Síntesis y caracterización de nanopartículas de Co2FeO4 puras y sustituidas por Cr o Mn

HORWITZ, GABRIELA; JORGE, GUILLERMO A.; MOLINA, FERNANDO V.; ANTONEL, PAULA SOLEDAD

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

AAIFQ

Es bien conocido que las propiedades magnéticas de las ferritas de cobalto dependende la concentración de Co(II) en la estructura cristalina. De esta manera, la adición decationes metálicos con diferentes estados de oxidación puede dar lugar a un cambioen las propiedades de la ferrita. Con el objetivo de estudiar la influencia de lacomposición de la ferrita en las propiedades magnéticas, se prepararon nanopartículasde CoFe2O4 puras y sustituidas por Cr o Mn.Las síntesis de las nanopartículas se llevaron a cabo mediante la coprecipitaciónalcalina de los iones en solución a temperatura controlada (80o C) y en presencia deagitación vigorosa. La composición se reguló mediante el agregado de cantidadesestequiométricas de los iones metálicos de la forma CoAxFe2-xO4 ó Co1-yAyFe2O4(siendo A = Cr ó Mn). Para el primer caso se realizaron síntesis con x = 0,01; 0,05;0,10; 0,20 y 0,30, mientras que para el segundo con y = 0,05 y 0,10.En todos los casos se obtuvieron nanopartículas prácticamente esféricas. En el casode las partículas de CoFe2O4 puras se obtuvo un tamaño aproximado de 13 nm,mientras que en el caso de las partículas sustituidas el tamaño disminuyenotablemente en el caso de utilizar Cr (tamaño aproximado entre 5 y 6 nm) o Mn(tamaño aproximado entre 8 y 10 nm), dependiendo de su composición en el medio dereacción. Con respecto a las medidas de EDS se dedujo que ambos sustituyentesreemplazan preferentemente al Co en la estructura de la ferrita, en contraposición a lopublicado en literatura [1]. Siguiendo, a partir de los DRX se concluye que en todos loscasos las nanopartículas sintetizadas cristalizan en una estructura de tipo espinela, aligual que las nanopartículas de ferrita de cobalto puras. Sin embargo, en el caso deutilizar Cr como sustituyente, los picos aparecen poco definidos, en concordancia conel pequeño tamaño de partícula observado por TEM. Por último, en cuanto a lasmedidas de magnetización, se encontró que las propiedades magnéticas dependenfuertemente de la identidad del sustituyente, como así también de la proporciónempleada en el medio de reacción. Por ejemplo, para las síntesis donde se utilizó larelación estequiométrica del tipo Co1-y Ay Fe2O4 (y tanto para el Cr como para el Mn) seobtuvieron curvas de magnetización con campos coercitivos mayores que para el casode las nanopartículas de ferrita de cobalto puras (1700 Oe para Cr, 900 Oe para Mn ?en ambos casos para y = 0,10- y 400 Oe para las partículas puras). De esta maneraes posible concluir que tanto las propiedades magnéticas como cristalinas sonfuertemente dependientes de la identidad y proporción del sustituyente, hecho quepermite sintonizar las propiedades deseadas en las nanopartículas desde la síntesis.[1] A. M. Cojocariu, M. Soroceanu, L. Hrib, V. Nica, O. F. Caltun, Materials Chemistry andPhysics 135 (2012) 728-732.