بررسی خواص مغناطیسی نانو کامپوزیت ZnFe2O4/RGOتهیه شده به روش همرسوبی شیمیایی
First Statement of Responsibility
رقیه عبادی ساری یاریقان
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
فیزیک
Date of Publication, Distribution, etc.
۱۴۰۱
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۲۹ص.
Accompanying Material
سی دی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
فیزیک- گرایش نانوفیزیک
Date of degree
۱۴۰۱/۰۶/۱۶
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
نانو ذرات فریت روی ، یک ماده ی مغناطیسی نرم با ساختار اسپینلی به دلیل ویژگی های منحصر به فردخود کاربرد های متنوعی در زمینه های مختلف از جمله حسگرگاز، کاتالیزور، فوتوکاتالیست و... دارد. اکسید گرافناحیا شده یک ماده با ساختار کربنی است که از اکسید گرافن با روش کاهش به دست می آید. این ماده به دلیلویژگی های مختلف،کاربردهای زیادی در زمینه ی توسعه ی خازن های ذخیره انرژی، حسگرها، حذف فلزات سنگین،تحویل دارو، زیست پزشکی و .... دارد. روش های مختلفی برای تولید این دو ماده وجود دارد، درتحقیق حاضر برایسنتز نانو ذرات فریت روی از روش همرسوبی شیمیایی ، برای سنتز گرافن اکساید کاهش یافته از روش هامرز اصلاحشده و برای تهیه ی نانو کامپوزیت حاصل از این دو نیز از روش همرسوبی استفاده شد، بدین صورت که از مقادیرمختلف اکسید گرافن کاهش یافته برای تهیه ی نانوکامپوزیت ها استفاده گردید. ویژگی های ساختاری و نوری والکترومغناطیسی نانوکامپوزیت ها مورد مطالعه قرارگرفت. از بررسی نتایج XRDو DLSنتیجه گرفته شد که سایزنانو ذرات با افزایش دمای تکلیس و مقدار RGOافزایش می یابد. طیف سنجی FT-IRوجود پیوند های اکسیدروی و اکسید آهن در نانو ذرات فریت روی، هم چنین وجود پیوند های کربنی را در نانوکامپوزیت ها به اثباترساندند. ازبررسی طیف سنجی رامان نتیجه گرفته شد که نانو ذرات فریت روی دارای 5مد بوده و اکسید گرافنکاهش یافته دارای باند های Dو Gمی باشد. از بررسی طیف UV-visنانو ذرات و نانوکامپوزیت ها، گاف انرژینمونه ها در حدود 2/75به دست آمد که به گاف انرژی نیم رسانا مربوط است. از بررسی نتایج آنالیز VSMنمونهها، رفتار پارامغناطیس برای نانوکامپوزیت ها در دمای اتاق نتیجه گرفته شد. هم چنین از بررسی تصاویر FE-SEMنمونه ها نتیجه گرفته شد که افزایش مقدار RGOباعث افزایش ورقه های گرافن اکساید احیا شده می شود، همچنین نانو ذرات حالت کروی شکل خود را ازدست داده و حالت کلوخه ای ایجادکرده اند. خواص جذب امواج مایکروویونانوکامپوزیت های مورد نظر در بازه ی فرکانسی مختلف بررسی شد. بدین ترتیب نانوکامپوزیت(% ZnFe2O4/RGO)45wtدر بازه ی فرکانسی 1تا 18گیگاهرتز و نانوکامپوزیت های (%35wtو25و15و)5 ZnFe2O4/RGOدر بازه ی فرکانسی 8تا 12گیگاهرتز بررسی شدند و گذردهی الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسینمونه ها با استفاده از دستگاه تحلیلگر شبکه به دست آمد. مقادیر RLنمونه ها به ترتیب از بیشترین درصد وزنی RGOبه کمترین آن ، -53 dBو -38و -34و -28و -25به دست آمد ، نتایج به دست آمده نشان دهنده یاین است که با کاهش RGOمقدار جذب مایکروویو نانوکامپوزیت ها کاهش یافته است و مواد عملکرد جذبمایکروویو پایین تری را نشان می دهند. عملکرد جذب مایکروویو قوی نانوکامپوزیت های (%45wtو)35 ZnFe2O4/RGOبه دلیل تطبیق امپدانس قوی این نانوکامپوزیت ها با مقادیر 1/2و ، 0/9عملکرد میرایی قویمایکروویو ، تشدید طبیعی و تلفات جریان گردابی می باشد که این ویژگی ها موجب کاربرد موثر نانو کامپوزیت هایتهیه شده به عنوان جاذب مایکروویو درمحدوده ی باند Xو Kuمی شود که اکثر رادارهای مدرن دنیا در محدودهءباند Xو Kuکار می کنند و موجب کاربرد نانوکامپوزیت تهیه شده در رادارگریزی می شود
Text of Note
Zinc ferrite nanoparticles are soft magnetic materials with spinel structure,due to its unique properties, have variety of applications in various fields such asoptical gas sensors, catalysts, photocatalysts, etc. Reduced graphene oxide is a carbonstructure material obtained from graphene oxide by the reduction method. Due to itsvarious properties, this material has many applications in the development of energystorage capacitors, sensors, removal of heavy metals, drug delivery, biomedicine, etc.There are different methods for the production of these two materials. In the presentstudy, for the synthesis of zinc ferrite nanoparticles we used chemical co-precipitationmethod, for the synthesis of reduced graphene oxide used Hummers method, and forthe preparation of nanocomposites of these two, the co-precipitation method had used.For preparing of the nanocomposites used different amounts of reduced grapheneoxide. Their structural, optical and electromagnetic properties were studied. Analysisof XRD and DLS results showed the increasing of the nanoparticle size with increasedRGO values. FT-IR spectroscopy confirmed the presence of zinc oxide and iron oxidebonds in zinc ferrite also carbon bonds in nanocomposites. Raman spectroscopyshowed that zinc ferrite nanoparticles had 5 modes and reduced graphene oxide had Dand G bonds in their spectrums. Results of UV-vis spectrum for the samples showedthat energy gap of the samples were about 2.68(eV), which was closer to thesemiconductors energy gap. From the VSM analysis, we concluded paramagneticbehavior at room temperature with a maximum magnetization 6.62(emu/g). FE-SEMimages of the samples showed that with increasing values of RGO increased thereduced graphene oxide sheets, and zinc ferrite nanoparticles lost their spherical shapeand formed a lumpy state. Microwave absorption of nanocomposites was investigatedat different frequencies.The ZnFe2O4/RGO(45wt%) were studied at 1-18 GHz and(5,15,25,35wt%) nanocomposites at 8-12 GHz were studied, permittivity andpermeability of the samples were obtained by the network analyzer. RL values of thesamples from the highest weight percentage of RGO to the lowest were respectivelyobtained -53 dB, -38 dB, -34 dB, -28 dB and -25 dB. The results were indicated thatwith decreasing of RGO values, microwave absorption performance of the sampleswas decreased and the samples had showed the lowest microwave absorptionperformance. The high absorption performances of (35,45wt%) nanocomposites werebecause of their strong impedance matching with values of 1.2 and 0.9 and strongmicrowave attenuation performance, natural resonance, eddy current losses. Thesefeatures lead them to the effective applications of the prepared nanocomposites asmicrowave absorbers in the range of X and Ku bands that the most of the modern radarsin the world work in X and Ku bands, which leads them to the use of preparednanocomposite in stealth radar.
OTHER VARIANT TITLES
Variant Title
Investigated of magnetic properties of ZnFe2O4 / RGO nanocomposite prepared by chemical co-precipitation method