Influencia de los parámetros experimentales de síntesis en la formación de nanopartículas de magnetita preparadas por método poliol

Abstract

La magnetita (Fe3O4) es un óxido mixto de hierro caracterizado por sus propiedades magnéticas. Debido a su baja toxicidad, propiedades únicas y tolerancia por el organismo humano, las nanopartículas de magnetita han encontrado una serie de aplicaciones en el campo biomédico como sistemas de prevención, detección y tratamiento de enfermedades, Las nanopartículas de magnetita pueden ser sintetizadas por diversos métodos, tales como: coprecipitación, sol-gel, método sonoquímico, método hidrotérmico, descomposición térmica entre otros. En particular, las nanopartículas sintetizadas por el método poliol son superparamagnéticas, monodispersas, cristalinas y estables en suspensión acuosa, siendo así adecuadas para los fines biomédicos. Como sal precursora de las nanopartículas suele utilizarse acetilacetonato de hierro (III). En esta tesis se propone al nitrato de hierro (III), una sal más barata y menos tóxica que el acetilacetonato de hierro (III), como un candidato a sal precursora para la síntesis de nanopartículas de magnetita por el método poliol. Además, se estudió la influencia del tipo de sal de hierro, acetilacetonato o nitrato de hierro, y la concentración de la sal precursora en el tamaño, cristalinidad y propiedades magnéticas de las nanopartículas obtenidas. Las nanopartículas fueron analizadas mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X (XRD), dispersión dinámica de luz (DLS) y magnetometría de muestra vibrante (VSM). La naturaleza y la concentración de las sales precursoras influyeron en el mecanismo de formación de las nanopartículas, definiendo el tamaño, la forma y la magnetización de saturación. El tamaño promedio de partícula y la magnetización de saturación de las nanopartículas aumentaron cuando la concentración inicial de la sal de hierro aumentó. Las nanopartículas preparadas a partir de nitrato de hierro (III) fueron más pequeñas que las nanopartículas preparadas usando acetilacetonato de hierro (III). Los resultados de este trabajo mostraron la posibilidad de preparar nanopartículas de magnetita dispersables en agua a partir de Fe(NO3)3.9H2O, una sal precursora más barata y menos tóxica que sus homóloga orgánica

Magnetite (Fe3O4) is a mixed iron oxide characterized by its magnetic properties. Due to their low toxicity, unique properties and tolerance by the human organism, magnetite nanoparticles have found a number of applications in the biomedical field such as systems of prevention, detection and treatment of diseases. Magnetite nanoparticles can be synthesized by various methods, such as: coprecipitation, sol-gel, sonochemical method, hydrothermal method, thermal decomposition among others. In particular, the nanoparticles synthesized by the polyol method are superparamagnetic, monodispersed, crystalline and stable in aqueous suspension, they are adequate for biomedical purposes. As the precursor salt of nanoparticles, iron (III) acetylacetonate is usually used. In this thesis, iron (III) nitrate, a cheaper and less toxic salt than iron (III) acetylacetonate, is proposed as a candidate for precursor salt in the synthesis of magnetite nanoparticles by the polyol method. In addition, the influence of the type of iron salt, iron acetylacetonate or iron nitrate, and the concentration of the salt on the size, crystallinity and magnetic properties of the nanoparticles were studied. The nanoparticles were analyzed by infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS) and Vibrating-sample magnetometry (VSM). The nature and concentration of the precursor salts influenced the mechanism of formation of the nanoparticles, defining the size, shape and saturation magnetization. The average particle size and saturation magnetization of the nanoparticles increased when the initial concentration of the iron salt increased. The nanoparticles prepared from iron (III) nitrate were smaller than the nanoparticles prepared from iron (III) acetylacetonate. The results of this work showed the possibility of preparing water dispersible magnetite nanoparticles from Fe(NO3)3.9H2O, a cheaper and less toxic precursor salt than its organic counterpart