خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2

خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2 – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

خصوصیات خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی منسوجات پنبه ای اصلاح شده به وسیله کلاسترهای Tio₂ متصل شده به وسیله فاصل دهنده های شیمیایی

چکیده

بینش ها و ادراک های قابل توجهی در زمینه اتصال Tio₂ به سطوح پنبه با استفاده از فاصله دهنده های شیمیای حاصل آمده است. این فاصله دهنده ها از طریق تشکیل یک پیوند- استر به پنبه متصل می‌شوند. Tio₂ بوسیله ادوات شیمیایی به پنبه متصل می‌گردد و بر این مبنا منسوجات ویژگی های خود پاک کنندگی را از خود به نمایش می‌گذارند. روش مهیا سازی سطوح پنبه ای پوشش دار Tio₂ از ترکیبات یا محلول های سمی‌استفاده نمی‌کند. ته نشست شدگی Tio₂ بر روی سطح منسوجات پنبه ای بصورت ناهمگن می‌باشد، که علت آن بواسطه سطح ناهموار پارچه های پنبه ای استفاده شده است. پوشش Tio₂ شامل لایه های شفاف t می‌باشد و باعث تغییر طیف ATR-IR فاصله دهنده که به منظور اتصال Tio₂ بر روی گروههای هیدروکسیل سلولز استفاده شده است نمی‌‌شود. افزایش دمای فرآوری در طی روال استریفیکاسیون فاصله دهنده بوسیله سلولز- OH به نظر باعث افزایش میزان فاصله دهنده‌هایی خواهد شد که می‌بایست به منسوجات پنبه ای متصل شوند، اما روال فرآوری در دمای بالا همیشه باعث بوجود آوردن منسوجات پنبه ای پوشش دار با بهترین خصیصه‌های پاک کنندگی نخواهد شد. محدوده فرآوری گرمایی، 210 درجه سانتیگراد می‌باشد که می‌بایست به مدت چند دقیقه اعمال گردد. فراتر از این دما، حالت زرد شدگی ناچیز پنبه رخ خواهد داد. فعالیت خود پاک کنندگی پنبه با تیتانیای باردار برای دو نمونه پنبه با استفاده از فاصله دهنده‌های مختلف در طی مدت تابش نوری 24 ساعتی مورد ارزیابی قرار گرفت. لک های ناشی از شراب، مواد آرایشی، تعرق و قهوه به منظور انجام این ارزیابی ها بر روی منسوجات قرار داده شد. استفاده از میکروسکوپ الکترونی قابلیت نشان دادن جزئیات مربوط به پوشش         P25  Degussa Tio₂ بر روی دو نوع از پنبه را فراهم ساخته است. عملکرد خود پاک شدگی این امر را امکان پذیر می‌سازد تا با در نظر گیری فواصل بیشتر نسبت به تمیز نمودن بافتهای پنبه ای که در هواپیما، البسه و صنعت بهداشت به کار می‌روند اقدام نماییم، چرا که روال خود تمیز شدگی برای مواردی که میزان چرک و کثافت پارچه ها زیاد باشند، تنها تا اندازه ای در رفع  این معضل كارگشا خواهد بود.

کلمات کلیدی: خود پاک شدگی، منسوجات پنبه ای ، کلاسترهای Tio₂، فاصله دهنده‌های پلی کربوکسیلیت دار، فتوکاتالیز

1- مقدمه

پنبه تقریباً یک سلولز خالص می‌باشد (حدود 98%)، کتان نیز حاوی حدود 80% سلولز می‌باشد و چوب محتوی سلولز 40 الی 50 درصد است. سلولز فراوان ترین ماده آلی می‌باشد که بصورت طبیعی وجود دارد و در جداره های سلولی گیاهان بزرگتر یافت می‌شود و بصورت محلول در آب نمی‌باشد. در پی هیدرولیز اسیدی، واحدهای گلوکز سلولز بصورت پیوند بتا (4-1) نشان داده شده اند. روش های پراکندگی یا انتشار نور این موضوع را آشکار می‌سازد که سلولز متشکل از 5000 الی 10000 واحدهای سلولزی می‌باشد. خصیصه های منحصر بفرد سلولز که ناشی از قابلیت آن جهت فرم دهی الیاف دارای زنجیره دراز است بنام میکرو  فیبریل‌ها خوانده می‌شود. پیوندهای بتا – گلوکز اجازه بوجود آمدن یا شکل پذیری سخت و تعمیم یافته را می‌دهد. از جمله دیگر پیامدهای جایگزینی آرایش یافتگی یا هم ترازی گلوکز بصورت بالا / پایین آن است که گروه های – OH زنجیره های مجاور اجازه یک پیوند – H وسیع بین زنجیره‌ای را می‌دهند. این پیوند- H میان زنجیری وسیع بوجود آورنده یک شکل فرم پذیری – بتا صلب می‌باشد که باعث می‌شود تا الیاف سلولزی در برابر عملکرد محلولهای NaOH متراکم مقاومت نشان دهند.

