فهرست مطالب

علوم و فناوری رنگ - سال چهاردهم شماره 4 (پیاپی 54، زمستان 1399)

نشریه علوم و فناوری رنگ
سال چهاردهم شماره 4 (پیاپی 54، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/29
  • تعداد عناوین: 7
|
  • م. هنرمند*، م. گل محمدی، ج. حافظی بختیاری صفحات 247-254

    در این تحقیق، از عصاره آویشن برای سنتز سبز نانوذرات اکسید قلع بر روی بستر بنتونیت (SnO2 NPs@bent) استفاده شد. عصاره آبی آویشن به عنوان یک عامل کاهنده موثر و پایدار کننده سبز در این روش سنتزی ایفای نقش کرد.  SnO2 NPs@bent توسط روش های مختلف همچون طیف سنجیفوریهزیرقرمز (FTIR)،پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) مورد شناسایی قرار گرفت. پس از اطمینان از سنتز موفقیت آمیز SnO2 NPs@bent، فعالیت کاتالیزوری نوری آن برای تخریب ماده رنگزای آلی اریوکروم بلک T در معرض نور مستقیم خورشید مورد بررسی قرار گرفت. این کاتالیزور جدید، فعالیت کاتالیزوری خوبی از خود به نمایش گذاشت، به طوری که پیک مشخصه اریوکروم بلک T در طیف UVبا گذشت زمان کاهش یافت تا اینکه پس از گذشت 5 ساعت به طور کامل ناپدید شد.در این تحقیق نه در مرحله سنتز کاتالیزور و نه در مرحله تخریب ماده رنگزای آلی از هیچ ماده شیمیایی و حلال سمی استفاده نشد و تمام شرایط سبز و ایمن بود.

    کلیدواژگان: نانوذرات SnO2، بنتونیت، آویشن، ماده رنگزای آلی
  • م. ر. یارندپور، ا. رشیدی*، ر. خواجوی، ن. اصلاحی، م.ا. یزدان شناس صفحات 255-271
    در این پژوهش، نانوالیاف پوسته - هسته پلی اکریلیک اسید (PAA) / دکستران - پلی آنیلین با ترکیب روش های الکتروریسی و پلیمراسیون درجا تهیه شده و قابلیت جذب فلز سنگین این نانو الیاف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که پلی اکریلیک اسید و دکستران کاملا به روش عملیات حرارتی که منجربه انجام واکنش استری می شود، شبکه ای می شوند. پلی آنیلین با ساختار پوسته مانند بر روی سطح نانوالیاف قرار گرفته و موجب تشکیل نانوالیافی متخلخل با ناحیه سطح زیاد می شود. میزان تخلخل موجود بر روی سطح نانوالیاف با حذف نانوذرات کربنات کلسیم در طول فرآیند پلیمراسیون افزایش یافته است. بررسی متغیرهای موثر بر فرآیند جذب نشان داد که بازده جذب از محیط با افزایش مقدار جاذب افزایش یافته و به تدریج به مقدار ثابتی می رسد. با افزایش غلظت فلز سرب مقدار درصد حذف کاهش می یابد و میزان فلز سرب حذف شده در مقادیر مختلف pH  متفاوت است. نانوالیاف HT-PAA/dextran ظرفیت جذب نسبتا بالای را برای سرب نشان داده است که بعد از پلیمریزاسیون آنیلین بر روی سطح نانوالیاف به 951.1 میلی گرم بر گرم افزایش یافته است. بیشینه ظرفیت جذب 1111.11 میلی گرم بر گرم برای جذب فلز سرب توسط نانوالیاف سنتزی به دست آمد. رفتار جذبی نانوالیاف سنتزی از ایزوترم لانگمیور و سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی کرد.
    کلیدواژگان: پلی اکریلیک اسید، دکستران، پلی آنیلین، سینتیک جذب، ایزوترم جذب، پلیمراسیون درجا
  • ز. توکلی، س. عربشاهی دلویی* صفحات 273-280

