توصيفگر ها :
نانوالياف پوسته-مغزي , نانوالياف تو خالي , الكتروريسي , پليمرهاي حكاكي مولكولي(MIPs) , سُل-ژل , بيس فنل آ
چكيده فارسي :
ورود آلاينده هاي مضر به محيط زيست كه نتيجه استفاده سوء از منابع طبيعي و به كارگيري گسترده مواد شيميايي است، بدليل اثرات زيان¬بار بر سلامت انسان، بسيار مورد توجه قرار گرفته است. يكي از اين آلاينده ها بيس فنل آ است كه يك ماده صنعتي است و معمولاً در مواد پليمري به كار مي¬رود. اين ماده مي¬تواند از راه¬هاي مختلفي نظير دستگاه گوارش، دستگاه تنفس و منافذ پوست وارد بدن شود و فعاليت غدد درون ريز را مختل كند. لذا جداسازي و حذف اين مواد از آب بسيار حائز اهميت است. از آنجايي كه مواد بر پاية پليمر حكاكي مولكولي، مكان¬هاي ويژه-اي براي شناسايي گزينش¬پذير مولكول¬ها دارند، در اين پژوهش هدف توليد جاذب نانوليفي نايلون6 حكاكي مولكولي جهت حذف بيس فنل آ از آب است. استفاده بيش از يك مونومر در سنتز پليمر حكاكي مولكولي، منجر به توليد پليمر با ساختار خاص و منطبق با مولكول الگو خواهد شد و گزينش پذيري بالاتري خواهند داشت. در اين پژوهش، نانوالياف حكاكي مولكولي با استفاده از 3-آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان و فنيل تري اتوكسي سيلان به عنوان مونومرهاي عاملي و بيس فنل آ به عنوان مولكول الگو، به روش سل-ژل و الكتروريسي تهيه شد. همچنين در فرآيند توليد پليمر حكاكي مولكولي، از اسيد به عنوان كاتاليزور و از آب براي شروع هيدروليز استفاده شد. به منظور افزايش ظرفيت جذب نانوالياف نسبت به گونة بيس فنل آ، با استفاده از الكتروريسي دونازله هم¬محور، نانوالياف توخالي تهيه شد. تصاوير TEM شكل¬گيري نانوالياف پوسته-مغزي با قطر پوسته 147 و مغزي 58 نانومتر را نشان داد. طبق نتايج آزمون BET ، سطح ويژه نانوالياف در حالت توپر و توخالي به ترتيب 39/17 و 38/20 مترمربع برگرم به¬دست آمد، در حالي كه قطر نانوالياف توخالي تقريبا 3برابر قطر نانوالياف توپر است. نتايج نشان داد كه ظرفيت جذب بيس¬فنل¬آ نانوالياف توپر و توخالي تفاوت محسوسي ندارند. علت مي¬تواند به محدوديت ظرفيت جذب حفره¬هاي حكاكي نسبت داده شود. در نانوالياف حكاكي مولكولي، تا زماني كه حفره¬هاي حكاكي ظرفيت براي جذب داشته باشند، افزايش سطح مخصوص بر ميزان جذب بيس¬فنل¬آ توسط نانوالياف تأثير خواهد داشت. به همين علت تفاوت كمي در بازده جذب بيس¬فنل¬آ توسط نانوالياف توخالي و توپر مشاهده شد. با توجه به نتيجه حاصله و سهولت و سرعت بالاتر توليد نانوالياف توپر در مقايسه با نانوالياف توخالي، بررسي اثر استفاده از دو مونومر در سنتز پليمر حكاكي مولكولي، توسط نانوالياف توپر انجام شد. در اين راستا خواص انتخاب پذيري، حساسيت، تكرار پذيري و قابليت بازيابي نانوالياف حكاكي مولكولي با دو مونومر بررسي شد. نتايج طيف سنجي FTIR، تشكيل و حضور پليمرهاي حكاكي مولكولي در نانوالياف را تائيد كرد. با بررسي سينتيك جذب بيس¬فنل¬آ توسط نانوالياف توپر، مشاهده شد كه از سينتيك شبه درجه اول پيروي مي كند. ايزوترم جذب نمونه¬ها نشان داد كه مدل ايزوترم دوگانه سيپس با بالاترين ضريب همبستگي، در مقايسه با مدل¬هاي لانگميور و فرندليچ، از تطابق بهتري با داده هاي تجربي برخوردار است. با توجه به مدل سيپس، بالاترين ميزان جذب براي نانوالياف توپر حكاكي مولكولي شده و حكاكي نشده به ترتيب %52/82 و %62/35 و براي نانوالياف توخالي حكاكي مولكولي شده و حكاكي نشده به ترتيب %48/85 و %1/39 به¬دست آمد. ميزان جذب نانوالياف حكاكي مولكولي شده و حكاكي نشده حاوي دو مونومر عاملي نيز بررسي شد كه به ترتيب مقادير %74/89 و %98/41 به¬دست آمد. بيشترين ميزان جذب بيس¬فنل آ توسط 03/0گرم از نانوالياف حكاكي مولكولي با دو مونومر در شرايط خنثي مشاهده شد. نانوالياف حكاكي مولكولي شده با دو مونومر، تا 4 مرتبه قابليت بازيابي داشته و انتخاب پذيري خوبي نسبت به گونه¬هاي مشابه (فنول و 2-نفتول) از خود نشان داد. نتايج نشان داد نانوالياف حكاكي مولكولي شده با دو مونومر در مقايسه با يك مونومر از حساسيت و انتخاب پذيري بالاتري نسبت به گونة بيس¬فنل¬آ برخوردار است.