این مطالعه تمرکز خود را معطوف به معرفی یک نمونه از فاصله دهنده‌ها در منسوجات پنبه‌ای با استفاده از ادوات شیمیایی كرده است. این فاصله دهنده نیازمند داشتن حداقل دو گروه کربوکسیلی آزاد می‌باشد تا آنکه قادر باشد نسبت به پیوند پنبه و Tio₂ اقدام نماید. فاصله دهنده همچنین باید دارای یک ثبات قابل پذیرش شیمیایی و گرمایی باشد. پنبه – سلولز     یك پلی ساکارید است که دارای گروه های هیدروکسیل بسیاری بر روی سطح می‌باشد. این فاصله دهنده بوسیله تشکیل یک پیوند – استر کووالانسی (طرح 1)بوجود می‌آید. این نکته معرف استری کردن یا استریفیکاسیون یک گروه کربوکسیل جداکننده بوسیله گروه هیدروکسیل سلولز می‌باشد. دومین جداکننده گروه کربوکسیل به معنای مهار نمودن Tio₂ بوسیله فعل و انفعالات الکترو استاتیک می‌باشد. مطالعات قبلی در محیط آزمایشگاهی نشان دهنده آن است که Tio₂ معرف وجود واکنش الکترواستاتیک قوی با گروه های کربوکسیلی می‌باشد.

خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2

2- روالهای تجربی

1-2. مواد و واكنشگرها

منسوجات پنبه‌ای سفید بوسیله Cilander AG، Herisau، سوئیس فراهم شد. دو نمونه از منسوجات پنبه‌ای در خلال این تحقیق بكار گرفته شد. اولین نمونه، پنبه C₂، با حداقل فرآوری شیمیایی و دومین نمونه پنبه E بوده است كه تحت فرآوری شیمیایی زیادی قرار گرفته است. نوع پنبه C₂، آن دسته از پنبه‌ای را پوشش می‌دهد كه با H₂O₂ با استفاده از NaOH جهت رنگ‌زدایی رنگ‌دانه‌های طبیعی و لك‌های الیاف سلولزی مورد استفاده قرار گرفت. پس از‌ آن این پنبه ‌شسته شد و در نهایت فرآوری آمونیاك بر روی آن اعمال گردیده و سپس آمونیاك بوسیله تبخیر حذف گردید.

2-2. اتصال فاصله دهنده به سطح پنبه

نمونه‌های پنبه‌ E یا C₂ در یك محلول آبی فاصله دهنده 1، 2 یا 3 (6%، W/W ) در حضور NaH₂PO₂ بعنوان كاتالیزور (4%، W/W ) برای مدت 1 ساعت خیسانده شدند. پس از خشك شدن (به مدت 3 دقیقه در  ، منسوجات در دماهای مختلف تحت فرآوری قرار گرفتند (2 دقیقه در ).

3-2. بارگذاری Tio₂ بر روی سطح پنبه

یك تعلیق Tio₂ () برای مدت 30 دقیقه تحت فرآیند سونیفیكاسیون (كاربرد صوت) اعمال گردید. منسوجات پنبه‌ای با اجزای باردار 1، 2 یا 3 در تعلیق آبی Tio₂ خیسانده شده و به مدت 1 ساعت در 75 درجه سانتیگراد حرارت داده شد. پس از خشك شدن (1 ساعت در 100 درجه سانتیگراد)، Tio₂ غیر پیوندی تحت سونیفیكاسیون به مدت 5 دقیقه در آب مقطر شسته شد.

