Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Salamati mashhad,Hossien Ahmadvand
هادی سلامتی مشهد (استاد راهنما) حسین احمدوند (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sajedeh Narimani Zamanabadi
ساجده نریمانی زمان آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of Structural and magnetic properties of Fe3O4 ferrite and its application to treatment of industrial water pollution
In this study, nanoparticles powder of magnetite (Fe3O4), which has spinel structure, are synthesized by coprecipitation method. In the first section, nanoparticles of ferric ferrite have been prepared in the different condition such as precipitate agent of NaOH or NH 4 OH, temperature, pH and argon atmosphere. Then, in all the synthesized samples, the structure and magnetic properties of the samples, has been studied by using various tools such as X-ray diffraction (XRD), Furier Transform Infrared (FTIR), thermogravimetry (TG), vibrating sample magnetometer (VSM), and Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). The raw materials used in the first section include iron chloride, iron sulfate, NaOH, NH4OH and deionized water. At first, nanoparticles were synthesized by precipitation agent NaOH. But because of the VSM analysis showed that the saturation magnetization of the sample was low, so, the nanoparticles were synthesized with precipitate agent NH 4 OH that it had high saturation magnetization, about 83 % of magnetization of bulk sample, but not superparamagnetic. Consequently, in order to make s superparamagnetic magnetite nanoparticles, pH and temperature of the sample was changed. As a result of this work, nanoparticles with smaller size, superparamagnetic and high saturation magnetization (about 86% of magnetization of bulk sample) was made. In the second section of this study, for the application of nanoparticles in industry, on two of superparamagnetic nanoparticles with different particle sizes, coating the artichokes, with using the APTES interface, was placed.This section also the structural properties of the samples were investigated by using thermal analysis (TG), X-ray diffraction analysis, infrared spectroscopy (FTIR) and field emission scanning electron microscope (FESEM) and then, to study the uptake of heavy metals from industrial contaminated water, the testing was done using ICP-OES. Results show that with the placement of these coatings on the magnetite nanoparticles, the nanoparticle size is reduced and also, nanoparticle agglomerates mode dramatically decreases. In addition, the results of the ICP-OES tests show that, whatever the cover on the CS nanoparticles is higher, the absorption increases and can be used this cover for removing metals such as chromium, manganese and nickel.
در این پژوهش، پودرهای نانوذرات مگنتیت (Fe 3 O 4 ) که دارای ساختار اسپینلی می باشند، با استفاده از روش همرسوبی تهیه شده است. در بخش اول، نانوذرات مگنتیت در شرایط ساخت متفاوت، مانند عامل رسوب کننده ی NaOH یا NH 4 OH، دما، pH و اتمسفر آرگون ساخته شده اند. سپس، این نانوذرات با استفاده از ابزارهای مشخصه یابی متعددی همچون آنالیز پراش پرتو ایکس، آنالیز طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، آنالیز حرارتی نمونه ها(TG)، مغناطش سنج ارتعاشی(VSM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی(FESEM)، مورد بررسی ساختاری و مغناطیسی قرار گرفته است. مواد اولیه ی مورد استفاده در این بخش عبارتند از: کلرید آهن، سولفات آهن، NaOH، NH 4 OH و آب مقطر. در این بخش، ابتدا نانوذراتی با عامل رسوب NaOH ساخته می شود ولی از آنجائیکه تحلیل نتایج VSM آن ، نشان می دهد که نمونه مورد نظر دارای مغناطش اشباع پایینی است؛ به همین علت، نانوذراتی با عامل رسوب NH 4 OH ساخته شده است. نانوذرات ساخته شده با استفاده از این عامل رسوب، دارای مغناطش اشباع بالایی، حدود 83% از مغناطش نمونه ی حجمی مگنتیت می باشد ولی ابرپارامغناطیس نیستند. در نتیجه، به منظور ساخت نانوذرات ابرپارامغناطیس مگنتیت، pH و دمای ساخت نمونه تغییر داده شده است؛ در نتیجه ی این کار، نانوذراتی با اندازه ی کوچکتر، ابرپارامغناطیس و با مغناطش اشباع بالا(حدود 86درصد حالت حجمی مگنتیت) ساخته شده است. در بخش دوم این پژوهش، به منظور کاربردی کردن این نانوذرات در صنعت، برروی دو نمونه از نانوذرات که ابرپارامغناطیس بودند ولی اندازه ی نانوذراتشان متفاوت بود، پوششی ازکنگر، با استفاده از رابط APTES، قرار داده شده است. در این بخش نیز با استفاده از آنالیز حرارتی (TG)، آنالیز پراش پرتو ایکس، آنالیز طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، خواص ساختاری نمونه ها بررسی شده و سپس به منظور بررسی درصد جذب فلزات سنگین از آب آلوده صنعتی، از تست ICP-OES استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که با قرارگیری این پوشش ها برروی نانوذرات مگنتیت، اندازه ی نانوذرات کاهش پیدا کرده و همچنین کلوخه ای بودن و آگلومری نانوذرات کاهش چشم گیری پیدا می کنند. همچنین، نتایج حاصل از تست ICP-OES نیز نشان می hy;دهد که هرچه درصد پوشش کنگر برروی نانوذرات بیشتر باشد، درصد جذب هم افزایش می یابد و می توان از این پوشش برای حذف فلزاتی چون کروم، منگنز و نیکل استفاده کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی