以外加磁場萃取之四氧化三鐵奈米粒子的光譜與形貌特性
Jia-Ren Lee1, Wei-Cheng Ding1, Bo-Wen Shiau1*
1Department of Physics, National Kaohsiung Normal University, Kaohsiung, Taiwan
* presenting author:Bo-Wen Shiau, email:k783141a@hotmail.com
本研究利用可見光-紫外光吸收光譜(UV – vis spectrum)與原子力顯微鏡(atomic force microscopy,AFM)探討氧化鐵奈米粒子之光譜與形貌特性。我們藉由聲電化學法製備氧化鐵奈米粒子,以金屬鐵與白金片為電極並於CTAB混合丙酮之水溶液中合成氧化鐵奈米粒子。由於聲電化學法所製備的氧化鐵樣品溶液中除了超順磁性的奈米粒子之外,也有鐵磁性的微米粒子或是尺寸更大的粒子產於溶液中,而部分這些較大的粒子會在吸收光譜量測時遮蔽入射光源,使光譜誤將該遮蔽情況辨識成假性吸收;且自發磁化的鐵磁性微米粒子除了其相互間的吸引沉澱外,也易使周遭懸浮於溶液中的奈米粒子磁化,而使部分大小粒子聚集沉澱,若在外加磁場影響之下更會增強鐵磁性粒子的磁性與超順磁性奈米粒子的磁化效果。此外,製備時所使用的CTAB與丙酮其吸收峰位置與氧化鐵奈米粒子接近,易影響樣品在吸收光譜中的觀察。因此,待氧化鐵樣品溶液中目視可見的黑色粒子沉澱後,抽取出上層透明溶液集中,並利用特殊的磁吸方式分離溶液中超順磁性奈米粒子與非磁性的CTAB和丙酮,再以去離子水洗除殘餘的CTAB和丙酮,藉此避開吸收光譜中假性吸收與雜質吸收峰的問題。經外加磁場分離後的奈米粒子加入超純水並均勻分散,即可順利量測其無干擾之吸收光譜。另外將氧化鐵奈米粒子收集於蓋玻片上,並利用AFM觀察其表面形貌,發現部分尺寸較大的粒子周圍會有相對較小的粒子環繞且排列成圓圈,而圓圈的大小會與中心粒子之粒徑成正比關係。


Keywords: 四氧化三鐵奈米粒子, 可見光-紫外光吸收光譜, 原子力顯微鏡