4-2. فرآیند 1پرتودهی و ارزیابی عملكرد تمیز شدگی بوسیله كروماتوگرافی گاز (GC)

راكتور فوتو شیمیایی شامل فلاكس‌های پیركس استوانه‌ای 80 میلی‌لیتری می‌باشد كه حاوی نوارهای منسوجات به میزان 48 cm² می‌باشند كه دقیقا در پشت جداره راكتور قرار می‌گیرند. پرتو افكنی نمونه‌ها در محفظه شبیه ساز خورشیدی Suntest (Hanau، آلمان) با هوای خنك شده در 45 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت انجام شد.

5-2. طیف بینی  رقیق شده مجموع بازتاب مادون قرمز (ATR-IR)

طیف ATR-IR در یك دستگاه Portman طیف نورسنجی AG  كه مجهز به یك اتصال Specac می‌باشد (45 درجه كریستال الماس تك گذری) مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. این طیف‌ها نتایج مربوط به 256 مورد اسكن با رزولوشن 2 cm^-1 در محدوده طیف            4000-500 cm^-1 می‌باشند.

6-2. تجزیه عنصری

تجزیه عنصری Tio₂ بوسیله طیف بینی جذب اتمی با استفاده از دستگاه                  Perkin-Elmer 300 S بر روی الیاف منسوجات انجام گردید.

7-2. میكروسكوپ الكترونی عبوری

یك میكروسكوپ Philips CM 300 (تفنگ صدور میدانی، با رزولوشن 300kV,0.17nm) HRTEM و 430Philips EM  (با رزولوشن 300kV, LaB₆, 0.23 nm)، كه هر دو مجهز به طیف سنج متفرق كننده انرژی (EDS) بوده‌اند برای اندازه گیری اندازه‌های ذره كلاسترهای تیتانیا كه الیاف منسوجات را پوشش می‌دهنده بكار گرفته شد.

8-2. طیف سنجی توده یونیزاسیون شیمیایی (CI-MS)

آنالیز مواد واسط‌ای راكتیو در ساخت فاصله دهنده به سلولز

شناسایی ماده واسط یا میانجی محلولهای اسیدی هر یك از فاصله دهنده‌ها بوسیله CI-MS و انجام گردید و طرح كلی مشخص كننده نتیجه بوسیله ابزار Nermag R 10-10  در حالت یونیزاسیون شیمیایی ثبت گردید.

خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2

3- نتایج و مباحث

1-3. شناسایی مواد واسطه‌ای راكتیو كه در محلول‌های استفاده شده برای پیوند فاصله دهنده‌ها به سلولز حضور دارند

بوسیله CI-MS محلولهای آبی اسیدی 3-1 (4%، 6%، w/w پلی‌اسید كه برای پیوند فاصله  دهنده به منسوجات مورد استفاده قرار گرفته است، می‌توان این موضوع را نشان داد كه گروههای كربوكسیل در موقعیت-1.4 نسبت به تشكیل انیدریدهای بین مولكولی اقدام می‌كنند.

2-3. مشخص نمودن صفات اتصال استر بین فاصله دهنده 3-1 و سلولز با طیف بینی  رقیق شده مجموع بازتاب مادون قرمز (ATR-IR)

طیف بینی ATR-IR نمونه‌های منسوجات موكد تشكیل پیوندهای استر بین گروههاس هیدروكسیل و فاصله دهنده‌های 3-1 می‌باشد. منسوجاتی كه برای آنالیز ATR-IR مورد استفاده قرار گرفتند بر حسب بخش 2-2 مهیا شده و سپس با محلول رقیق شده  تحت فرآوری قرار گرفته تا از پروتوناسیون كامل گروههای كربوكسیل اطمینان حاصل شود.

3-3. باردارشدگی TiO₂ منسوجات پنبه‌ای C₂ وE بادار شده بوسیله فاصله‌ دهنده‌های 3-1

نمونه‌های منسوجات C₂ بوسیلع فاصله‌دهنده‌های 3-1 بر حسب دمای فرآوری و خشك سازی نشان داده شده در جدول 1 باردار گردیدند. منسوجات پنبه‌ای C₂ اصلاح شده سپس تحت بارداری Tio₂، بر حسب رویه تشریح شده در بخش 3-2، قرار گرفتند.  بطور اضافه، سه نمونه با غلظتهای بیشتر فاصله دهنده‌ها (ورودیهای 9-7، جدول 1) تهیه شدند. بارگذاریهای Tio₂ كه برای كل نمونه حاصل شد در حول و حوش 1% بوده است و غلظت فاصله دهنده‌ها نیز یكسان در نظر گرفته شد.

