بررسی ویژگی فتوکاتالیستی نانو ذرات کامپوزیتی سنتز شده TiO2/Ag بر روی پارچه مخلوط پلی‌استر/سلولز از طریق رنگبری متیلن بلو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 پژوهشکده رنگ و پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 گروه مستقل شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این پژوهش خواص فتوکاتالیستی پارچه‌های مخلوط پلی‌استر/پنبه بارگذاری شده با نانو ذرات کامپوزیتی TiO2/Ag با دو روش سنتز غیر درجا و درجا بررسی شده است. در هر دو روش درجا و غیر درجا نانو ذرات کامپوزیتی با فرآیند احیای نوری سنتز و بر روی سطح پارچه پوشش داده شده‌اند. برای بررسی خواص فتوکاتالیستی پارچه‌ها، رنگبری متیلن بلو به‌صورت محلول و لکه بر روی پارچه مورد ارزیابی گرفت. بررسی نتایج طیف‌سنج بازتاب- پخشی و  طیف‌سنج پراش انرژی پرتو ایکس نشان دادند که سنتز نقره بر روی نانو ذرات TiO2 به‌خوبی انجام‌گرفته است. بااین‌وجود، طیف‌سنج پراش اشعه ایکس پیک نقره را نشان نداد که این امر ناشی از مقدار غلظت کم بلورهای نقره بر روی سطح پارچه است. همچنین توزیع یکنواخت نانو ذرات بر روی سطح پارچه با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی و آنالیز صفحه‌ای مپ نشان داده شد. بررسی خاصیت فتوکاتالیستی با استفاده از بررسی تغییرات رنگی محلول رنگی متیلن بلو و لکه رنگی رنگزای متیلن بلو بر روی پارچه نشان می‌دهد که افزودن نانو ذرات نقره بر ماتریس TiO2 منجر به افزایش رنگبری شده و روش سنتز درجا نسبت به روش متداول غیر درجا خاصیت فتوکاتالیستی بهتری را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]        Li M, M E Noriega-Trevino, N Nino-Martinez, C Marambio-Jones, J Wang, R Damoiseaux, et al., Synergistic bactericidal activity of Ag-TiO2 nanoparticles in both light and dark conditions, Environmental science & technology, 45, 2011, 8989-8995.

[2]        Nainani R, P Thakur, and M Chaskar, Synthesis of silver doped TiO2 nanoparticles for the improved photocatalytic degradation of methyl orange, Journal of Materials Science and Engineering B, 2, 2012, 52-58.

[3]        Li H, G Zhao, Z Chen, B Song, and G Han, TiO2–Ag Nanocomposites by Low‐Temperature Sol–Gel Processing, Journal of the American Ceramic Society, 93, 2010, 445-449.

[4]        Nainani R, P Thakur, and M Chaskar, Synthesis of Silver Doped TiO2 Nanoparticles for theImproved Photocatalytic Degradation of Methyl Orange, Journal of Materials Science and Engineering B, 2, 2012, 52-58.

[5]        He J, I Ichinose, T Kunitake, and A Nakao, In situ synthesis of noble metal nanoparticles in ultrathin TiO2− gel films by a combination of ion-exchange and reduction processes, Langmuir 18, 2002, 10005-100100.

[6]        Jin Z, X Zhang, G Lu, and S Li, Improved quantum yield for photocatalytic hydrogen generation under visible light irradiation over eosin sensitized TiO2—Investigation of different noble metal loading, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 259, 2006, 275-280.

[7]        Chen S F, J P Li, K Qian, W P Xu, Y Lu, W X Huang, et al., Large scale photochemical synthesis of M@ TiO 2 nanocomposites (M= Ag, Pd, Au, Pt) and their optical properties, CO oxidation performance, and antibacterial effect, Nano Research, 3, 2010, 244-255.

[8]        Tung W S and W A Daoud, Self-cleaning fibers via nanotechnology: a virtual reality, Journal of Materials Chemistry, 21, 2011, 7858-7869.

[9]        Yuranova T, R Mosteo, J Bandara, D Laub, and J Kiwi, Self-cleaning cotton textiles surfaces modified by photoactive SiO2/TiO2 coating, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 244, 2006, 160-167.

[10]      Messaoud M, E Chadeau, C Brunon, T Ballet, L Rappenne, F Roussel, et al., Photocatalytic generation of silver nanoparticles and application to the antibacterial functionalization of textile fabrics, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 215, 2010, 147-156.

[11]      Montazer M, A Behzadnia, and M B Moghadam, Superior self‐cleaning features on wool fabric using TiO2/Ag nanocomposite optimized by response surface methodology, Journal of Applied Polymer Science, 125, 2012.

[12]      Ye W, J H Xin, P Li, K L D Lee, and T L Kwong, Durable antibacterial finish on cotton fabric by using chitosan‐based polymeric core‐shell particles, Journal of Applied Polymer Science, 102, 2006, 1787-1793.

[13]      Milošević M, M Radoičić, Z Šaponjić, T Nunney, C Deeks, V Lazić, et al., In situ photoreduction of Ag+-ions by TiO 2 nanoparticles deposited on cotton and cotton/PET fabrics, Cellulose, 21, 2014, 3781-3795.

[14]      Milošević M, M Radoičić, Z Šaponjić, T Nunney, D Marković, J Nedeljković, et al., In situ generation of Ag nanoparticles on polyester fabrics by photoreduction using TiO2 nanoparticles, Journal of Materials Science, 48, 2013, 5447-5455.

[15]      Allahyarzadeh V, M Montazer, N H Nejad, and N Samadi, In situ synthesis of nano silver on polyester using NaOH/Nano TiO2, Journal of Applied Polymer Science, 129, 2013, 892-900.

[16]      Abid M, S Bouattour, A M Ferraria, D S Conceição, A P Carapeto, L F V Ferreira, et al., Facile functionalization of cotton with nanostructured silver/titania for visible-light plasmonic photocatalysis, Journal of colloid and interface science, 507, 2017, 83-94.

[17]      Li S, T Zhu, J Huang, Q Guo, G Chen, and Y Lai, Durable antibacterial and UV-protective Ag/TiO2@ fabrics for sustainable biomedical application, International journal of nanomedicine, 12, 2017, 2593.

[18]      Rodríguez-González V, S O Alfaro, L M Torres-Martínez, S-H Cho, and S-W Lee, Silver–TiO2 nanocomposites: Synthesis and harmful algae bloom UV-photoelimination, Applied Catalysis B: Environmental, 98, 2010, 229-234.

[19]      Messaoud M, E Chadeau, C Brunon, T Ballet, L Rappenne, F Roussel, et al., Photocatalytic generation of silver nanoparticles and application to the antibacterial functionalization of textile fabrics, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 215, 2010, 147-156.