سنتز نانو کامپوزیت مغناطیسی (MnFe2O4@SiO2@NH2 ) و اتصال آن با نانولوله های کربنی چند دیواره آسیل دار شده و شناسایی آن

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، پژوهشکده فن‌آوری‌های نوین علوم پزشکی جهاد دانشگاهی ـ ابن سینا، مرکز تحقیقات ریز فناوری زیستی

2 پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی جهاد دانشگاهی (ACECR)، البرز، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوذره ­های فریت منگنز ابر پارامغناطیسی با استفاده از روش هم رسوبی سنتز و برای جلوگیری از اکسایش و افزایش گروه­ های عاملی OH بر روی سطح، نانوذره ­های با تترا اورتو سیلیکات واکنش داده و پوشش سیلیکایی ایجاد شد. به منظور برقراری اتصال شیمیایی در واکنش‌های بعدی، سطح نانوذره ­ها به وسیله 3- آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان (APTMS) پوشانده و عامل ­دار شد. همچنین نانولوله‌های کربنی چند جداره با قطر 8 نانومترخریداری و برای بالابردن ظرفیت واکنش پذیری با HNO3 و سپس تیونیل کلرید وارد واکنش شده و عامل­ دار شد. سرانجام نانوذره­ های مغناطیسی فریت منگنز دارای گروه عاملی آمینی با نانولوله­ های کربنی آسیل دار شده وارد واکنش شده و سنتز شدند. نانوذره ­های سنتز شده با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه فرسرخ (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ‌­ ­الکترونی عبوری (TEM)، مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی رامان (RAMAN) شناسایی و ویژگی‌های آن­ها مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dyal A., Loos K., Noto M., Chang S.W., Spagnoli C., Shafi K.V., Gross R.A., Activity of Candida Rugosa Lipase Immobilized on γ-Fe2O3 Magnetic Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc., 125(7): 1684-1685 (2003).
[2] Ma W.F., Zhang Y., Li L.L., You L.J., Zhang P., Zhang Y.T., Wang C.C., Tailor-Made Magnetic Fe3O4@mTiO2 Microspheres with a Tunable Mesoporous Anatase Shell for Highly Selective and Effective Enrichment of Phosphopeptides, ACS Nano., 6(4): 3179-3188 (2012).
[3] Valenzuela R., “Magnetic Ceramics”, Cambridge University Press. (2005)
[5] Corma A., Garcia H., Silica‐Bound Homogenous Catalysts as Recoverable and Reusable Catalysts in Organic Synthesis, Adv. Synth. Catal., 348(1213): 1391-412 (2006)
[8] Hlatky G.G., Heterogeneous single-site catalysts for olefin polymerization, Chem. Rev., 100(4): 1347-76 (2000).
[9] Wei S., Ma Z., Wang P., Dong Z., Ma J., Anchoring of Palladium (II) in Functionalized SBA-16: An Efficient  Heterogeneous Catalyst for Suzuki Coupling Reaction, J. Mol. Catal. A: Chem., 370: 175-181 (2013).
[10] Niyogi S., Hamon M.A., Hu H., Zhao B., Bhowmik P., Sen R., Itkis M.E., Haddon R.C., Chemistry of Single-Walled Carbon Nanotubes, Acc. Chem. Res., 35(12): 1105-1113 (2002).
[12] Gupta A.K., Gupta M., Synthesis and Surface Engineering of Iron Oxide Nanoparticles for Biomedical Applications, Biomaterials, 26(18): 3995-4021 (2005).
[13] Ramaswamy B., Kulkarni S.D., Villar P.S., Smith R.S., Eberly C., Araneda R.C., Depireux D.A., Shapiro B., Movement Of Magnetic Nanoparticles In Brain Tissue: Mechanisms And Impact on Normal Neuronal Function, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 11(7): 1821-1829 (2015).
[14] He L., Wang M., Ge J., Yin Y., Magnetic Assembly Route to Colloidal Responsive Photonic Nanostructures, Acc. Chem. Res., 45(9): 1431-1440 (2012).
[15] Kavre I., Kostevc G., Kralj S., Vilfan A., Babič D., Fabrication of Magneto-Responsive Microgears Based on Magnetic Nanoparticle Embedded PDMS, RSC Adv, 4(72):38316-38322 (2014).
[16] Mornet S., Vasseur S., Grasset F., Veverka P., Goglio G., Demourgues A., Portier J., Pollert E., Duguet E., Magnetic Nanoparticle Design for Medical Applications, Prog. Solid State Chem, 34(2-4): 237-247 (2006).
[17] Gleich B., Weizenecker J., Tomographic Imaging Using the Nonlinear Response of Magnetic Particles, Nature, 435(7046): 1214 (2005).
[18] Hyeon T., Chemical Synthesis of Magnetic Nanoparticles, Chem. Commun., 8: 927-934 (2003).
[19] Frey N., Sun S., Magnetic Nanoparticle for Information Storage Applications, Chem. Soc. Rev., 38: 2532-2542 (2009).
[20] Elliott D.W., Zhang W.X., Field Assessment of Nanoscale Bimetallic Particles for Groundwater Treatment, Environ. Sci. Technol., 35(24): 4922-4926 (2001).
[21] Philip J., Shima P.D., Raj B., Nanofluid with Tunable Thermal Properties, Appl. Phys. Lett., 92(4): 043108 (2008).
[22] Philip J., Jaykumar T., Kalyanasundaram P., Raj B., A Tunable Optical Filter, Meas. Sci. Technol., 14(8): 1289-1294 (2003).
[23] Mahendran V., Philip J., Nanofluid Based Optical Sensor for Rapid Visual Inspection of Defects In Ferromagnetic Materials, Appl. Phys. Lett., 100(7): 073104 (2012).
