Preparación y caracterización de nanopartículas bifuncionales de magnetita y plata

ROMINA A. LANDA; GUILLERMO A. JORGE; FERNANDO V. MOLINA; P. SOLEDAD ANTONEL

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Las nanopartículas bifuncionales de óxidos de hierro y metales preciosos (como por ejemplo Ag y Au) han recibido una gran atención en los últimos años, dado que pueden presentar, en forma simultánea, tanto propiedades magnéticas como eléctricas. Esto da lugar a potenciales aplicaciones en sensores eléctricos, ópticos, catalíticos y magnéticos.1,2 Objetivos: Sintetizar y caracterizar nanopartículas de magnetita puras y recubiertas por plata, estudiando el efecto de las distintas variables de síntesis en las propiedades finales obtenidas. Resultados: Las nanopartículas de magnetita puras (Fe3O4) fueron sintetizadas a partir de la coprecipitación alcalina de Fe(II) y Fe(III), a temperatura controlada (80° C). A partir de las mediciones de TEM y SEM se obtuvo que el diámetro promedio de las mismas es de 9 nm. A partir de las medidas de magnetización a temperatura ambiente, se encontró que las nanopartículas presentan un comportamiento superparamagnético, con una magnetización de saturación (Ms) de 52 emu/g. Las nanopartículas de Fe3O4/Ag fueron sintetizadas partiendo de una dispersión acuosa de Fe3O4 y polivinilpirrolidona (PVP) (utilizado como agente protector), agregando luego una solución de Ag(I) y utilizando D-glucosa en medio básico como agente reductor. Se varió la relación molar Ag : Fe3O4 (desde 0,5 hasta 5), como así también la cantidad de PVP agregada, encontrándose en todos los casos una reducción (de 1 a 3 nm) del diámetro promedio de las nanopartículas de Fe3O4 debido al tratamiento con D-Glucosa. Se deduce, entonces, que la D-glucosa también reduce a los iones Fe(III) de la magnetita, resultando en una disolución parcial de las nanopartículas. También se caracterizaron por DRX, encontrándose la aparición de los picos de Fe3O4 y Ag, a partir de lo cual se puede concluir que efectivamente ambas fases se encuentran presentes. A partir de las medidas de EDS se pudo conocer la cantidad de Ag incorporada, siguiendo una relación con la proporción agregada durante la preparación. Con respecto a las medidas de magnetización, en todos los casos se mantuvo el comportamiento magnético, observándose una disminución en Ms conforme aumenta la cantidad de Ag, hecho que se puede explicar tanto por un aumento de la cantidad de material no magnético, como así también por la disminución en el tamaño de las nanopartículas. Finalmente, a partir de las medidas de conductividad, se encontró que una relación Ag(I) : Fe3O4 igual a 1,75 es necesaria para observar conductividad eléctrica, con valores típicos del régimen metálico. Conclusiones: Se pudieron obtener de manera exitosa nanopartículas bifuncionales de Fe3O4 y Ag, con propiedades tanto magnéticas como conductoras. Referencias bibliográficas 1. Y. Kimishima, W. Yamada, M. Uehara, T. Asaka, K. Kimoto, Y. Matsui, Mater. Sci. Eng. B 138 (2007) 69-73. 2. B. Chudasama, A.K. Vala, N. Andhariya, R.V. Upadhyay, R.V. Mehta, J. Magn. Magn. Mater. 323 (2011) 1233-1237.