نویسندگان
1 1. گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران ، بابلسر
2 2. مرکز تحقیقات نانوفناوری، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران
چکیده
نانوذرات اکسید آهن به روش تخلیه قوس الکتریکی بین یک جفت الکترود تیتانیوم با خلوص بالا در محیط حاوی نمک کلرید آهن و بدون استفاده از الکترودهای فلزی آهن برای اولین بار ساخته شده‌اند. نانوذرات تولید شده توسط آنالیزهای متعددی شامل پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس (XPS) مورد شناسایی و مشخصه‌یابی قرار گرفته‌اند. آنالیزهای پراش پرتو ایکس به همراه طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس نمونه‌های به دست آمده نشان دهنده تشکیل فاز آلفای اکسید آهن است. مطالعات میکروسکوپی بر روی نمونه‌های به دست آمده تشکیل نانوساختارهای اکسید آهن برنج مانندی را در زمان تخلیه الکتریکی 10 دقیقه در نمک کلرید آهن نشان می‌دهد که با انجام فرایند حرارتی در 600 درجه سانتی‌گراد به مدت 2 ساعت به شکل شبه کروی در می‌آیند. نتایج آنالیز پراکندگی دینامیکی نور (DLS) نمونه‌ها بیانگر تشکیل نانوذراتی با اندازه nm 24 و توزیع نسبتا باریک nm 11 می‌باشد که بعد از پخت اندازه ذرات به دست آمده بزرگ‌تر شده و توزیع آنها نیز گسترده‌تر می‌گردد. نتایج به دست آمده حاکی از قابلیت بالای این روش به منظور دستیابی به نانوذرات یکنواخت اکسید آهن و با توزیع اندازه نسبتاً باریک در زمان بسیار کم می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Synthesis and characterization of iron oxide nanoparticles using electrical discharge in solution
نویسندگان [English]
- B Mohammadi 1
- A A Ashkarran 1
- M Mahmoudi 2
چکیده [English]
Iron oxide nanoparticles were synthesized for the first time using electrical arc discharge between a pair of highly pure titanium electrode without using metallic iron electrodes in iron chloride salt solution. The produced nanoparticles were characterized using various analyses such as X-ray Diffraction (XRD) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). XRD and XPS analyses showed formation of α-Fe2O3 phase. Microscopic studies on the obtained samples revealed formation of rice like iron oxide nanostructures at 10 minutes of electrical discharge which changed to semi-spherical shape after calcination at 600 oC for 2 hours. The results of Dynamic Light Scattering (DLS) analysis demonstrated formation of 24 nm particles with almost narrow distribution of 11nm, which are increased in size and distribution width by heat treatment. The obtained results verify the potential ability of this technique to achieve monodispersed iron oxide nanoparticles with narrow distribution in a very short time
کلیدواژه‌ها [English]
- nanoparticles
- iron oxide
- electrical discharge
- solution
2. T Ahn, J H Kim, H M Yang, J W Lee and J D Kim, Journal of Physical Chemistry C 116 (2012) 6069.
3. A A Ashkarran, Journal of Cluster Science 22 (2011) 233.
4. S Kim, Y Song, T Takahashi, T Oh and M J Heller, Small 11 (2015) 5041.
5. K H Tseng, C J Chou, T C Liu, Y H Haung and M Y Chung, Materials Transactions 57 (2016) 294.
6. J Li, Z Huang, F Wang, X Yan and Y Wei, Applied Physics Letters 107 (2015) 051603.
7. A V Uschakov, I V Karpov, A A Lepeshev and S M Zharkov, Vacuum 128 (2016) 123.
8. A A Ashkarran, Applied Physics A: Materials Science and Processing 107 (2012) 401.
9. P K B Nagesh, N R Johnson, et al., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 144 (2016) 8.
10. H Liu, J Zhang, X Chen, X S Du, J L Zhang, G Liu and W G Zhang, Nanoscale 8 (2016) 7808.
11. J Hwang, E Lee, J Kim, Y Seo, K H Lee, J W Hong, A A Gilad, H Park and J Choi, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 142 (2016) 290.
)