    گیاه تاج خروس با نام علمی Amaranthus celosia cristata از خانواده  Amaranthaceae دارای ماده رنگزای بتالایین از نوع بتاسیانین ها می باشد. در این تحقیق، پس از عصاره گیری نمونه های برگ تاج خروس با دو حلال (متانل-آب اسیدی شده و غیر اسیدی) و نیز دو روش (آبگیری و استخراج جامد-مایع)، پایداری عصاره انتخاب شده تحت شرایط مختلف مانند pH،دما، نور و تاریکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اثرpH  بر پایداری عصاره استخراج شده نشان داد که بیشترین جذب (پایداری) مربوط به 5pH= و کمترین آن مربوط به 8=pH است. با افزایش دمااز 4 تا 60 درجه سانتی گراد، میزان پایداری عصاره به طور معناداری کاهش یافت و افزایش زمان انکوبه کردن عصاره در هر دما (بجز 4 درجه سانتی گراد) نیز سبب کاهش معنی دار در پایداری عصاره گردید (0.05<p).نگهداری عصاره در شرایط نوری مختلف (تاریکی، نور مریی و پرتو فرابنفش) برای مدت زمان های متفاوت نشان داد که بیشترین پایداری مربوط به شرایط تاریکی بود و افزایش زمان نگهداری سبب کاهش پایداری عصاره در هر حالت گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که عصاره استخراج شده در دماهای پایین تر از 25 درجه سانتی گراد، در pH=5 و در تاریکی از پایداری بیشتری برخوردار می باشد. این ماده رنگزای طبیعی را می توان به عنوان رنگ دهنده در فرآورده هایی مثل بستنی،شربت های یخ، ماست و نیز برای رنگ بخشیدن به راحت الحلقوم ها، پوشش شیرینی ها و کرم های وسط شیرینی به کاربرد.

    کلیدواژگان: تاج خروس، ماده رنگزای خوراکی، پایداری، pH، دما، استخراج
  • س. رفیعی* صفحات 281-294
    در دهه اخیر نانوالیاف کربن به علت ویژگی هایی همچون مساحت سطح و نسبت طول به قطر زیاد، به عنوان جاذبی موثر در حذف آلاینده های آب و پساب، مورد توجه قرار گرفته است. افزایش تخلخل سطحی و مساحت سطح ویژه نانو الیاف کربن به وسیله روش های فعال سازی فیزیکی و شیمیایی، سبب بالا رفتن بازده آنها در حذف آلاینده ها شده است. در این تحقیق، نانو الیاف کربن فعال در چهار مرحله الکتروریسی محلول پلی اکریلو نیتریل در دی متیل فرمامید به عنوان پیش ماده، پایدارسازی نانوالیاف الکتروریسی شده، کربن دار کردن و فعال سازی فیزیکی نانوالیاف تولید شد. در هر یک از مراحل تولید، با تغییر عوامل موثر بر فرآیند و بررسی محصول نهایی با آزمون های DSC ، FTIR، XRD،SEM  وBET، شرایط بهینه تولید برای رسیدن به بیشترین بازده پایدارسازی، کربن دار کردن و فعال سازی تعیین شد. در نهایت نانو الیاف کربن فعال تولید شده به عنوان جاذب در تصفیه پساب رنگی، موفق به جذبی 37-20% بیشتر از سایر جاذب معمول مانند کیتین و کربن فعال شد.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، نانوالیاف کربن، فعال سازی، تخلخل، جاذب، پساب رنگی
  • ح. قاسم زاده محمدی*، ا. کشتکار وناشی، م. تقی پور زیارتگاه، م. پیرقلی صفحات 295-310
    در این مطالعه، هیدروژل های نانوچند سازه بر پایه ژلاتین و نانوذرات اکسید نیکل با استفاده از تک پارهای آکریل آمید (AAm) و 2-آکریل آمیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید (AMPS) از طریق پلیمری شدن رادیکالی با استفاده از پرسولفات آمونیم به عنوان آغازگر و متیلن بیس آکریل آمید به عنوان شبکه ساز، تهیه شدند. ساختار هیدروژل های نانوچند سازه به وسیله طیف سنجی زیر قرمز (FT-IR)، تجزیه وزن سنجی حرارتی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی (TEM) شناسایی شد. جذب ماده رنگزای بنفش بلوری به عنوان نمونه ای از مواد رنگزای کاتیونی با تغییر عوامل مختلف مانند زمان تماس، دما، pH و غلظت اولیه ماده رنگزا بررسی شد. در شرایط بهینه، بیشترین مقدار جذب ماده رنگزا از محلول های آبی در غلظت های پایین (ppm10) حدود 97.5 درصد و در غلظت های بالا (ppm700) حدود 99.5 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که این هیدروژل ها می توانند به عنوان جاذب هایی کارآمد برای حذف مواد رنگزای کاتیونی از محلول های آبی به کار روند. همچنین فرآیند جذب ماده رنگزا از الگوی جذب لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی می کند.
    کلیدواژگان: آکریل آمید، هیدروژل نانوچندسازه، ژلاتین، ماده رنگزای بنفش بلوری، جذب ماده رنگزا
  • م. جانقوری*، ز. قاسمی، س. دلگشایی صفحات 311-318

