Skip to main content
SUPERVISOR
Kazem Karami,Shadpour Mallakpour
کاظم کرمی (استاد مشاور) شادپور ملک پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Lormahdiabadi
مریم لرمهدی آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Synthesis and characterization of poly (vinyl alcohol) nanocomposite films reinforced with zinc oxide-folic acid nanoparticles and evaluation of congo red dye removal and antibacterial properties
In this research project, in order to prevent the agglomeration and better dispersion of zinc oxide nanoparticles (ZnO ) in the polymeric matrix, their surface was modified with folic acid (FA) as a biomolecule. This process was performed under ultrasonic irradiations as a biocompatible, inexpensive and fast method. The properties of ZnO-FA were identified and examined using different methods including Fourrier transform infrared microscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX), and thermal gravimetry analysis (TGA). The results of the FT-IR and EDX spectra showed successful modification of the ZnO with FA. Also increasing the size of the ZnO that was obtained from the TEM images, as well as the results of TGA confirmed the presence of FA on the surface of ZnO . Poly(vinyl alcohol) nanocomposite films (PVA NC films) containing different percentages of ZnO-FA (2, 5 and 8 wt%) were prepared by ultrasonic waves. Different methods such as FT-IR, UV-Vis, XRD, FE-SEM, TEM, TGA, EDX and mechanical test were used to identify and investigate the prepared NC films. TGA results showed better thermal stability for NC films. The histogram and the normal distribution curve for TEM images of PVA/ZnO-FA NC film 5 wt% exhibited a uniform and effective distribution of the ZnO-FA in the PVA matrix. The antibacterial activity of PVA/ZnO-FA NC film 8 wt% was investigated and the results showed that the NC film stopped the growth of bacteria very well. In the following, crosslinked PVA/ZnO-FA NC film 2 wt% was prepared for the removal of Congo red (CR) from aqueous solution and was crosslinked with glutaraldehyde (GA) as a crosslinker agent in order to be insoluble in an aqueous solution. Efficient factors on the adsorption process such as pH, adsorbent dosage, time, initial concentration of dye and temperature were investigated. The adsorption process showed a high dependence on the pH value, and the result showed that the interaction between the adsorbent and dye may follow different mechanisms such as hydrogen bonding, ?-? interactions, and so on. Investigating the kinetic models showed that the rate of absorption process was controlled by more than one mechanism. But the experimental data matching with the nonlinear pseudo-second order model which confirms the chemical adsorption process. An investigation of the isotherm models showed that the data were more consistent with linear Langmuier isotherm and the adsorption mechanism was of physical type. Thermodynamic data showed that the adsorption of CR by the adsorbent is an exothermic process with decreasing entropy. The results generally described the likelihood of physical and chemical adsorption simultaneously for the adsorption mechanism.
در طی این پروژه تحقیقاتی، به منظور جلوگیری از تجمع و پراکندگی بهتر نانو ذره های روی اکسید در بستر پلیمر ابتدا سطح آن ها با مولکول زیستی فولیک اسید اصلاح گردید. این فرآیند تحت تابش امواج فراصوت به عنوان یک روش زیست سازگار، ارزان و سریع انجام شد. نانو ذره های اصلاح شده حاصل با روش های مختلفی از جمله طیف ریزقرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) و تجزیه وزن سنجی گرمایی (TGA)مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. نتایج حاصل از طیف FT-IR و EDX به خوبی اصلاح سطح نانو ذره ها با فولیک اسید را اثبات می کند و هم چنین افزایش اندازه نانو ذره ها که از بررسی تصاویر TEM حاصل شد و نیز نتایج حاصل از آزمون وزن سنجی گرمایی اصلاح سطح توسط فولیک اسید را تایید می کند. فیلم های نانو کامپوزیتی پلی(وینیل الکل) حاوی درصد های مختلفی از نانو ذره های ZnO-FA (?، ? و ? درصد وزنی) با روش امواج فراصوت تهیه شدند. از روش های مختلفی مانند FT-IR، TEM، TGA، EDX و آزمون مقاومت مکانیکی برای شناسایی و بررسی فیلم های نانو کامپوزیتی ساخته شده استفاده شد. نتایج TGA پایداری گرمایی بهتری را برای فیلم های نانو کامپوزیتی نشان داد. نمودار هیستوگرام و منحنی توزیع نرمال مربوط به تصاویر TEM فیلم نانو کامپوزیت ? درصد وزنی، توزیع یکنواخت و موثر نانو ذره های اصلاح شده در بستر پلی(وینیل الکل) را به نمایش گذاشت. فعالیت ضد باکتریایی فیلم نانو کامپوزیتی PVA/ZnO-FA ? درصد وزنی نیز بررسی شد و نتایج نشان داد که این فیلم نانو کامپوزیتی به خوبی رشد باکتری ها را متوقف کرده است. در ادامه فیلم نانو کامپوزیت PVA/ZnO-FA ? درصد وزنی برای حذف آلاینده رنگی کنگورد از محیط آبی تهیه شد و به منظور عدم انحلال آن در محیط آبی توسط عامل شبکه ساز گلوتار آلدهید (GA) شبکه ای شد. عوامل موثر بر فرآیند جذب از جمله pH، مقدار جاذب، زمان، غلظت اولیه رنگ و دما مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند جذب وابستگی زیادی به مقدار pH نشان داد و نتیجه آن نشان داد که بر همکنش بین جاذب و رنگ ممکن است از مکانیسم های متفاوتی از جمله پیوند هیدروژنی، بر همکنش های ?-? و غیره پیروی کند. بررسی مدل های سینیتکی نشان داد که سرعت فرآیند جذب توسط بیش از یک مکانیسم کنترل می شود. ولی تطابق داده های تجربی با مدل غیر خطی سینتیکی شبه درجه دوم، فرآیند جذب شیمیایی را تایید می کند. بررسی مدل های هم دمایی نشان داد که داده ها تطابق بیشتر با هم دمای خطی لانگمویر دارند و مکانیسم جذب نیز از نوع شیمیایی می باشد. داده های ترمودینامیکی نشان داد که جذب کنگورد توسط جاذب یک فرآیند گرماده است که با افزایش بی نظمی همراه است. نتایج به طور کلی احتمال حضور جذب فیزیکی و شیمیایی را به طور همزمان برای مکانیسم جذب توصیف می کنند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی