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Título: Avaliação das metodologias de determinação da densidade para coloides magnéticos
Autor(es): Pinheiro, Guilherme Bastos
Orientador(es): Silva, Franciscarlos Gomes da
Assunto: Fluidos magnéticos
Nanocolóides magnéticos
Nanopartículas - propriedades magnéticas
Data de publicação: 3-Fev-2016
Data de defesa: 2015
Citação: PPINHEIRO, Guilherme Bastos. Avaliação das metodologias de determinação da densidade para coloides magnéticos. 2015. 55 f. il. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Resumo: Os fluidos magnéticos ou ferrofluidos são dispersões coloidais de nanopartículas (NP), do tipo ferrita, em um líquido portador de escolha. Nestes materiais, a forma de expressar a concentração em nanopartículas é a fração volumétrica em nanopartículas ϕ, dada pela razão entre o volume total de partículas pelo volume da dispersão. No caso dos fluidos magnéticos estabilizados em meio aquoso ácido, as nanopartículas são do tipo núcleo/superfície e, neste trabalho, temos NP de ferrita de cobalto (CoFe2O4) recobertos por uma camada de maghemita (γ-Fe2O3). Recentemente, um modelo químico, que leva em conta a estrutura núcleo/superfície das nanopartículas, foi introduzido para determinar o ϕ de amostras de ferrofluidos. Nesse modelo, o cálculo da fração volumétrica é realizado a partir das concentrações molares de (CoFe2O4) e (𝛾- Fe2O3). Neste trabalho, apresentamos um estudo que avalia a metodologia de determinação dos valores de 〖 [M〗^(2+)], que são utilizados no cálculo da fração volumétrica em nanopartículas. As propriedades físico-químicas do nanocolóide, estudadas aqui, são investigadas utilizando diversas técnicas de caracterização. A caracterização estrutural é feita utilizando a técnica de difração de raios X. Para investigar a morfologia e a dispersão em tamanho destes materiais, utilizamos a técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET); para a composição química das amostras utilizamos as técnica de dicromatometria e Espectrometria de Absorção Atômica (AAS); medidas de densidade em diferentes frações volumétricas em nanopartículas, utilizando um densímetro e uma balança de Arquimedes, são realizadas e comparadas. Os resultados indicam que, apesar de as medidas de densidade utilizando os dois equipamentos apresentarem bom acordo, recomenda-se preferencialmente a utilização do densímetro digital para medidas de densidade em coloides não viscosos, e, por fim, a balança de Arquimedes será eficaz para a determinação de densidade de materiais coloidais muito viscosos.
Abstract: Magnetic fluids or ferrofluids are colloidal dispersions of nanoparticles (NPs) of ferrite type in a liquid carrier of your choice. On these materials the way of expressing the concentration of nanoparticles is the volume fraction in NPs φ, given by the ratio between the total volume of particles and the volume of the dispersion. In the case of the magnetic fluids stabilized on aqueous acidic medium, the NPs are of core/shell type and in this work we have cobalt ferrite NPs (CoFe2O4) covered by a maghemite layer (γ-Fe2O3). Recently a chemical model that takes into account a core/shell structure of nanoparticles was introduced in order to determine the φ of ferrofluids samples. In this model, the volume fraction is calculated by using the molar concentrations of (Co〖Fe〗_2 O_4 ) and (𝛾-〖Fe〗_2 O_3). In this work we present a study that evaluates the methodology of determining the values of [M^(2+)] that are used to calculate the volumetric fraction of NPs. The physical chemical properties of the nanocolloids studied here are investigated using various techniques of characterization. The structural characterization is carried out using the technique of x ray diffraction. To investigate the morphology and dispersion in size of these materials, we use the technique of Transmission Electron Microscopy (TEM). For the chemical composition of the samples we have used the dichromatometric tritation method and Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Density measurements at different volume fractions of nanoparticles, using a Density Meter and an Archimedes balance are performed and compared. The results indicate that, although the density measurements using the two devices are in good agreement, it is more recommended to use the digital Density Meter for density measurements in non viscous colloids and finally that the Archimedes Balance is more effective for density determination of very viscous colloidal materials.
Descrição: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015.
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DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2015.D.19427
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