    در این تحقیق سهترکیب ایمیدازولی برای استفاده به عنوان مواد فلورسنت در دیود های نور گسیل آلی سنتز شده اند. در ادامه دیود نورگسیل آلی (OLED) چند لایه و تک لایه با استفاده از این ترکیبات ساخته شد. دیود ساخته شده از ترکیب تیوفن دار، بازدهی بالاتری نسبت به بقیه ترکیبات نشان داد.همچنین در طیف الکترولومینسانس ترکیب دارای حلقه فنیل پدیده نادر الکتروپلیکس رخ داد. نتایج نشان می دهد که گروه عاملی نقش مهمی در تنطیم رنگ دارد. در ادامه اثر ضخامت های 150، 100 و 90 نانومتر ترکیب دارای حلقه تیوفن بر روی تحرک پذیری با استفاده از روش رفتار بار فضایی محدود شده جریان (SCLC) مورد مطالعه قرار گرفت. بیشترین تحرک پذیری در ضخامت بهینه 90 نانومتر حاصل شد.

    کلیدواژگان: دیود نور گسیل آلی، تحرک پذیری، رفتار بار فضایی محدود شده جریان، ترکیب ایمیدازولی
  • خ. دیده بان*، ح. کاظمی، ه. عادلخانی صفحات 319-327
    در این پژوهش، فیلم نانوکامپوزیت پلی ارتو آمینوفنل/ نانوذرات اکسیدآهن ده درصد وزنی (PoAP/Fe3O4) به روش شیمیایی سنتز و تهیه شده است، سپس مخلوط پلیمری با پلیمرهای دیگر نظیر پلی وینیل الکل (PVA)، پلی وینیل پیرولیدون (PVP)، پلی وینیل استات (PVAc)، پلی آکریلات خالص (PA)، پلی آکریلات استایرن (PAS) در حلال-N متیل پیرولیدون تهیه شد. نتایج نشان داد که رفتار مقاومت خوردگی نانو کامپوزیت بستگی به بستر پلیمری افزوده شده دارد، به طوری که بهترین حفاظت زمانی به دست می آید که از پلی آکریلات خالص استفاده شده است. نانوکامپوزیت  PoAP/Fe3O4با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی زیر قرمز  (FT-IR)و پراش پرتو ایکس (XRD) برای تعیین ساختار و ریخت شناسی و مغناطیس سنج (VSM) برای تعیین خواص مغناطیسی مشخصه یابی و شناسایی شد. مقدار حفاظت از خوردگی پوشش ها روی فلز فولاد زنگ نزن 304 در محلول 3.5 % وزنی کلرید سدیم به روش الکتروشیمیایی در دمای محیط ارزیابی شد. آزمون خوردگی با دستگاه پتانسیواستات-گالوانواستات و با سه الکترود انجام گرفت.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پوشش دهی، پلیمر رسانا، خوردگی
|
  • M. Honarmand *, M. Golmohammadi, J. Hafezi Bakhtiari Pages 247-254

    In this study, thyme extract was used for green synthesis of tin oxide nanoparticles on bentonite (SnO2 NPs@bent). The aqueous extract of thyme was applied as an effective reducing agent and a green stabilizer in this synthetic approach. SnO2 NPs@bent was characterized by various methods such as infrared Fourier spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy diffraction spectroscopy (EDS). After the assurance of the successful synthesis of tin oxide nanoparticles on bentonite, its photocatalytic activity was investigated for the degradation of the organic dye of eriochrome black T, under direct sunlight. The new catalyst exhibited a good catalytic activity, so that the related peak to the eriochrome black T in the UV spectrum decreased over time, until it disappeared completely after 5 hours. In this study, no chemicals or toxic solvents were used, neither in stage of the catalyst production nor in stage of the organic dye degradation, and all conditions were green and safe.

