20750

۲۰۷۵۰

اصلاح فوم ملامين با نانوكامپوزيت گرافن و تيتانيوم دي اكسيد و بررسي كاربرد آن در حذف آلاينده‌ها

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

95-96

۱۳۹۸/۲/۳

دكتر منصور انبيا

شيمي

امروزه، حذف لكه¬هاي نفتي و تركيبات آلي فرّار آب¬گريز، تبديل به چالش جهاني شده¬است زيرا حذف آن¬ها از محيط زيست براي سلامت موجودات زنده ضروري است. فوم¬هاي اَبرآب¬گريز به دليل داشتن ظرفيت جذب بالا و خاصيت اِلاستيسيته، به عنوان جاذب¬هاي عالي براي زدودن لكه¬هاي نفتي و حلال¬هاي آلي كاربرد دارند. مهم¬ترين چالش در توليد فوم¬هاي اَبرآب¬گريز افزايش ظرفيت جذب، انتخاب¬پذيري و پايداري حرارتي است كه به ترتيب با ارتقاء مساحت سطح، زاويه تماس آب و مواد پوشاننده محقق مي¬شود. در اين مطالعه، به منظور افزايش مساحت سطح از نانو كامپوزيت گرافن ¬اكسيد كاهش يافته و نانوذرات تيتانيوم دي¬اكسيد بر روي بستر فوم ملامين خام و كربنه با روش ساده غوطه¬وري بهره گرفته شد. نتايج نشان مي‌دهد كه اتصال بهتر نانوكامپوزيت سنتز شده بر روي فيبرهاي فوم كربنه، منجر به افزايش بيشترِ مساحت سطح نسبت به فوم خام اصلاح شده گرديده است. از طرف ديگر، پس از اصلاح، ويژگي آب¬دوستي فوم خام به اَبرآب¬گريزي با زاويه تماس °1ر164 و °1ر165 به ترتيب براي فوم خام و كربنه افزايش مي¬يابد. هم¬چنين، فوم¬هاي اصلاح شده داراي پايداري حرارتي بالايي بوده كه خطر آتش¬سوزي حاصل از نفت و حلال¬هاي آلي را كاهش مي¬دهد. بيشترين مقدار ظرفيت جذب نفت و حلال¬هاي آلي توسط فوم خام اصلاح شده 169 بار بيشتر از وزن اوليه آن بوده كه اين مقدار در فوم كربنه به دليل داشتن حجم حفرات بزرگ¬تر و كاهش چگالي به g/g206 افزايش مي يابد. هم¬چنين، اين فوم¬ها توانايي بازيابي بسيار خوبي را پس از 15 مرتبه تكرار فرآيند جذب-فشردن نشان مي¬دهند. اين چنين ويژگي‌هاي عالي، باعث شده تا جاذب سنتز شده، گزينه¬ي مناسبي براي جذب انواع روغن¬ها و تركيبات آلي فرّار آب¬گريز باشد. كلمات كليدي: فوم اَبرآب¬گريز؛ نانوكامپوزيت؛ گرافن ¬اكسيد؛ تركيبات آلي فرّار؛ آب¬گريزي

1398/04/06

Modification of melamine foam with graphene and titanium dioxide nanocomposite and study of its application in removing pollutatnts

4/22/2020 12:00:00 AM

The spillage of oil and hydrophobic volatile organic compounds (VOCs) has become a global challenge that removing them from the environment is essential to the health of living organisms. The superhydrophobic sponges are considered as an excellent absorbent to clean up oil/solvent spills due to high absorption capacity and elasticity. The most important challenges in creating superhydrophobic sponges are to increase absorption capacity, selectivity and thermal stability by developing the surface area, water contact angle and coated materials, respectively. In this study, in order to enhance surface area, reduced graphene oxide-titanium dioxide (TiO2) nanocomposite was applied on a substrate of raw and carbonized melamine sponge by a simple dip-coating method. The results show that better bonding of synthesized nanocomposite to carbonized sponge fibers leads to a greater increase in surface area than modified raw sponge. Besides, hydrophilicity property of raw sponge varies to superhydrophobocity after modification to the contact angle of 161.5º and 165.1º for raw and carbonized sponge, respectively. Modified sponges with high thermal stability reduce the risk of fire. The maximum oil/organic solvents absorption capacity for modified melamine sponge was reported 169 times of its weight, which is increased for carbonized sponge due to higher porous volume and lower density. They also demonstrated good recycle ability after 15 times, repeating the absorption-squeezing process. These outstanding features make them exceptional candidate absorber for various oils and hydrophobic VOCs.