Síntese e caracterização de nanoestruturas de ferritas dopadas com samário e recobertas com polímeros

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, Rafael Leal da
• Orientador(a): Araújo, José Humberto de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ferritas dopadas; Nanopartículas; Terra rara; Propriedades magnéticas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28101

Nesse trabalho apresentamos a síntese e caracterização de nanopartículas de magnetita e ferrita de cobalto dopadas com Sm: F e2.68Sm0.32O4 e CoF e2−xSmxO4 (x = 0.0, 0.05, 0.10, 0.15 e 0.20). As nanopartículas de magnetita foram produzidas usando o método poliol, onde o polímero polivinilpirrolidona (PVP) foi usado para proteger as nanopartículas da oxidação. As nanopartículas de ferritas de cobalto dopadas com Sm, foram produzidas pelo método da reação por coordenação iônica (RCI) e recobertas por uma matriz de quitosana. A estrutura cristalina e as propriedades magnéticas foram estudadas por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Mössbauer e magnetometria DC. A amostra de magnetita possui uma estreita distribuição de tamanho de partículas com um diâmetro de 5.2 nm. As partículas apresentam comportamento superparamagnético na temperatura ambiente com temperatura média de bloqueio de TB = 9.9 K e constante magnetocristalina de 4 × 105 J/m3 em 5 K. Em temperatura ambiente, a curva M-H apresenta comportamento simétrico (Hc = 0) e o espectro Mössbauer tem um único componente paramagnético, enquanto a 5 K a magnetização de saturação é de 18, 9 emu/g e a curva M-H, eld cooling (FC) apresenta um deslocamento com um campo de exchange bias de ∼110 Oe. Os resultados magnéticos são discutidos em termos da distribuição de cátions na rede espinélio inversa, como determinado por espectroscopia Mössbauer. Uma pequena contribuição magnética da camada super cial das nanopartículas foi considerada na interpretação da anisotropia magnetocristalina. As amostras de ferrita de cobalto apresentam partículas revestidas pelo biopolimero quitosana com uma estreita variação de tamanhos dependentes da concentração de íons de Sm nas amostras, indo de 9, 49 nm até 5, 62 nm. Os valores de campo coercivo, magnetização de saturação e anisotropia efetiva sofreram sensíveis variações com a dopagem. Um ajuste teórico foi realizado levando em consideração uma distribuição composta por dois tipos de partículas, bloqueadas e superparamagnéticas. O espectro Mössbauer só foi perfeitamente ajustado quando se utilizou três sextetos em cada sítio cristalográ co, para temperatura ambiente e 12 K. Os resultados Mössbauer foram interpretados considerando uma distribuição aleatória dos íons de Sm nos sítios A e B. Os estudos de liberação de calor foram realizados pela aplicação de um campo magnético AC de 70, 5 kHz e intensidade de 200 Oe. O valor máximo obtido de SAR para essa série de amostra foi de 12, 09 W/g, indicando que estas partículas têm potencial para uso em hipertermia.