بیوسنتز سبز نانوذرات Fe3O4 با استفاده از عصاره برگ درخت انبه و بررسی مشخصات آن
محورهای موضوعی : کشاورزی و محیط زیست
سهیل ایزدپناه
1
,
زهرا قاسمی
2
,
مازیار شریف زاده بائی
3
,
مجتبی معصومی
4
1 - دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد ایت الله آملی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی.
2 - دانشیار، دانشگاه هرمزگان، دانشکده علوم و فنون دریایی، گروه شیلات. *(مسوول مکاتبات)
3 - دانشیار، دانشگاه آزاد ایت الله آملی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی.
4 - استادیار ، دانشگاه آزاد ایت الله آملی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی.
کلید واژه: سنتز سبز, نانوذرات مگنتیک, عصاره آبی, Mangifera indica.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: امروزه سنتز زیستی نانوذرات با بهرهگیری از عصاره گیاهی به علت سازگاری با محیط زیست و جلوگیری از ایجاد اثرات نامطلوب روشهای شیمیایی به عنوان یک فرآیند قابل اعتماد برای سنتز نانوذرات اکسید فلزی، در حال توسعه است. گیاهان به دلیل در دسترس بودن و عدم نیاز به شرایط و مواد غذایی خاص برای رشد، نسبت به سایر منابع زیستی گزینهای مناسب برای تولید نانوذرات به روش زیستی محسوب میشوند. هدف از انجام تحقیق حاضر، سنتز سبز نانوذرات پرکاربرد Fe3O4 با استفاده از عصاره برگ درخت انبه به منظور کاهش هزینههای مرتبط با روشهای سنتز شیمیایی می باشد.
روش بررسی: در این مطالعه سنتز زیستی نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) با استفاده از عصاره برگ درخت انبه به عنوان کاهنده و پایدار کننده در سنتز Fe3O4 مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور ابتدا عصاره آبی از برگهای درخت انبه (Mangifera indica) در بهار 1403 تهیه شد و سپس از آن برای سنتز نانوذرات Fe3O4 استفاده گردید. محلول 1/0 مولار کلرید آهن با FeCl2 و FeCl3 در آب دیونیزه تهیه شد و سپس با عصاره برگ انبه احیا شد. همچنین اثر مقدار عصاره بر سنتز نانوذرات و خصوصیات آنها بررسی شد. مشخصات محصولات به وسیله تکنیکهای طیف سنج پراش اشعه ایکس، میکروسکوب الکترونی روبشی، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی، میکروسکوب الکترونی عبوری، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه و جذب و واجذب نیتروژن بررسی شد.
یافته ها: آنالیز طیف سنجی پراش اشعه ایکس تشکیل فاز کریستالی نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 را تایید کرد. استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری برای بررسی خصوصیات مورفولوژیکی ذرات نشان داد که نانوذرات سنتز شده، کروی شکل و با قطر حدود 20 نانومتر می باشند. مقدار اشباع مغناطیسی و مساحت سطح ویژه Fe3O4 سنتزی به ترتیب emu.g-1 1/42 و m2.g-1 46/227 بود.
بحث و نتیجه گیری: به نظر میرسد که روش زیستی با استفاده از عصاره آبی برگ درخت انبه، به عنوان روشی سازگار با محیطزیست و ارزان، میتواند جایگزین روشهای شیمیایی مرسوم برای سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 با کاربردهای گسترده باشد.
Background and Objective: Nowadays, researchers are focusing on the biosynthesis of nanoparticles using plant extracts as a more environmentally friendly alternative to chemical methods. This method is considered reliable for producing metal oxide nanoparticles while minimizing adverse effects on the environment. Plants are deemed as a viable choice for the biological production of nanoparticles compared to other biological sources due to their accessibility and minimal requirements for specific conditions and nutrients for growth. The aim of the present research is to achieve the green synthesis of widely used Fe3O4 nanoparticles using mango leaf extract in order to reduce costs associated with chemical synthesis methods.
Material and Methodology: The utilization of mango tree leaf extract as both a reducing agent and stabilizer was employed in the synthesis of iron oxide nanoparticles (Fe3O4) in this study. Initially, an aqueous extract was derived from the leaves of the mango tree (Mangifera indica) in the spring 2024 with the intention of utilizing it in the production of Fe3O4 nanoparticles. The 0.1 molar iron chloride solution was prepared with FeCl2 and FeCl3 in deionized water and then reduced with mango leaf extract. Additionally, the effect of extract amount on nanoparticle synthesis and their properties was investigated. In order to analyze the properties of the products, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, vibrating sample magnetometry, Fourier-transform infrared spectroscopy, Nitrogen adsorption and desorption techniques were used.
Findings: Analysis using X-ray diffraction spectroscopy verified the presence of the crystalline phase of the Fe3O4 magnetic nanoparticles. Analysis of the morphological features of the produced particles through the utilization of scanning and transmission electron microscope imagery revealed the creation of spherical nanoparticles with an approximate diameter of 20 nm. The magnetic saturation value and specific surface area of synthetic Fe3O4 were 42.1 emu.g-1 and 227.46 m2.g-1, respectively.
Discussion and conclusion: Hence, it appears that utilizing the biological approach involving the aqueous extract of mango tree leaves, as a cost-effective and eco-friendly alternative, has the potential to substitute traditional chemical techniques in the production of Fe3O4 magnetic nanoparticles that have diverse uses.
