ويژه خاصيت جذب و انعكاس امواج در محدوده 8 تا 12 گيگا هرتز (x-band) با استفاده از آناليز VNA انجام شد. كه مقدار حداقل افت بازتاب 2/26- دسي بل در فركانس 11 گيگاهرتز براي نانوكامپوزيت (ml4/0) Fe3O4/ HNTs/ PPy با ضخامت 3 ميلي‌متر بدست آمد كه بصورت FHP2 نشان داده شده است، بيشترين ميزان جذب امواج الكترومغناطيسي را درميان نانوكامپوزيت‌هاي تهيه شده دارا مي‌باشد.

1399/12/29

Design, preparation, and identification of magnetic nanocomposites and their interaction with microwaves

3/1/2021 12:00:00 AM

Fe3O4 and Fe3O4/ HNTs nanoparticles were synthesized using co-precipitation method and Fe3O4/ HNTs/ PPy nanocomposites by in situ polymerization of pyrrole monomers on the Fe3O4/ HNTs surface. Scanning electron microscopy (SEM) images show the morphology of the sample surface and the placement of magnetic nanoparticles on the surface of halloysite nanotubes as well as the uniform structure of nanocomposites. The results of FT-IR and EDX analyzes showed that the synthesis of prepared nanocomposites and nanoparticles was successful. Vibrating sample magnetometer analysis for Fe3O4 showed that the magneticity of these nanoparticles is about 65 emu/ g, which with the addition of halloysite and polypyrrole to the nanoparticles, the amount of saturated magnetization is 35 emu/g, and is reduced to 6.7 emu/g for nanocomposites. Thermogravimetric analysis (TGA) showed that at 110 ° C the weight loss is about 4% which is due to the loss of polymer moisture and since Fe3O4 nanoparticles are stable up to 600 ° C. can be the sharp drop in mass at 300 ° C was attributed to polypyrrole and halloysite nanotubes. Due to the nature and location of wave absorbers, the synthesis of these materials and their properties, especially the property of absorption and reflection of waves in the range of 8-12 GHz (x-band) was performed using VNA analysis. The minimum reflectance drop of -26.2 dB at 11 GHz was obtained for FHP2 nanocomposite with a thickness of 3 mm, which has the highest electromagnetic wave absorption among the prepared nanocomposites.

مواد جاذب، امواج الكترومغناطيسي، نانو كامپوزيت، پلي پيرول، نانولوله‌هاي هالوزيت.

Adsorbents, Electromagnetic waves, Nanocomposite, Polypyrrole and Halloysite nanotubes.