شماره راهنما :
1161 دكتري
پديد آورنده :
كارشناس، اعظم
عنوان :
اصلاح سطحي گرافن و گرافن اكسيد با گلوكز و آمينواسيدها و كاربرد آن ها در سنتز بيو نانوكامپوزيت هاي بر پايه پلي(وينيل الكل)
گرايش تحصيلي :
آلي - پليمر
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
هفده، [۱۲۳]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
امير عبدالملكي، شادپور ملك پور
استاد مشاور :
مجيد كلاهدوزان، حميد جواهريان نقاش
توصيفگر ها :
گرافن اكسيد , گرافن اكسيد احيا شده , آمينو اسيدهاي طبيعي , گلوكز , فعاليت كاتاليستي , نانوكامپوزيت هاي پليمري , خواص مكانيكي , نانوذرات مس , خواص الكتروشيميايي
استاد داور :
غلامعلي كوهمره، عليرضا نجفي چرمهيني، حسين توكل
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/23
كد ايرانداك :
ID1161 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در اين رساله ابتدا صفحات گرافن اكسيد از طريق فلز مس II به عنوان عامل كوئوردينه كننده توسط آمينو اسيدهاي طبيعي غير سمي و زيست سازگار L آلانين S والين L لوسين L ايزولوسين و L فنيلآلانين عاملدار شدند و كمپلكسهاي مختلفي از گرافن اكسيد سنتز شد صفحات گرافن اكسيد عاملدار شده با روشهاي شناسايي مختلف مانند FE SEM XPS Raman XRD FT IR و TEM مورد بررسي و مطالعه قرار گرفتند سپس به منظور بررسي عملكرد كاتاليستي كمپلكسهاي گرافن اكسيد سنتز شده واكنش اپوكسيدشدن نوربورنن با استفاده از هيدروژن پراكسيد 13 در حلال استونيتريل در حضور اين كمپلكسها انجام شد به منظور تعيين شرايط بهينه كمپلكس GO Cu alanine انتخاب شد و اثر دما زمان و ميزان كاتاليست در واكنش اپوكسيدشدن نوربورنن مورد بررسي گرفت سپس عملكرد كاتاليستي كمپلكسهاي مختلف در واكنش اپوكسيدشدن نوربورنن تحت شرايط بهينه بررسي شد ميزان درصد تبديل نوربورنن در حضور 16 ميلي گرم كمپلكس GO Cu phenylalanine و 12 ميلي مول هيدروژن پراكسيد 13 در دماي رفلاكس و مدت زمان 21 ساعت بيشترين مقدار بود كه ميتواند مربوط به بارگيري بيشتر يون مس توسط اين كمپلكس باشد در قسمت دوم از گرافن اكسيد عاملدار شده با آمينو اسيد آلانين به عنوان پركننده براي تهيهي نانوكامپوزيتهاي پليمري استفاده شد با توجه به اهميت پليمرهاي سنتزي زيست تخريبپذير از پلي وينيل الكل به عنوان ماتريس پليمري استفاده شد فيلمهاي بيونانوكامپوزيت پلي وينيل الكل و گرافن عاملدار شده توسط آمينو اسيد آلانين طي روش قالب ريزي محلول و با استفاده از امواج فراصوت تهيه شدند بيونانوكامپوزيتهاي تهيه شده با روشهاي شناسايي مانند FE SEM XRD FT IR و TEM مورد بررسي و مطالعه قرار گرفتند خواص حرارتي و مكانيكي بيونانوكامپوزيتهاي تهيه شده نيز مورد بررسي قرار گرفت اطلاعات بدست آمده از TGA نشان دادند كه پايداري حرارتي بيونانوكامپوزيتها با افزايش محتواي گرافن اكسيد عاملدار شده افزايش پيدا كرده است همچنين خواص مكانيكي فيلم هاي بيونانوكامپوزيت مطالعه شد و اطلاعاتي از جمله مدول الاستيسيته و تنش كششي از اين مطالعه بدست آمد نتايج نشان دادند كه با افزايش درصد اندكي از گرافن اكسيد عاملدار شده در بافت پليمري خواص مكانيكي بيونانوكامپوزيتهاي حاصل بهبود يافته است در قسمت سوم با توجه به اهميت خواص الكتريكي گرافن و كاربرد آن در صنايع مختلف لايه هاي گرافن اكسيد عاملدار شده با آمينواسيدهاي مختلف و كوئوردينه شده با فلز مس II جهت بررسي افزايش هدايت الكتريكي و خواص الكتروشيميايي صفحات گرافني با هيدرازين هيدرات در محيط آبي احيا شد و گرافن اكسيد عاملدار احيا شده R GO Cu AA سنتز گرديد صفحات گرافني با استفاده از روشهاي مختلف مانند FE SEM XRD FT IR و TEM مطالعه و رفتار الكتروشيميايي نمونههاي گرافني با استفاده از ولتاموگرام چرخهاي ارزيابي شد در پروژهي ديگري صفحات گرافني با استفاده از كربوهيدراتهاي ساده مانند گلوكز عاملدار شدند سپس صفحات گرافني عاملدار شده به عنوان پركننده در ماتريس پلي وينيل الكل استفاده شدند بنابراين سري جديدي از فيلمهاي بيونانوكامپوزيت تهيه شدند و ساختار آنها با استفاده از روشهاي مختلف FE SEM TGA XRD FT IR و TEM مورد شناسايي و مطالعه قرار گرفت اطلاعات بدست آمده از TGA نشان دادند كه پايداري حرارتي بيو نانوكامپوزيت ها با افزايش محتواي صفحات گرافني عاملدار شده در مقايسه با پليمر خالص افزايش پيدا كرده است همچنين تصاوير حاصل از FE SEM و TEM توزيع يكنواختي از صفحات گرافني عاملدار شده را در زمينهي پليمر نشان دادند در ادامه خواص مكانيكي فيلمهاي بيونانوكامپوزيت مطالعه شد و اطلاعاتي از جمله مدول الاستيسيته و تنش كششي از اين مطالعه بدست آمد نتايج نشان دادند كه با افزايش 5 wt از گرافن عاملدار شده در بافت پليمري استحكام كششي و مدول يانگ به ترتيب به ميزان 25 و 74 افزايش يافته است كلمات كليدي گرافن اكسيد گرافن اكسيد احيا شده آمينو اسيدهاي طبيعي گلوكز فعاليت كاتاليستي نانوكامپوزيتهاي پليمري خواص مكانيكي نانوذرات مس خواص الكتروشيميايي
