CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA CÁC HỆ HẠT NANO TỔ HỢP Fe3O4@CoFe2O4

Lê Thị Hồng Phong; Nguyễn Thị Ngọc Anh; Phạm Hồng Nam; Đỗ Hùng Mạnh

doi:10.34238/tnu-jst.10798

CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA CÁC HỆ HẠT NANO TỔ HỢP Fe3O4@CoFe2O4

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 22/07/24 Ngày hoàn thiện: 07/10/24 Ngày đăng: 08/10/24

Các tác giả

1. Lê Thị Hồng Phong , Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. Nguyễn Thị Ngọc Anh, Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Phạm Hồng Nam, Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Đỗ Hùng Mạnh, Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

Các hệ hạt nano tổ hợp hai thành phần hiện đang được nghiên cứu và phát triển tại nhiều phòng thí nghiệm nhờ vào những tiến bộ trong tổng hợp hóa học. Vật liệu nano tổ hợp hai thành phần nền Fe₃O₄dạng lõi-vỏ đã cho thấy sự cải thiện về một số tính chất so với các thành phần vật liệu đơn lẻ. Trong nghiên cứu này, vật liệu nano tổ hợp từ tính hai thành phần Fe₃O₄ và CoFe₂O₄ với các độ dày vỏ khác nhau đã được tổng hợp bằng phương pháp phát triển hạt kết hợp phân hủy nhiệt. Kết quả từ giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và ảnh hiển vi điện tử quét truyền qua kết hợp phổ tán xạ năng lượng tia X dạng bản đồ (STEM-EDX Mapping) cho thấy các mẫu nano tổ hợp đã được hình thành với cấu trúc hình thái học dạng lõi-vỏ Fe₃O₄@CoFe₂O₄. Kích thước hạt lõi Fe₃O₄ khoảng 18 nm và độ dày vỏ CoFe₂O₄ thay đổi từ 2-9 nm. Phép đo từ độ, được thực hiện trên hệ từ kế mẫu rung (VSM) với hai cách chuẩn bị mẫu khác nhau là nén bột bình thường và ghim hạt trong nền sáp, cho thấy có sự ảnh hưởng của cả tương tác giữa các hạt và tương tác nội hạt giữa lớp lõi Fe₃O₄và vỏ CoFe₂O₄ lên tính chất từ. Bên cạnh đó, các kết quả đo từ cũng cho thấy tính chất từ bị ảnh hưởng bởi độ dày lớp vỏ CoFe₂O₄.

Từ khóa

Cấu trúc nano lõi-vỏ; Nano tổ hợp; Fe3O4@CoFe2O4; Tương tác nội hạt; Tương tác giữa các hạt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] L. S. Ganapathe, M. A. Mohamed, R. M. Yunus, and D. D. Berhanuddin, “Magnetite (Fe₃O₄) nanoparticles in biomedical application: From synthesis to surface functionalisation,” Magnetochemistry, vol. 6, no. 4, pp. 1-35, 2020.

[2] K. C. Barick, S. Singh, D. Bahadur, M. A. Lawande, D. P. Patkar, and P. A. Hassan, “Carboxyl decorated Fe₃O₄ nanoparticles for MRI diagnosis and localized hyperthermia,” J. Colloid Interface Sci., vol. 418, pp. 120-125, 2014.

[3] H. Cen and Z. Nan, “Monodisperse Zn-doped Fe₃O₄ formation and photo-Fenton activity for degradation of rhodamine B in water,” J. Phys. Chem. Solids, vol. 121, pp. 1-7, 2018.

[4] E. A. Bakr, M. N. El-Nahass, W. M. Hamada, and T. A. Fayed, “Facile synthesis of superparamagnetic Fe₃O₄@noble metal core-shell nanoparticles by thermal decomposition and hydrothermal methods: Comparative study and catalytic applications,” RSC Adv., vol. 11, no. 2, pp. 781-797, 2020.

[5] M. Ghazanfari, F. Johar, and A. Yazdani, “Synthesis and characterization of Fe₃O₄@ Ag core-shell: structural, morphological, and magnetic properties,” J. Ultrafine Grained Nanostructured Mater., vol. 47, no. 2, pp. 97-103, 2014.

[6] L. Wang et al., “Monodispersed core-shell Fe₃O₄@Au nanoparticles.,” J. Phys. Chem. B, vol. 109, no. 46, pp. 21593-21601, 2005.

