14612

1384 دكتري

دكتري

شيمي آلي- پليمر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

[هفده]، 98ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار

شادپور ملك پور، امير عبدالملكي

كاظم كرمي

حسين توكل، محمد ديناري، حسين لقماني خوزاني

1398/02/21

كتابنامه

شيمي

پرديس

1398/02/23

2520644

چکیده در این رساله نانوکامپوزیت هاي بر پـــایهي پلي وینيل الکل PVA و پـــلي وینيل کلرید PVC با نانولــــولههاي کربني چند دیوارهي MWCNTs اصالح شده به روش محلول ریختهگري و به کمک امواج فراصوت تهيه شد براي دستیابي به پراکندگي خوب و توزیع یکنواخت MWCNTs و سازگاري بيشتر آنها با بافت پليمر سطح MWCNTs با ویتامين 1 VB1 B و ویتامين 2 VB2 B اصالح شد MWCNTs اصالح شده با روشهاي مختلف از جمله طيف سنجي مادون قرمز تبدیل فوریه رامان پراش پرتو ایکس تفکيک انـــرژي پرتو ایکس ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشرزمينه FE SEM ميکروسکوپ الکترون عبوري TEM و تجزیه وزن ســـنجي گرمـــایي مورد بررسي و شناسایي قرار گرفتند مقایسه تصاویر FE SEM مربوط به MWCNTs اصالح شده و اصالح نشده به خوبي تأثير عامل اصالح کننده در جلوگيري از تجمع نانولولهها را نشان داد با توجــه به توانایي PVC و PVA براي تشکيل فيلم فيلمهاي نانوکامپوزیتي با افزودن درصدهاي وزني مختلفي از MWCNTs اصالحشده با 1 VB و 2 VB به بافت پليمري با کمک امواج فراصوت تهيه شدند و با روشهاي مختلف مورد مطالعه و بررسي قرار گرفتند تصویرهاي FE SEM و TEM مربوط به نانوکامپوزیتهاي تهيهشده نشان داد که MWCNTs بهصورت یکنواخت و با ساختاري لوله مانند در مقياس نانو درون بافتهاي پليمر پراکنده شده اند تأثير نانولولههاي اصالح شده بر پایداري گرمایي و مقاومت مکانيکي PVA و PVC مورد مطالعه قرار گرفت نتایج بهدست آمده نشان داد که پایداري گرمایي و مقاومت مکانيکي نانوکامپوزیتهاي PVC و PVA حاوي نانولولههاي اصالح شده نسبت به پليمرهاي خالص بهبود یافتهاست و ميزان بهبود خواص با افزایش مقـــدار نانولولههاي اصالح شده نيز افزایش پيدا کرد در ادامه بهمنظور بررسي کاربرد فيلمهاي نانوکامپوزیت پليمري تهيه شده بر پایهي PVA بهعنوان جاذب براي جذب یون سرب و متيلن بلو عامل شبکهساز گلوتارآلدهيد GA جهت جلوگيري از انحالل اندک PVA در محيط آبي و همچنين جداسازي راحت آن استفاده شد و نانوکامپوزیتهاي شبکهاي شده تهيه گردید عوامل موثر بر فرآیند جذب از جمله غلظت اوليه آالینده pH زمـــان و دما مورد بررســي قــرار گـــرفت اطالعات بهدســت آمـــده نشــان داد که نانوکـامپـــوزیت شبـــکهاي شده 1 PVA GA MWCNTs VB پتانســـيل باالیي بـــراي جـــذب یون ســـرب از محيط آبي را دارد و نانوکامپــوزیت شبـــکهاي شـــده 2 PVA GA MWCNTs VB جاذب موثري براي جذب متيــــلن بلو اســت فرآیند جــــذب وابســـتگـــي شــــــدیـــدي نســــبت به مقــــدار pH نشــــان داد بـــــررســــي رفـــتار هــــمدمــــایي نانـــــوکامـــــپوزیـــتهـــاي شبـــــکهاي شــــده 1 PVA GA MWCNTs VB و 2 PVA GA MWCNTs VB تایيد کرد که یافتههاي حاصـل بهترتيب با مدل النگمویر و فروندليش از تطابق بهتري برخوردار اسـت بررسـي مدلهاي سينتيکـي پيـروي از مـدل سـينتيکي شبه درجــه دوم را براي فــــرآیند جـــذب هـــر دو نــــــانوکامـــــپوزیــــت ارایـــه داد حداکـــثر ظرفـــــيت جـــذب یون ســــــرب بـــــراي جــــاذب 1 PVA GA MWCNTs VB برابر 7592 98 ميـــليگـــرم بر گرم بهدســـت آمد و براي جـــذب متـــيلن بـــلو با اســــتفاده از جـــاذب 2 PVA GA MWCNTs VB حداکثر ظرفيت جذب 6910 94 ميليگـــرم بر گــرم برآورد شــد بررســـيهاي ترمـــودیناميــــکي تایيـــد کــــرد که فــــرآیند جـــــذب توســـط دو جــــاذب تهـــــيه شــــــده بهصـــــورت خـــــود بهخــــــودي بـــوده و بـــــراي جــــاذب 1 PVA GA MWCNTs VB فــــرآینــــد جــــذب بـــــــهصــــورت گــــرماگــير همــــراه با افـــزایـــــش بـينظمـــي و بـــراي جــــاذب 2 PVA GA MWCNTs VB گرمـــازا همراه با کاهـــــش بينظمــــي بوده اســـت واژههای کلیدی پلي وینيل کلرید پلي وینيل الکل نانولولههاي کربني نانوکامپوزیت پليمري جذب سطحي یون سرب و جذب سطحي متيلن بلو

