Sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle di CoFe2O4

Abstract

I nanocompositi costituiti da nanoparticelle magnetiche disperse in matrice di silice sono particolarmente interessanti, grazie alla possibilità di combinare le proprietà magnetiche della fase nanostrutturata con la stabilità chimica e la biocompatibilità della silice, aprendo nuove prospettive per materiali multifunzionali. In particolare, questo lavoro di tirocinio si è focalizzato sulla sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle di CoFe2O4 di diversa dimensione, inglobate in una matrice di silice. La prima fase del progetto si è occupata della sintesi delle nanoparticelle, mediante reazione di decomposizione termica di acetilacetonati di ferro e cobalto, in presenza di 1,2-esadecandiolo e di agenti surfattanti, con l’obiettivo di ottenere nanoparticelle cristalline e di dimensioni specifiche. La seconda fase, invece, si è occupata del rivestimento con silice di una selezione delle nanoparticelle precedentemente sintetizzate, con l’obiettivo di ottenere un rivestimento effettivo ed omogeneo. Le nanoparticelle sono state caratterizzate tramite diffrazione ai raggi X (XRD) al fine di determinare la fase del materiale e le dimensioni medie dei cristalliti, misure magnetiche per l’analisi delle proprietà magnetiche e tramite DLS dopo le procedure di rivestimento, al fine di determinarne il diametro idrodinamico.

Magnetic nanocomposites consisting of magnetic nanoparticles dispersed in a silica matrix are particularly interesting due to the possibility of combining the magnetic properties of the nanostructured phase with the chemical stability and biocompatibility of silica, opening new perspectives for multifunctional materials. In particular, this internship project focused on the synthesis and characterization of CoFe₂O₄ nanoparticles of different sizes, embedded in a silica matrix. The first phase of the project involved the synthesis of the nanoparticles through the thermal decomposition of iron and cobalt acetylacetonates, in the presence of 1,2-hexadecanediol and surfactant agents, with the aim of obtaining crystalline nanoparticles with specific sizes. The second phase focused on coating a selection of the previously synthesized nanoparticles with silica, with the goal of achieving an effective and homogeneous coating. The nanoparticles were characterized using X-ray diffraction (XRD) to determine the material phase and the average crystallite size, magnetic measurements to analyze the magnetic properties, and DLS after the coating procedures to determine their hydrodynamic diameter.