چكيده انگليسي :
002Modification of graphene graphene oxide with Glucose amino acidsand their uses in the synthesis of polymeric bionanocomposites based on poly vinyl alcohol Azam Karshenas Azamchem2010@gmail com a karshenas@ch iut ac ir January 2018 Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 I R Iran Degree PhD Language FarsiSupervisors Dr A Abdolmaleki and Prof S MallakpourEmail abdolmaleki@cc iut ac ir abdolmaleki@gmail com mallak@cc iut ac ir mallak777@yahoo com mallakpour84@alumni ufl eduAbstract In this research at the first project graphene oxide nanosheets were functionalized with natural nontoxicand biodegradable amino acids such as L phenylalanine L alanine L isoleucine L leucine and S valine through coordination to Cu2 by green procedure and different complexes of GO GO Cu AA were prepared The amino acid functionalized graphene oxide layers were characterized by several techniques wereinvestigated Then in order to evaluate the catalytic performance of GO Cu AA catalysts the epoxidationreaction of norbornene In the next project L alanine functionalized graphene oxide nanolayers were used asfiller in the polymeric nanocomposite synthesis In the next project the preparation of poly vinyl alcohol PVA bionanocomposites with L alanine functionalized graphene f graphene using a simple water solutioncasting method is reported The obtained PVA f graphene bionanocomposite membranes were smooth uniform and flexible The fabricated bionanocomposites were investigated and studied by different analyticalmethods like FT IR XRD TGA FE SEM and TEM The mechanical properties of the bionanocompositemembranes were also studied The elastic modulus tensile strength and strain were obtained from thisinvestigation Efficient interaction was found between f graphene and PVA matrix which caused significantimprovement in mechanical and thermal properties of the graphene oxide based bionanocomposite withhomogeneous dispersion In the third part in order to develop electrical properties of graphene functionalizedgraphene oxide nanosheets with different types of copper coordinated amino acids GO Cu AA were reducedin the presence of hydrazine hydrate N2H4 H2O as a reducing agent for the synthesis of reduced functionalizedgraphene oxide R GO Cu AA Finally in the forth project a new method was reported for the synthesis ofnovel PVA glucose functionalized reduced graphene oxide PVA GFRGO nanocomposite NC films Toattain these goals since most carbohydrates specially glucose cause GO reduction at first GO was convertedinto reduced graphene oxide RGO in the presence of hydrazine hydrate N 2H4 H2O as a reducing agent Inthe next step as a safe and natural biomolecule glucose was covalently attached to RGO sheets usingnucleophilic addition reactions between hydroxyl groups of glucose and carboxylic acid groups located on theRGO edges in the presence of N N carbonyldiimidazole CDI as an activating reagent Keyword Graphene oxide Reduced graphene oxide Natural Amino acids Glucose Catalytic activity Polymeric nanocomposites Mechanical properties Cu nanoparticles Electrochemical properties
استاد راهنما :
امير عبدالملكي، شادپور ملك پور
استاد مشاور :
مجيد كلاهدوزان، حميد جواهريان نقاش
استاد داور :
غلامعلي كوهمره، عليرضا نجفي چرمهيني، حسين توكل