چكيده انگليسي :
The release of harmful pollutants to the environment, as a result of the massive exploitation of natural resources and the extensive use of chemicals, has received much attention because of their negative effects to human health. Bisphenol A (BPA) is an industrial component commonly used in polymer materials. BPA can enter the body via different ways such as digestive tract, respiratory tract and dermal tract and disrupted endocrine. Therefore, extraction and removal of BPA from water is very important. Molecularly imprinted polymers (MIPs) have specific binding sites for selective removal molecule. The purpose of this study was to produce molecularly imprinted Nylon 6 nanofiber for the extraction of BPA from water. Two functional sol–gel precursors were used to enhance selectivity.Molecularly imprinted polymers nanofiber were prepared using phenyl triethoxysilane and 3-aminopropyl triethoxysilane as the functional monomers and BPA as a template molecule via the sol–gel process and the electrospinning technique. Also in the production process of molecular imprinted polymer, acid was used as catalyst and water was used to start hydrolysis. In order to increase the adsorption capacity, hollow nanofibers were prepared by coaxial electrospinning. TEM image showed, the core-shell structure of nanofiber was characterized by appropriate distribution of the crust (147nm) around the core (58nm). BET analysis showed the surface area of the solid and hollow molecularly imprinted nanofibers was 17.39 and 20/38 m^2/g respectively. While the diameter of hollow nanofibers is almost three times larger than solid nanofibers. Although, the specific surface area of hollow nanofibers has increased significantly, but the adsorption capacity of BPA was merely improved. As long as imprinted cavities have capacity to adsorb, the increase in nanofiber’s specific surface area affects the adsorption of target molecules.Therefore, due to the easier and higher production of solid nanofibers compared to hollow nanofibers, the effect of using two monomers in the synthesis of molecular imprinted polymer on solid nanofibers (MIP2-S-NF) was investigated. FTIR results confirmed the formation of the MIPs in the nanofibers. Concerning the binding of BPA on MIP-NFs, the experimental data matched well with the pseudo-first order kinetics data and the Sips dual isotherm model. Adsorption studies also confirmed that the adsorption efficiency of BPA onto MIP2-S-NF (89.74%) was much greater than that onto NIP2-S-NF ( Non imprinted) one (41.98%). Also, the maximum adsorption efficiency of MIP and NIP solid nanofibers with two functional monomer was than molecularly imprinted polymer nanofibers with one functional monomers which was 82.52% and 35.62%, for MIP and NIP, respectively. Furthermore, the maximum adsorption capacity of BPA was achieved by 0.03g MIPs nanofibers at pH 7.they could potentially be recycled four times .MIP-NFs had enhanced selectivity for similar chemical molecular structures, such as phenol and 2-naphthol. Sensitivity and selectivity of MIP2-S-NF was much greater than MIP1-S-NF (one monomer) for recognition of the BPA molecule. In general, specific adsorption and molecular detection are results of structural and functional complementary interactions between the imprinted sites and target molecules.
