Skip to main content
SUPERVISOR
حمید جواهریان نقاش (استاد مشاور) امیر عبد الملکی (استاد راهنما) مجید کلاهدوزان (استاد مشاور) شادپور ملک پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Khalesi
زهرا خالصی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391
In this research, graphene nanosheets were covalently functionalized with different amines and characterized by several techniques and their thermal and electrical properties were investigated. Then, functionalized graphenes were used as filler in the polymeric nanocomposite (NC) synthesis. At the first, the graphene functionalized by tris(hydroxymethyl)aminomethen and poly(vinyl alcohol) (PVA) was used a a polymer matrix. PVA and functionalized grapheme oxide (FGO) NC films prepared through a simple - solution casting method. The fabricated NCs were investigated and studied by different analytical methods like FT-IR, XRD, TGA, FE-SEM and TEM. The mechanical properties of the NC membranes were also studied. Thermal stability and mechanical resistance of the NCs were improved due to high dispersion of nanofiller in the polymer matrix and the existence of hydrogen bonding interaction between functional groups on the filler and polymer OH groups. The oxygen permeability of the NCs was examined which increased remarkably by adding nanofiller due to an increase in hydrophilic volume. In the second part, the effect of glutaraldehyde (GA) as a crosslinking agent on the mechanical, thermal and chemical properties of PVA NCs was investigated. The NC films were formed by reaction between hydroxyl groups of PVA and tris(hydroxymethyl)aminomethen functionalized graphene with GA results a crosslinked network structure. In the next project, biosafe and environmentally friendly amino acid was chosen to modify the graphene surface. The functionalization was achieved by reacting the -NH 2 groups of L-histidine with the oxygenated functional groups (epoxide and carboxylate groups) of GO sheets by a simple and green procedure. Then, hydrazine monohydrate was chosen as a reducing agent to obtain R-FGO. The resultant functionalized graphene was characterized with various techniques and its thermal and electrical properties were examined. In the next step, the poly(ether sulfone) was used as matrix and new series of NCs were fabricated using reduced L-histidine functionalized graphene (R-FGO) as nanofiller through solution mixing method. For preparation of polymeric NCs, poly(ether sulfone) (PES) was sulfonated and was characterized by FT-IR, CHNS and 1 H-NMR techniques. The fabricated NCs were investigated and studied by different analytical methods like FT-IR, XRD, TGA, FE-SEM and TEM. Finally, proton conductivity of sulfonated PES and its NCs was examined and the results show that proton conductivity increased by increasing R-FGO content.
در این رساله، نانوصفحات گرافن به وسیله آمین ها عامل دار و با استفاده از تکنیک های مختلف مانند FT-IR، CHN، XRD و رامان شناسایی شده و خواص حرارتی آنها نیز مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در ادامه از گرافن عامل دار شده با آمین به عنوان پرکننده برای تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری استفاده گردید. در ابتدا از تریس(هیدروکسی متیل)آمینومتان جهت عامل دار کردن نانو صفحات گرافنی استفاده شد و با توجه به اهمیت پلیمرهای سنتزی زیست تخریب پذیر، پلی(وینیل الکل) به عنوان زمینه پلیمری مورد استفاده قرار گرفت. فیلم های نانوکامپوزیتی پلی(وینیل الکل) و گرافن عامل دار شده به وسیله تریس(هیدروکسی متیل)آمینومتان طی روش محلول و با استفاده از امواج فراصوت به وسیله روش قالب ریزی تهیه شدند. نانوکامپوزیت های تهیه شده با تکنیک‌های شناسایی مانند FT-IR، XRD، FE-SEM و TEM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. خواص حرارتی و مکانیکی نانوکامپوزیت های تهیه شده نیز مورد بررسی قرار گرفت. اطلاعات بدست آمده از TGA نشان دادند که پایداری حرارتی نانوکامپوزیت‌ها با افزایش محتوای گرافن عامل دار شده افزایش پیدا کرد. همچنین با اندازه گیری نفوذپذیری اکسیژن مشخص شد که با افزایش میزان پرکننده به زمینه ی پلیمر نفوذپذیری اکسیژن در نانوکامپوزیت ها افزایش می یابد. در قسمت بعد از گلوتار آلدهید جهت ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیره های پلی(وینیل الکل) و گرافن عامل دار شده با تریس(هیدروکسی متیل)آمینومتان استفاده شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده با تکنیک‌های شناسایی مانند FT-IR، XRD، FE-SEM و TEM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند و خواص حرارتی و مکانیکی آن ها بررسی شد. خواص مکانیکی فیلم های نانوکامپوزیتی مطالعه شد و نتایج نشان دادند که با افزایش درصد اندکی از گرافن عامل دار شده در بافت پلیمری، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های حاصل بهبود یافت. در ادامه پس از تهیه اکسید گرافن، از L-هیستیدین جهت عامل دار کردن گرافن استفاده شد و به منظور افزایش هدایت الکتریکی صفحات گرافنی، گرافن عامل دار شده احیا شد. گرافن عامل دار شده با استفاده از روش های مختلف شناسایی و خواص الکتریکی و حرارتی آن مورد بررسی قرار گرفت. سپس، به‌منظور تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری، پلی(اتر سولفون) به‌وسیله واکنش با کلروسولفونیک اسید سولفونه شده و به وسیله تکنیک های مختلف مانند FT-IR و CHNS شناسایی شد. هدف اصلی از سولفونه کردن پلیمر، تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری با قابلیت هدایت پروتون و بررسی تأثیر نانو صفحات گرافنی عامل دار شده با هیستیدین بر کارایی این سیستم بود. نانوکامپوزیت های (3 و 5 درصد وزنی) تهیه شده به وسیله تکنیک‌های شناسایی مانند FT-IR ،XRD ، FE-SEM و TEM مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. درنهایت میزان هدایت پروتون نانوکامپوزیت‌های سنتز شده در مقایسه با پلیمر تنها موردبررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد وزنی کمی پرکننده، نانوکامپوزیت های سنتز شده میزان هدایت بیشتری را از خود نشان می دهند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی