تولید نانو الیاف کامپوزیت پلی اکریلونیتریل- کربن اکتیو

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 5، شماره 4، اسفند 1390، صفحه 23-31   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا محمد شفیعی¹؛ مریم صالحی^{* 2}

¹دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، دانشکده علوم، اصفهان، ایران

²دانشکده نساجی، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

با کاهش قطر الیاف از مقیاس میکرونی به مقیاس نانومتری سطح ویژه، انعطاف پذیری و ویژگی ها مکانیکی الیاف به طور عمده افزایش می‌یابد، این امر موجب شده است تا زمینه به کارگیری موفقیت آمیز نانوالیاف در کاربردهای متفاوتی فراهم شود. به منظور افزایش کارایی نانو الیاف در کاربردهای متنوع، راهکارهای متفاوتی استفاده می شود. از مهمترین راهکارها می توان به تغییر ساختار نانوالیاف و تولید نانوالیاف توخالی، مغزی- پوسته و متخلخل اشاره کرد که از طریق اصلاح و تغییر در فرایند الکتروریسی صورت می پذیرد. راهکار دیگر که در این مطالعه نیز مورد توجه قرار گرفته است تولید نانوالیاف کامپوزیتی است. این مطالعه از پلیمر پلی اکریلونیتریل به عنوان ماتریس برای کامپوزیت پلیمری استفاده شده و ذرات کربن فعال با غلظت های 2، 5 و 10% به طور یکنواخت در این ماتریس پلیمری دیسپرس شده است. مطالعه ریخت شناسی سطحی نانوالیاف به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) صورت گرفته شده و توزیع قطری کامپوزیت نانوالیافی برای الیاف حاوی درصدهای متفاوتی از کربن فعال بررسی شده است، افزون بر این ساختار شیمیایی و ساختمان کریستالی نانوالیاف کامپوزیتی به دست آمده به وسیله ی طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و پراش پرتو ایکس (XRD) مطالعه شده است. نتایج نشان می‌دهد با افزودن کربن فعال به ماتریس پلیمری ساختار شیمیایی و بلوری نانوالیاف تحت تأثیر قرار می گیرد. از آنجاییکه کربن فعال از ویژگی ها جذب خوبی برای مواد شیمیایی آلی برخوردار است و به طور عمده در فیلتراسیون آب به کار گرفته می‌شود، تولید فیلتری از نانوالیاف حاوی کربن فعال نیز می تواند با سطح ویژه بسیار بالا بستری مناسب برای حذف همزمان ذرات و ترکیبات شیمیایی آلی ارایه دهد.

کلیدواژه‌ها

نانوالیاف؛ الکتروریسی؛ کامپوزیت پلیمری؛ کربن فعال

مراجع

[1] Jian, F., Hai Tao, N., Tong, L., XunGai, W., Chinese Science Bulletin, 53, 15, 2265-2286, 2008
[2] Barhate, R.S., Loong, C.K., Ramakrishna, S., Journal of Membrane Science, 283, 209–218, 2006
[3] Pichonat, T., Manuel, B.G., Fuel Cell, 6, 323-329, 2006
[4] Gellings, P. Bouwmeester, H., Solid state aspects of oxidation catalysis. Catalysis Today, 58, 1, 1-53, 2000
[5] Ding, B., Michiyo, Y., Shiratori, S., Sensors and Actuators B: Chemical, 106, 477-483, 2005
[6] Barhate, R.S., Ramakrishna, S., Journal of Membrane Science, 296, 1–8, 2007
[7] Subbiah, T., Bhat, G.S., Tock, R.W., Parameswaran, S., Ramkumar, S.S, Journal of Applied Polymer Science, 96, 557–569, 2005
[8] Zhang, Y., Feng Y, Huang Z.M, Ramakrishna S,

Lim C.T , Nanotechnology, 17, 901, 2006
[9] Madhugiri, S., Sun, B., Smirniotis, G., Ferraris, J.P., Balkus, K.J., Microporous and Mesoporous Materials, 69, 1-2, 77-83, 2004
[10] Songa, T., Zhang, Y.Z., Zhou, T.J., Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 303, 2, 286-289, 2006
[11] Anitha, S., Thiruvadigal, D.J, Natarajan, T.S., Materials Letters, 65, 167–170, 2011
[12] Li, P., Li, Y., Ying, B., Yanga, M., Sensors and Actuators, 141, 390–395, 2009
[13] Ji, L., Saquing, C., Khan, S.A., Zhang, X., Nanotechnology, 19, 2008
[14] Sawicka, K.M., Gouma, P., Journal of Nanoparticle Research, 8, 769–781, 2006
[15] Li, P., Li, Y., Ying, B., Yang, M., Sensors and Actuators B, 141 , 390–395, 2009
[16] Yang, X., Shao, C., Liu, Y., J Mater Sci,42, 8470–8472, 2007
[17] Kedem, S., Schmidt, J., Paz, Y., Cohen, Y., Langmuir, 21, 5600-5604, 2005
[18] Leung, W.W., Hung, C.H., Yuen, P.T., Separation and Purification Technology, 71, 30–37, 2010
[19] Ahn, Y.C., Park, S., Kim, G., Hwang, Y., Lee, C., Shin, H., Lee, J., Current Applied Physics, 6, 1030–1035, 2006
[20] Homaeigohar, S. Sh., Buhr, K., Ebert, K., Journal of Membrane Science,
, 365, Issues 1-2, 68-77, 2010

[21] چالکش امیری، م. اصول تصفیه آب، انتشارات ارکان، 1384

[22] Knappe, D.U., Matsui, Y., Snoeyink, V., Environ. Sci. Technol., 32 (11), 1694-1698, 1998

[23] Karanfil, T., Environ. Sci. Technol, 33, 3217-3224, 1999

[24] مکلولم،  استیونز، ترجمه عباس شکوری و اردشیر خزایی، شیمی پلیمر جلد اول، انتشارات دانشگاه تربیت معلم، چاپ اول، 1376

[25] Jung, H., Ju, D., Lee, W., Zhang, X., Kotek, R., Electrochimica Acta, 54, 3630–3637, 2009
[26] Zou, G., Zhang, D., Dong, C., Li, H., Xiong, K., Fei, L., Qian, Y., Carbon, 44, 828–832, 2006
[27] Shashikala, V., Kumar V. Siva., Padmasri A.H., Raju B. David, Mohan S. V., Sarma P. N, Ra K.S. R, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 268, 95–100, 2007.
[28] Aussawasathien, D., Teerawattananon. C, Vongachariya. A, Journal of Membrane Science, 315, 11–19, 2008.
[29] Akers, R.J., Ward, A.S., Filtration: Principles and Practices. Part I, Marcel Dekker, New York, pp. 169–250, 1981
[30] Warring, R.H." Filter and Filtration Handbook", Gulf Publishing, Houston, 1982.
[31] Homaeigohar, S. Sh., Buhr, K., Ebert, K., Polyethersulfone electrospun nanofibrous composite membrane for liquid filtration, Journal of Membrane Science365(1-2), 1,68-77, 2010.
[32] Sang, Y., Gu, Q., Sun, T.C, Li, F.E., Liang, C., Journal of Hazardous Materials, Vol. 153, 860–866, 2008.
[33] Luo, L., Ramirez, D., Rood, M.J., Grevillot, G., Hay, K.J, Thurston, D., Carbon 44, 2715–2723, 2006.