شماره راهنما :
1997 دكتري
پديد آورنده :
رحيمي، عبداله
عنوان :
توليد و مشخصه‌يابي نانو- ميكرو پيگمنت‌هاي هيبريدي ضد‌باكتري بر پايه رس
گرايش تحصيلي :
شيمي نساجي و علوم الياف
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 174ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
رنگدانه‌ي هيبريدي , جذب سطحي , پساب , چاپ پيگمنت , بنتونيت , ضد باكتري
استاد داور :
حسين اميرشاهي، حسين توانايي، مهشيد خرازيها
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/10/13
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/10/26
چكيده فارسي :
پيگمنت‌هاي هيبريدي به‌عنوان گونه‌اي جديد از رنگدانه‌ها كه از تركيب دو يا چند بخش تشكيل شده‌اند در دو دهه اخير معرفي شده و مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. اين رنگدانه‌ها معمولاً از تركيب يك بستر معدني و يك ماده رنگزاي محلول در آب ساخته‌شده است كه خواص ثباتي بالاي بستر و خواص رنگي ماده رنگزا را داراست. در اين مطالعه از تركيب چندين رنگزاي كاتيونيك متداول و همچنين كاربردي در صنعت نساجي با ساختار شيميايي مختلف بر روي رس بنتونيت سديم صنعتي، رنگدانه‌هاي هيبريدي تهيه گرديد. ميزان جذب، ايزوترم و سنتيك جذب رنگزا به درون رس مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج آزمايشات نشان‌دهنده ظرفيت جذب بالاي رس بنتونيت صنعتي (76.8 meq/100g) بود. برهم‌كنش شيميايي رنگزا و رس با مطالعه‌ي طيف مادون‌قرمز تركيب حاصل مورد بررسي قرار گرفت كه نشان‌دهنده وجود برهم‌كنش‌هاي دو قطبي قوي بين رنگزا و رس بود كه باعث خروج آب و جاي‌گيري رنگزا در ساختار رس مي‌گردد. خواص سطحي رنگدانه توليدي به‌وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي مطالعه شده و خواص توده و تغيير در ساختار رس به‌وسيله آزمون BET بررسي گرديد. لايه گشايي و تشكيل لايه‌هاي با ضخامتي در محدوده ده نانومتري در تصاوير ميكروسكوپي قابل تشخيص بودند. تغيير در فاصله لايه‌هاي رس به‌وسيله آزمون XRD مشاهده و بررسي گرديد كه در بالاترين مقدار، فاصله صفحات تا حدود 8/4 آنگستروم افزايش يافت. آزمون گرماسنجي وزني نيز براي مطالعه خواص گرمايي نمونه‌ها مورد استفاده قرار گرفت كه نشان‌دهنده ماهيت آب‌گريز رنگدانه‌هاي توليدي نسبت به اجزاي تشكيل‌دهنده و همچنين افزايش نسبي مقاومت گرمايي رنگزا در تركيب با رس است. همچنين امكان توليد رنگدانه هيبريدي با استفاده از پساب رنگرزي كارخانجات نساجي مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت و فرآيندي با امكان توليد آسان رنگدانه هيبريدي بدين منظور طراحي گرديد. رنگدانه‌هاي توليدي براي چاپ پارچه‌هاي پنبه اي با روش متداول چاپ پيگمنت مورد استفاده قرار رفتند كه توانستند پوششي مناسب و يكنواخت بر روي سطح الياف پارچه ايجاد نمايند. ثبات سايشي نمونه‌هاي حاصل در حدود 4 و همچنين ثبات نوري بسته به نوع رنگزاي كاربردي از 3 تا 4 براي اين نوع رنگدانه مشاهده گرديد. همچنين چاپ با اين نوع رنگدانه، ثبات شست‌وشويي مناسبي نشان داد. به‌طور كلي اين رنگدانه‌ها خواصي قابل رقابت با رنگدانه‌هاي متداول مورد استفاده در چاپ پيگمنت نشان دادند. در بخشي ديگر از اين مطالعه، امكان ايجاد خواص ضد باكتري با اضافه كردن فلزات مس، روي و نقره به درون لايه‌ها و ساختار توده تحت يك واكنش گرمآبي بررسي گرديد. يون‌هاي فلزي علاوه بر تشكيل نانو ذرات روي صفحات رس، درون لايه‌هاي رس نفوذ كرده و باعث لايه گشايي به ميزان حدودي 5 آنگستروم گرديدند. نمونه حاوي نقره بالاترين اثر ضد باكتري را با غلظت مهاركنندگي به ميزان حدود μg/ml 1000 دو باكتري E.coli وAreus .S نشان داد. نمونه حاوي مس نيز براي هر دو نوع باكتري در غلظت 8000 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر مهاركنندگي نشان داد.
چكيده انگليسي :
Hybrid nano pigments produced from intercalation of mostly organic cationic dyes to inorganic clays are a new generation of pigments first introduced by Fischer. Because of their structure, porosity and cation exchange feature, inorganic clays can produce molecular aggregates by dyes that can perform as a hybrid pigment. Several pieces of research about clay-based pigments were performed in the last decade, focusing on their production, characterization and application in polymer substrates. Most of these works used montmorillonite or organo-modified montmorillonite as clay and investigated different compatibilizer and substrate effects interactions. Also, adsorption using clay is one of the cheapest processes for removing dye from textile wastewater. In this thesis, sodium bentonite clay was used to separate the cationic dye content of textile wastewater to produce hybrid pigments usable in the printing process. To achieve this goal, the adsorption properties of different cationic textile dyes were investigated. Isotherm and kinetic experiments were used to analyze the dye-clay interactions. Adsorption properties of industrial bentonite clay also compared to standard lab-grade nano bentonite and montmorillonite clay. Results show adsorption follows the Langmuir isotherm model and comes from the ionic interaction between dye molecules and clay sheets. This interaction could provide a stable hybrid structure which could considered as a pigment. The morphological study by FESEM shows that cation exchange reaction between clay and dye leads to a layer opening phenomenon in clay structure, forming nanolayers in produced pigment. XRD analysis confirmed that the clay basal space increased, and the structure of dyes could affect the magnitude of layer opening. FTIR analysis confirmed the chemical interaction between dyes and clay and proved that the hybrid pigment poses a more hydrophobic structure than the original clay. DTA an TGA analysis shows that the hybrid pigment improves the thermal stability of the original dye by about 30 °C, which could extend its applicability. The hybrid pigment is also successfully produced from dye wastewater originating from the dyeing process of acrylic yarns. In this process, the quality factors of treated wastewater (COD. TDS and turbidity) significantly improved and reusable water was achieved beside the hybrid pigment. The produced pigment was used for printing cotton fabric. Printed fabric showed a desirable visual color appearance followed by rubbing fastness of 4/5 and, proper light fastness of 4 and washing fastness of 3/4. An antibacterial hybrid pigment is also produced by in-situ synthesis of Zn, Ag and Cu nanostructures on hybrid pigment. Results show an acceptable antibacterial effect for Ag and Cu deposited samples.
استاد راهنما :
فرزانه علي حسيني
استاد داور :
حسين اميرشاهي، حسين توانايي، مهشيد خرازيها