[25] Ball P., The Perfect Nanotube, Nature, 382(6588): 207-208 (1996).
[26] Wong E.W., Sheehan P.E., Lieber C.M., Nanobeam Mechanics: Elasticity, Strength, and Toughness of Nanorods and Nanotubes, Science, 277(5334): 1971-1975 (1997).
[27] Salvetat J.P., Bonard J.M., Thomson N.H., Kulik A.J., Forro L., Benoit W., Zuppiroli L., Mechanical Properties of Carbon Nanotubes, Appl Phys A, 69(3): 255-260 (1999).
[28] Ajayan P.M., Nanotubes from Carbon, Chem. Reviews, 99(7): 1787-1800 (1999).
[29] Iijima S., Helical Microtubules of Graphitic Carbon, Nature, 354(6348):56 (1991).
[30] Ebbesen T.W., Lezec H.J., Hiura H., Bennett J.W., Ghaemi H.F., Thio T., Electrical conductivity of Individual Carbon Nanotubes, Nature, 382(6586): 54 (1996).
[32] Gan Z.H., Zhao Q., Gu Z.N., Zhuang Q.K., Electrochemical Studies of Single-Wall Carbon Nanotubes as Nanometer-Sized Activators in Enzyme-Catalyzed Reaction, Anal Chim Acta, 511(2): 239-247 (2004).
[33] Baughman RH, Zakhidov AA, De Heer WA. Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications, Science, 297(5582): 787-792 (2002).
 [34] Dillon A., Jones K.M., Bekkedahl T.A., Kiang C.H., Bethune D.S., Heben M.J., Storage of Hydrogen in Single-Walled Carbon Nanotubes, Nature, 386(6623):377 (1997).
 [35] Van S. E., Prinsloo F.F., Comparison of Preparation Methods for Carbon Nanotubes Supported Iron Fischer–Tropsch Catalysts, Catal Today, 71(3-4): 327-334 (2002).
[36] Salavati-Niasari M., Esmaeili E., Seyghalkar H., Bazarganipour M., Cobalt (II) Schiff Base Complex on Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWNTs) by Covalently Grafted Method: Synthesis, Characterization and Liquid Phase Epoxidation of Cyclohexene by Air, Inorg  Chim  Acta, 375(1): 11-19 (2011).
[37] Penza M., Antolini F., Antisari M.V., Carbon Nanotubes as SAW Chemical Sensors Materials, Sens actuators B: Chem., 100(1-2): 47-59 (2004).
[38] Choi G.S., Son K.H., Kim D.J., Fabrication of High Performance Carbon Nanotube Field Emitters, Microelectronic Engineering, 66(1-4): 206-212 (2003).
[39] Chen L., Xie H., Yu W., Functionalization Methods of Carbon Nanotubes and Its Applications, Carbon Nanotubes Applications on Electron Devices, p.213 (2011)
[40] Datsyuk V., Kalyva M., Papagelis K., Parthenios J., Tasis D., Siokou A., Kallitsis I., Galiotis C., Chemical Oxidation of Multiwalled Carbon Nanotubes, Carbon, 46(6):833-840 (2008).
[41] Fu K., Huang W., Lin Y., Riddle L.A., Carroll D.L., Sun Y.P., Defunctionalization of Functionalized Carbon Nanotubes, Nano Letters, 1(8): 439-441 (2001).
[42] Rashid  Z., Naeimi H., Zarnani A.H., Nazari, M., Nejadmoghaddam M.R., Ghahremanmzadeh R., Fast and Highly Efficient Purification of 6×Histidine-Tagged Recombinant Proteins by Ni-Decorated MnFe2O4@SiO2@NH2@2AB as a Novel and Efficient Affinity Adsorbent Magnetic Nanoparticles, RSC Adv., 6(43): 36840-36848 (2016).
[43] Javidparvar A.A., Ramezanzadeh B., Ghasemi E., The Effect of Surface Morphology and Treatment of Fe3O4 Nanoparticles on the Corrosion Resistance of Epoxy Coating,  J. Taiwan Inst. Chem. E,  61: 356-366 (2016).
[44] Aijun H., Juanjuan L., Mingquan Y., Yan L., Xinhua P., Preparation of Nano-MnFe2O4 and Its Catalytic Performance of Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate, Chinese J. Chem. Eng., 19(6): 1047-1051 (2011).
[45] Sahoo B., Sahu S.K., Nayak S., Dhara D., Pramanik P., Fabrication of Magnetic Mesoporous Manganese Ferrite Nanocomposites as Efficient Catalyst for Degradation of Dye Pollutants, Catal Sci Technology, 2(7):1367-1374 (2012).
[46] Stöber W., Fink A., Bohn E., Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range, J. Colloid Interface Sci., 26(1):6 2-69 (1968).
[47] Qhobosheane M., Santra S., Zhang P., Tan W., Biochemically Functionalized Silica Nanoparticles, Analyst, 126(8): 1274-1278 (2001).
[48] Butterworth M.D., Illum L., Davis S.S., Preparation of Ultrafine Silica-and PEG-Coated Magnetite Particles, Colloid Surface A.: Physicochemical and Engineering Aspects, 179(1): 93-102 (2001).
[49] Santra S., Tapec R., Theodoropoulou N., Dobson J., Hebard A., Tan W., Synthesis and Characterization of Silica-Coated Iron Oxide Nanoparticles In Microemulsion: The Effect of Nonionic Surfactants, Langmuir, 17(10): 2900-2906 (2001).
[51] Masteri-Farahani M., Tayyebi N., A New Magnetically Recoverable Nanocatalyst for Epoxidation of Olefins, J. Mol. Catal. A-Chem., 348(1-2):83-7 (2011).