4-3. ویژگی‌های خود پاكنندگی منسوجات E و C₂ پنبه‌ای اصلاح شده

ویژگی‌های خود پاكنندگی منسوجات باردار  Tio₂ بر مبنای مواد واسطه‌ای اكسایشی بالا كه بر روی سطح منسوجات پنبه‌ای ایجاد  می‌شوند در شكل 3 نشان داده شده‌اند. انتشار CO₂ بواسطه لك‌های ناشی از شراب،‌ قهوه، مواد آرایشی و تعرق بدن تحت تابش نوری واكنش‌های ذیل را به همراه خواهد داشت:

5-3. رنگ‌زدایی بصری نقطه‌های بر روی منسوجات E و C₂ فرآوری شده پس از 24 ساعت پرتو افكنی

شكل 5 نشان دهنده رنگ زدایی لكهای شراب می‌باشد كه با استفاده از فاصله دهنده 1 پس از 24 ساعت تابش، به منسوجات باردار Tio₂ اضافه شده است. نظریات ذیل نسبت به خلاصه سازی نكته نظرات مشاهده شده در طی آزمایشات رنگ زدایی اقدام می‌كند.

6-3. میكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM) كلاسترهای TiO₂ بر روی منسوجات پنبه‌ای باردار C₂  و E

شكل 6 الف نشان دهنده پوشش غیر پیوسته و بی قاعده كریستالیت TiO2 Degussa P25 بر روی سطح الیاف پنبه C₂ می‌باشد. تصویر میكروسكوپ الكترونی میانی (شكل 6ب) معرف ناحیه دیگری از پنبه C₂ است كه در آن پوشش بصورت پیوسته است. این مورد یكی دیگر از دلایل اثبات تاثیر موارد غیرهمگنی بر روی پارچه پنبه‌ای در جهت ته‌نشست سازی TiO₂  بوسیله اداوات شیمیایی می‌باشد.

خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2

4- نتیجه گیری

این مطالعه نشان دهنده آن است كه می‌توان نسبت به پیوند TiO₂ به منسوجات پنبه‌ای از طریق فاصله دهنده‌های شیمیایی اقدام نمود. تجزیه عنصری بارگذاریهای TiO₂ بر روی پنبه، كه از فاصله‌ دهنده‌ها و شرایط آزمایشی مختلفی بهره گرفته شد، نتیجه حول 1% را نشان می‌دهد. رویه پوششی بصورت مستقیم بوده و از واكنشگرهای غیر سمی در آن استفاده شده است. منسوجات پنبه‌ای باردار TiO₂ معرف خصیصه‌های خود تمیز شدگی ثابتی بوده و بدینسان قابلیت حذف نسبی رنگسازهای مربوط به شراب قرمز تحت تابش نور روز را ارائه نموده و عملكرد ثابت طولانی مدتی را به نمایش گذاشته است. طیف بینی ATR-IR معرف تشكیل باندهای استر بین فاصله دهنده و سطح پنبه می‌باشد. علاوه بر این، می‌توان این موضوع را نشان داد كه واحدهای كربوكسیل آزاد برای پیوند TiO₂ همچنان باقی می‌مانند. بدون فاصله دهنده، هیچ كدام از منسوجات بصورت كارا به TiO₂ پیوند نخواهند خورد. سلولز بوسیله گونه‌های راكتیو، كه بوسیله فرآیند فوتوكاتالیستی در طی دوره آزمایش بوجود آمده‌اند، تجزیه نخواهد شد. پنبه C₂ با میزان كمتری از مواد پیش فرآوری شیمیایی در مقایسه با پنبه E برای عملكرد خود پاك شوندگی لك‌ها تحت تابش نور از كارایی بیشتری برخوردار می‌باشد. با توجه به آنكه استفاده از غلظت‌های بالاتر فاصله دهنده‌ها بواسطه اشباع محلول محدود می‌گردد، بارگذاری چند لایه‌ای ممكن است توان بیشتری را بوجود آورده و در نتیجه بارگذاری TiO₂ مطلوب‌تری حاصل خواهد آمد. در این مطالعه مرتبط با امكان سنجی، هیچگونه بهینه سازی برای پارامترهای گزارش شده حاصل نشده است.

خود پاک کنندگی فتوکاتالیستی پنبه کلاسترهای Tio2