بررسي عوامل مؤثر بر ساخت كامپوزيت هيدروژلي اكسيدگرافن-PVA

كارشناسي ارشد

هيدروژل¬ها خواص منحصر¬به¬فرد و ويژه¬اي دارند. اين مواد، به صورت تك¬جزئي و يا چندجزئي در كاربردهاي مختلف استفاده مي¬شوند. در اين پژوهش، مشخصه¬هاي ساخت كامپوزيت هيدروژلي دوجزئي اكسيدگرافن (graphene oxide, GO)-پلي¬وينيل¬الكل (polyvinyl alcohol, PVA) با هدف دستيابي به هيدروژلي متخلخل از نوع تخلخل¬هاي باز، داراي خواص مكانيكي مناسب و قابليت جذب آلاينده¬هاي آب به كمك روش انجماد-ذوب بررسي شده¬است. فرآيند انجماد-ذوب مشتمل بر چرخه¬هاي متغير انجماد و ذوب، پس از انحلال است كه منجر به تغيير خواص هيدروژل مي¬شود. همچنين، در ادامه¬ براي بهبود خواص جذب، اجزاء ديگري از جمله آلوئه¬ورا، پوست موز و پلي¬اتيلن¬گليكول به كامپوزيت اضافه شد. ميزان تورم، تخلخل، چگالي و درصد ژلي هيدروژل¬ها بررسي شد و از آناليزهاي طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)، طيف‌سنجي فرابنفش-مرئي (Ultraviolet-Visible Spectroscopy, UV-Vis)، طيف‌سنجي جذب اتمي (Atomic Absorption Spectroscopy, AAS) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (Scanning Electron Microscope, SEM) به ترتيب براي مطالعات پيوندي، جذب آلاينده¬ها و ريزساختاري استفاده شد. با استفاده از PVA به عنوان جزء بسپاري هيدروژل، GO و حلال آب، كامپوزيت بهينه¬¬اي از PVA/GO با بيشينه تورم 2735%، تخلخل 94%، درصد ژلي 83% و بازدهي جذب رنگدانه¬ي آلي متيلن¬بلو 6/99% تهيه شد كه داراي چگالي g/cm3 01/0 ± 39/0 بود. اين نمونه¬ي بهينه حاوي wt.% 5 پلي¬وينيل¬الكل و wt.% 2 اكسيدگرافن با زمان انجماد h 6، زمان ذوب h 4 و قرارگيري تحت پنج چرخه انجماد-ذوب بود. از طرفي، با توجه به نتايج آناليز استحكام فشاري، نمونه¬ي حاوي wt.% 5 پلي¬وينيل¬الكل و wt.% 1 اكسيدگرافن، با زمان انجماد h 6، زمان ذوب h 4 و قرارگيري تحت پنج چرخه انجماد-ذوب، با استحكام فشاري MPa 1/0 ± 6/1، به عنوان بهينه¬ از نظر استحكام در نظر گرفته‌شد. در نهايت، بررسي نتايج افزودن آلوئه¬ورا، پوست موز و پلي‌اتيلن‌گليكول نشان داد كه كامپوزيت سه¬جزئي حاوي آلوئه¬ورا و پوست موز، امكان جذب فلزات سنگيني چون سرب را به ترتيب با بازدهي 64% و 56% فراهم مي¬كنند.

195774

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد گرايش سراميك

دكتر حسين سرپولكي، دكتر هاجر قنبري