26385

بررسي خواص فتوكاتاليستي شبه¬رنگ پايه آب اكريليكي حاوي نانوذرات اكسيدروي اصلاح سطح شده با عوامل اتصال سيلاني

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- مهندسي پليمر

1397

1400/08/29

مسعود جمشيدي

مهندسي شيمي نفت و گاز

نانوذرات به دليل انرژي سطحي بالا و عدم سازگاري با فازهاي پليمري پيوسته، نياز به اصلاح سطح دارند. عوامل اتصال سيلاني از جمله تركيباتي هستند كه به دليل امكان اتصال به سطح نانوذرات، براي ايجاد برهم¬كنش بين نانوذرات و فاز پيوسته مورد استفاده قرار مي¬گيرند. در اين تحقيق اصلاح سطحي نانوذرات اكسيد¬روي (ZnO)، به منظور ايجاد سازگاري با فاز پليمري اكريليك آب¬پايه، براي ساخت پوشش¬هاي شبه¬رنگ¬ فتوكاتاليستي مورد بررسي قرار گرفت. فاز پليمري مورد استفاده در اين تحقيق لاتكس اكريليك آب¬پايه مي¬باشد و عوامل اتصال سيلاني آميني و اپوكسايدي به ترتيب با نام علمي APTES و GPTES براي اصلاح سطحي نانوذرات اكسيد¬روي استفاده شده¬است. پارامترهاي pH ، غلظت سيلان و اثر رطوبت-دهي در سيلاني كردن مورد بررسي قرار گرفتند. براين¬اساس، هيدروكسيل سطحي و نسبت هيدروكسيل به سيلان مشخص شد. نتايج نشان دادند كه نانوذرات با پيش آمايش رطوبتي بيشترين اصلاح سطحي را داشتند. به¬منظور شناسايي ساختار سطحي نانوذرات از طيف¬سنجي مادون قرمز (FTIR)، آناليز حرارتي (TGA)، آناليز پتانسيل زتا (Zeta-potential)، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)،آناليز BET و آناليز زاويه تماس (Contact Angle) استفاده شد. همچنين به¬منظور بررسي خواص مكانيكي و فتوكاتاليستي نمونه¬-هاي شبه¬رنگ از آزمون كشش و كروماتوگرافي گازي (GC) استفاده شد. به¬طور¬كلي نتايج نشان داده¬است كه اصلاح سطح نانوذرات اكسيد¬روي با APTES و GPTES با پيش آمايش رطوبتي تحت تابش اشعه مرئي باعث افزايش خواص مكانيكي شبه¬رنگ به¬ترتيب در¬حدود 15٪ و 7٪ و افزايش خواص فتوكاتاليستي شبه¬رنگ به¬ترتيب در¬حدود 18٪ و 75٪ مي¬شود.

1401/01/31

Investigation of Photocatalytic Properties of Water-Based Acrylic Pseudo-Paint Containing Surface Modified Zinc Oxide Nanoparticles with Silane Coupling Agents

11/20/2022 12:00:00 AM

The nanoparticles require surface modification due to high surface energy and lack of compatibility with continuous polymer phases. Silane coupling agents are including compounds that are used because of the possibility of connecting to the surface of the nanoparticles, to create a connection between nanoparticles and the continuous phase. In this research, the surface modification of the zinc oxide (ZnO) nanoparticles, was examined to create compatibility with the water-based acrylic polymer to make photocatalytic pseudo-paint coatings. The polymer phase used in this research is water-based acrylic resin and amino- and glymo- silane coupling agents with the scientific names of APTES and GPTES respectively, were used for surface modification of zinc oxide nanoparticles. The pH parameters, silane concentration and humidity effect are examined in silanization. On this basis, the surface hydroxyl and the hydroxyl ratio to silanes determined. The result show that the nanoparticles with pre humidification had the most surface modifications. To identify the surface structure of nanoparticles Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric analysis (TGA), Zeta potential analysis, X-ray diffraction, BET analysis and Water contact angle analysis were used. Also, Tensile and gas chromatography (GC) analysis were used to evaluate the mechanical and photocatalytic properties of pseudo-paint samples. Generally, results have shown that, the surface modification ZnO nanoparticles with APTES and GPTES with pre humidification under visible radiation leads to increased mechanical properties by about %15 and %7, respectively and also increased photocatalytic properties of pseudo-paint by about %18 and %75, respectively.

اكسيد روي , سيلان , اصلاح سطح , لاتكس اكريليك , شبه رنگ , خواص فتوكاتاليستي

zinc oxide, silane, surface modification, acrylic latex, pseudo-paint, photocatalytic properties , zinc oxide , silane , surface modification , acrylic latex , pseudo-paint , photocatalytic properties

fatemeh eftekhari pour

masoud jamshidi