90 Ultrasonic assisted preparation and characterization of nanocomposites based on poly vinyl chloride or poly vinyl alcohol matrixes reinforced with vitamin B1 and vitamin B2 functionalized multi walled carbon nanotubes Faezeh Azimi Faezehazimi2010@yahoo com F azimi@pa iut ac ir September 2018Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 I R Iran 1st Supervisor Prof Shadpour Mallakpour Email mallak@cc iut ac ir mallak777@yahoo com mallakpour84@alumni ufl edu2nd Supervisors Dr Amir Abdolmaleki E mail abdolmaleki@cc iut ac irAdvisor Prof Kazem karami Department Graduate Coordinator Dr Mohammad Dinari Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Abstract In this thesis the nanocomposites NC based on poly vinyl alcohol PVA and poly vinylchloride with functionalized multi walled carbon nanotubes MWCNTs were prepared through solvent casting technique with the assistance of ultrasonic irradiation To achieve a uniform distribution of MWCNTsand their more compatibility with polymer matrix the surface of carbon nanotubes was modified with vitaminB1 VB1 and vitamin B2 VB2 The modified and unmodified carbon nanotubes were investigated with thedifferent techniques such as Fourier transform infrared Raman X ray diffraction energy dispersive X ray field emission scanning electron microscopy FE SEM transmission electron microscopy TEM andthermogravimetric analysis Due to good film forming ability of PVA and PVC their NC films were preparedand identified by different methods Subsequently the effect of modified MWCNTs on mechanical andthermal properties of PVA and PVC was studied The results showed that thermal stability and tensileproperties of NCs containing modified MWCNTs were improved comparison with pure PVA and PVC Theseproperties increased with increasing amounts of functionalized MWCNTs Also FE SEM and TEM imagesillustrated a uniform dispersion of modified carbon nanotubes and a good compatibility with PVA and PVCmatrix Due to the removal of water pollutants such as lead ions and methylene blue Crosslinked NCs withglutaraldehyde GA were prepared The GA was used to prevent the dissolution of PVA in aqueous solutionas well as its easy separation Efficient factors on adsorption process including the initial concentration of thepollutant pH time and temperature were investigated The obtained data showed that PVA GA MWCNTs VB1 NC has the high potential for lead ions adsorption from aqueous solution and PVA GA MWCNTs VB2NC is an efficient adsorbent for the adsorption of methylene blue The adsorption process exhibited a highdependency on the pH value The study of adsorption isotherms indicated that Langmuir and Freundlichmodels were more suitable for describing the lead ion and methylene blue adsorptions respectively Theadsorption kinetics study demonstrated that pseudo second order model was the best fit with the experimentaldata The maximum lead ion adsorption capacity was 89 2957 mg g 1 for PVA GA MWCNTs VB1 Themaximum adsorption capacity of methylene blue was estimated to be 49 0196 mg g 1 for PVA GA MWCNTs VB2 adsorbent Thermodynamic investigations confirmed that the adsorption process was spontaneous andendothermic along with increasing randomness for PVA GA MWCNTs VB1 adsorbent and exothermic alongwith decreasing randomness for PVA GA MWCNTs VB2 adsorbent Keywords Poly vinyl chloride Poly vinyl alcohol Carbon nanotubes Polymer nanocomposite Pb II ion adsorption and Methylene blue adsorption

شادپور ملك پور، امير عبدالملكي

كاظم كرمي

حسين توكل، محمد ديناري، حسين لقماني خوزاني