نویسندگان

• مهران قمی‌نژاد
• محمد اخوان

چکیده

اهمیت فروفلوئیدها در امکان بررسی فاز ابرپارامغناطیسی کامل, مطالعه ناهمسانگردی ذرات, مشاهده زمان واهلش و بررسی الگوهای جذب سورفاکتانتهاست, که با این کیفیت نه توسط توده ذرات ریز و نه سیستمهای دو فازه ناپایدار, قابل بررسی نیستند. در این کار فرآیند جذب سدیم دودسیل سولفات (SDS) C12H25Na+SO-4 به عنوان سورفاکتانت لایه دوم یک سیستم کلوئیدی دو لایه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. لایه اول نیز از اولئات سدیم C18H23O-2Na+ انتخاب شده است. تولید ذرات ریز اکسید آهن به عنوان فاز جامد فرومغناطیسی سیستم کلوئیدی نیز بر پایه رشد شیمیایی صورت گرفبه است. روش اتخاذ شده در این مرحله همرسوبی یونهای فلزی در محلول نمکهای آهن دو و سه ظرفیتی است. گشتاور مغناطیسی, شبکه بلوری, عنصرسنجی و نحوه چسباندن سورفاکتانتها مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل منحنی مغناطیس با یک سیستم مغناطش‌سنج VSM و تحلیل نقش پراش اشعه ایکس (XRD) نمونه های پودری, به ترتیب اندازه مغناطیسی و اندازه بلوری ذراتی را که به این روش تولید می‌شوند, به دست می‌دهند و نشان می دهند که اندازه ذرات در محدوده 9-13 nm قرار دارند. علاوه بر این, نتایج حاصل از اندازه گیریهای مغناطیسی, مغناطش اشباع نمونه ها را حدودا 1.5 emu/g و پذیرفتاری کاهش یافته را در نزدیکی 6×10-3Oe-1 نشان می دهد که مقادیر مناسبی برای یک ابرپارامغناطیس است. داده های پراش پرتو ایکس و حجم سنجی آهن دو ظرفیتی با پرمنگنات پتاسیم KMnO4 درمورد عنصرسنجی ذرات معناطیسی حاصل, نشان می‌دهد که باید نسبت آهن II به آهن III در محلول نمکی تقریبا 2 به 3 بوده و به هنگام تبلور ذرات مغناطیسی به منظور جلوگیری از اکسایش آهن II , 4.5% v/v اسید سولفوریک به محلول نمکی اضافه شود. به این ترتیب, نزدیکترین عنصرسنجی به Fe3O4 را خواهیم داشت. جذب مولکولهای اولئات برسطح ذرات فاز جامد با طیف نگاری فروسرخ (IR), از نمونه های شامل اولئات, نشان می دهد که در فاز جامد دارای اولئات, فرآیند شستشو باید از بین رفتن چسبندگی آن در حلال استونی ادامه پیدا کند. داده های مغناطیسی نیز نشان می دهد که متفاوت با آنچه که در فروفلوئیدهای تک لایه ای می شناسیم, یک ماکزیمم نسبی در اطراف (SDS)=0.07 در مغناطش اشباع نمونه های فروفلوئید بر حسب غلظت سورفاکتانت وجود دارد. در مابقی مشخصات, در تغییرات مغناطش اشباع بر حسب زمان همزدن و دمای جذب سورفاکتانت یک روند ساده اشباعی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

• ذرات ضبط مغناطیسی
• فروفلوئید
• سورفاکتانت
• ابر پارامغناطیس

عنوان مقاله [English]

Structure and physical properties of layered ferrofluids

نویسندگان [English]

• M. Ghominezhad
• M. Akhavan

چکیده [English]

We have successfully synthesised and studied the bilayer ferrofluids with sodium oleate C18H33O2-Na+ as the first layer and sodium dodecyle sulfate C12H25Na+SO-4 (SDS) as the second layer surfactants. The solid phase of the ferromagnetic colloidal system was formed based on quick chemical growth. The adsorption of oleate molecule on the surface of the solid solution has been investigated by IR spectroscopy. The XRD analysis of the oxides and titration by KMnO4 show that the closest stoichiometry of Fe3O4 is achieved by the increase of Fe3+/Fe2+ molar ratio up to 2/3 with extra acidifying for prevention of uncontrolled Fe2+ excitation. The X-ray diffraction and magnetic measurements by VSM were employed for determining the particle magnetic and crystal sizes. The particle size was determined to be 9-13 nm. The magnetisation measurement of the ferrofluid indicate a saturation magnetisation of about 1.5 emu/g and reduced initial susceptibility of 6 10-3 Oe-1, which are the proper values for a superparamagnet. However, the saturation magnetisation shows a local maxima at SDS concentration about 0.07M, which is different from the behaviour presented by the mono-layer ferrofuids.

کلیدواژه‌ها [English]

• ferromagnetic colloidal
• ferrofluid
• superparamagnet