Síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4@SiO2

• Published in: Matéria Vol. 24; no. 4
• Main Authors: Tessarolli, Barbara Oliveira, Silva, Paulo Vitor da, Gallardo, Emílio Carlos, Magdalena, Aroldo Geraldo
• Format: Journal Article
• Language: Portuguese
• Published: Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 2019
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; functionalization; Magnetite; estrutura casca-caroço; silica; magnetita; sílica; funcionalização; core-shell structure
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/s1517-707620190004.0831

RESUMO Neste trabalho foi estudada a síntese e caracterização das nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4) através da co-precipitação e, sua posterior funcionalização pela sílica (SiO2), realizada via metodologia sol-gel. A caracterização das nanopartículas foi feita por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e medidas da variação de potencial zeta em função do pH. Os resultados obtidos mostraram que a síntese das nanopartículas de Fe3O4 e Fe3O4@SiO2 foi bem-sucedida, com uma alta homogeneidade de forma e tamanho, conforme resultados das análises das imagens obtidas por MET, inclusive com a formação de estruturas do tipo casca- caroço para as nanopartículas de Fe3O4@SiO2. A funcionalização da superfície da magnetita foi comprovada a partir dos dados de FTIR e das medidas de potencial zeta. A funcionalização da superfície, pela sílica, ocasiona um aumento do tamanho das nanopartículas devido à introdução de uma casca inorgânica ao redor das nanopartículas de magnetita. As curvas de potencial zeta mostraram que com a adição de sílica, a estabilidade coloidal aumenta em relação à magnetita e este está relacionado à sílica funcionalizada que deve estar minimizando as energias superficiais ao redor das nanopartículas magnéticas. ABSTRACT In this work the synthesis and characterization of the magnetic nanoparticles of magnetite (Fe3O4) from the methodology via co-precipitation and its subsequent functionalization by silica (SiO2), carried out via sol-gel methodology were studied. The characterization of the nanoparticles was performed by X-ray diffractometry (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and zeta potential variation as a function of pH. The results showed that the synthesis of the Fe3O4 and Fe3O4@SiO2 nanoparticles was successful, with a high homogeneity of shape and size, according to the results of the analysis of the images obtained by MET, including the formation of shell structures for the Fe3O4@SiO2 nanoparticles. The functionalization of the magnetite surface was confirmed by the FTIR data and the zeta potential measurements. Surface functionalization by silica causes an increase in nanoparticle size due to the introduction of an inorganic shell around magnetite nanoparticles. The zeta potential curves showed that with the addition of silica, the colloidal stability increases in relation to the magnetite and this increase is related to the functionalized silica that should be minimizing the surface energies around the magnetic nanoparticles.