[7] C. T. Dung et al., “Synthesis of Bifunctional Fe₃O₄@SiO₂-Ag Magnetic–Plasmonic Nanoparticles by an Ultrasound Assisted Chemical Method,” J. Electron. Mater., vol. 46, no. 6, pp. 3646-3653, 2017.

[8] J. C. Pieretti, W. R. Rolim, F. F. Ferreira, C. B. Lombello, M. H. M. Nascimento, and A. B. Seabra, “Synthesis, Characterization, and Cytotoxicity of Fe₃O₄@Ag Hybrid Nanoparticles: Promising Applications in Cancer Treatment,” J. Clust. Sci., vol. 31, no. 2, pp. 535-547, 2020.

[9] J. Robles, R. Das, M. Glassell, M. H. Phan, and H. Srikanth, “Exchange-coupled Fe₃O₄/CoFe₂O₄ nanoparticles for advanced magnetic hyperthermia,” AIP Adv., vol. 8, no. 5, pp. 2-8, 2018.

[10] D. Polishchuk et al., “Profound Interfacial Effects in CoFe₂O₄/Fe₃O₄ and Fe₃O₄/CoFe₂O₄ Core/Shell Nanoparticles,” Nanoscale Res. Lett., vol. 13, 2018, Art. no. 67.

[11] S. D. Oberdick et al., “Spin canting across core/shell Fe₃O₄/Mn_xFe_3-xO₄ nanoparticles,” Sci. Rep., vol. 8, no. 1, pp. 1-12, 2018.

[12] D. A. Balaev et al., “Synthesis and Magnetic Properties of the Core–Shell Fe₃O₄/CoFe₂O₄ Nanoparticles,” Phys. Solid State, vol. 62, no. 2, pp. 285-290, 2020.

[13] J. H. Lee et al., “Exchange-coupled magnetic nanoparticles for efficient heat induction,” Nat. Nanotechnol., vol. 6, no. 7, pp. 418-422, 2011.

[14] P. A. Kumar, S. Ray, S. Chakraverty, and D. D. Sarma, “Engineered spin-valve type magnetoresistance in Fe₃O₄-CoFe₂O₄core-shell nanoparticles,” Appl. Phys. Lett., vol. 103, 2013, doi: 10.1063/1.4819956.

[15] A. López-Ortega, M. Estrader, G. Salazar-Alvarez, A. G. Roca, and J. Nogués, “Applications of exchange coupled bi-magnetic hard/soft and soft/hard magnetic core/shell nanoparticles,” Phys. Rep., vol. 553, pp. 1-32, 2015.

[16] E. C. Stoner and E. P. Wohlfarth, “A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys,” Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, vol. 240, no. 826. pp. 599-642, 1948.

[17] O. Masala et al., “Preparation of magnetic spinel ferrite core/shell nanoparticles: Soft ferrites on hard ferrites and vice versa,” Solid State Sci., vol. 8, no. 9, pp. 1015-1022, 2006.

[18] H. M. Do et al., “Oxidation-controlled magnetism and Verwey transition in Fe/Fe₃O₄ lamellae,” J. Sci. Adv. Mater. Devices, vol. 5, no. 2, pp. 263-269, 2020.

[19] S. Ammar et al., “Magnetic properties of ultrafine cobalt ferrite particles synthesized by hydrolysis in a polyol medium,” J. Mater. Chem., vol. 11, no. 1, pp. 186-192, 2001.

[20] S. H. Moon, S. H. Noh, J. H. Lee, T. H. Shin, Y. Lim, and J. Cheon, “Ultrathin Interface Regime of Core-Shell Magnetic Nanoparticles for Effective Magnetism Tailoring,” Nano Lett., vol. 17, no. 2, pp. 800-804, 2017.

[21] K. Maaz, A. Mumtaz, S. K. Hasanain, and M. F. Bertino, “Temperature dependent coercivity and magnetization of nickel ferrite nanoparticles,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 322, no. 15, pp. 2199–2202, 2010.

[22] C. Nayek, K. Manna, G. Bhattacharjee, P. Murugavel, and I. Obaidat, “Investigating size-and temperature-dependent coercivity and saturation magnetization in PEG coated Fe₃O₄ nanoparticles,” Magnetochemistry, vol. 3, no. 2, 2017, doi: 10.3390/magnetochemistry3020019.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10798

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