Elaboração e caracterização de nanopartículas magnéticas do tipo core-shell Co0,50Cu0,25Zn0,25Fe2O4@ γ-Fe2O3

Abstract

Nanopartículas magnéticas são alvo de estudo da comunidade científica a mais de 60 anos. Esses nanomateriais possuem grande potencial tecnológico de atuação em diversas áreas como, por exemplo, eletroeletrônicos, energéticos, biológicos e medicinais. Partindo deste contexto de aplicações, elaboramos ferritas mistas de nanopartículas magnéticas core-shell com core composto de cobalto, cobre e zinco na proporção de 50%, 25% e 25%, respectivamente. Esses materiais foram obtidos através de reações de síntese pelo método de Coprecipitação Hidrotérmica. A caracterização química realizada por Espectroscopia de Raio X por Dispersão em Energia (EDX) e por Espectrometria de Absorção Atômica em Chama (FAAS) sugeriu a estequiometria Co0,52Cu0,24Zn0,24Fe2,01O4@𝛾Fe2O3 com fração molar do core igual 0,33. A caracterização estrutural das nanopartículas por Difratometria de Raios X (XRD) remeteu a um diâmetro médio, calculado pela equação Scherrer, na etapa de coprecipitação igual a 10,02 nm e 9,2 nm para a etapa final de peptização. O parâmetro de malha, investigado pela lei de Vegard, apresentou valores de 8,393 Å para o core e 8,376 Å para o shell indicando boa concordância com os valores bulk. A análise por microscopia eletrônica de transmissão (MET) apresenta nanopartículas aproximadamente esféricas com excentricidade aproximadamente 0,88. Os histogramas obtidos em cada uma das etapas (coprecipitação, acidificação e ferrofluido) apresentam tamanhos d0 iguais a 10,02 nm, 8,51 nm e 8,88 nm, respectivamente. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão em alta resolução (HRTEM) evidenciam os planos [311] e [220]. Em suma, os dados apresentados acima ratificam a fabricação de materiais magnéticos com a composição química de interesse pelo método de síntese proposto.