    Keywords: SnO2 Nanoparticles, Bentonite, Thyme, Organic dye
  • M.R. Yarandpour, A. Rashidi *, R. Khajavi, N. Eslahi, M. E. Yazdanshenas Pages 255-271
    In this paper, mesoporous PAA/dextran-polyaniline core-shell nanofibers were prepared with the combination of electrospinning and in-situ polymerization methods and their heavy metal adsorption ability was investigated. The result showed that PAA and dextran can be fully crosslinked through the esterification reaction via a heat-treatment method. Polyaniline with flake-like structure was deposited on the nanofiber surface resulted in high surface area and mesoporous structure of nanofibers. The number of pores was increased by removing the calcium carbonate nanoparticles incorporated on the nanofiber surface during the polymerization process. Investigation of the variables affecting the adsorption process showed that the adsorption efficiency increased with increasing adsorbent and gradually reached a constant value. As the concentration of lead metal decreased, the percentage of removal decreased and the amount of removed metal varied at different pH values. HT-PAA / dextran nanofibers showed relatively high adsorption capacity for Pb, which increased to 951.1 mg / g after aniline polymerization on the surface of the nanofibers. The synthesized nanofibers showed a high maximum adsorption capacity of 1111.11 mg/g for Pb obtained from the Langmuir isotherm model.
    Keywords: Polyacrylic acid, dextran, Polyaniline, Adsorption Kinetic, Adsorption Isotherm, In-situ Polymerization
  • Z. Tavakoli, S. Arabshahi Delouee * Pages 273-280

    Amaranth scientifically named Amaranthus celosia cristata belonged to Amaranthaceae is one of the plants which contains betalain pigments. In this study, after extraction of Amaranthus leaves by two solvents (methanol-water acidified and non-acidified) and two methods (dehydration and solid-liquid extraction), the stability of the selected extract was investigated under various conditions such as pH, temperature, light and darkness. The results of pH effect on extract stability showed that the highest adsorption was related to pH=5 and the lowest to pH=8. With increasing temperature (4 to 60°C), the extract stability decreased significantly. Moreover, increasing the incubation time of the extract at any temperature (except 4°C) caused a significant reduction in the stability of the extract (p <0.05). Storage of the extract in different light conditions (darkness, visible light and ultraviolet) for different periods of time showed that the highest stability was related to the dark conditions and increasing the storage time reduced the stability of the extract in each case. The results showed that the extract was more stable at temperatures below 25 °C, pH=5 and darkness. This natural colorant can be used in food products such as ice cream, ice syrup, yogurt, and in the coloring of easily-swallowed candy, sweets, and mid-cream.

    Keywords: Amaranthus celosia cristata, Food colorant, Stability, pH, temperature, Extraction
  • S. Rafiei * Pages 281-294
    In the last decade, carbon nanofibers have been considered as an effective adsorbent in the removal of water and wastewater pollutants due to their specific properties such as high surface area and length to diameter ratio. Increasing the surface porosity and surface area of special carbon nanofibers by physical and chemical activation methods have increased their efficiency in removing pollutants. In this study, the activated carbon nanofibers were produced in four steps of electrospinning of polyacrylonitrile solution in dimethylformamide as precursor, followed by stabilization, carbonization and physical activation of electrospun nanofibers. At each stage of production, by changing the parameters affecting the process and analyzing the final product with DSC, FTIR, XRD, SEM and BET tests, optimum production conditions were determined to achieve maximum stabilization, carbonization and activation efficiency. Finally, produced activated carbon nanofibers applied as an adsorbent in removal treatment dye solution and were able to absorb 20-37% more than other conventional adsorbents such as chitin and activated carbon.
    Keywords: Electrospinning, Carbon nanofibers, Activation, porosity, Adsorbent, Dye wastewater
  • H. Ghasemzadeh Mohammadi *, A. Keshtkar Vanashi, M. Taghipour Ziaratgah, M. Pirgholi Pages 295-310
    In this study, a nanocomposite hydrogel was synthesized based on gelatin and nickel oxide nanoparticles using acrylamide (AAm) and 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) by radical polymerization method. The reaction was performed in the presence of ammonium presulfate as an initiator and methylene bis acrylamide as a crosslinker. The structure of nanocomposite hydrogels were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermal gravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Crystal violet was selected as a template for cationic dyes. The adsorption was optimized by changing various parameters such as contact time, temperature, pH, and initial concentration of dye. In optimal conditions, the maximum amount of dye adsorption from aqueous solutions at low concentrations (10 ppm) was approximately 97.5%, and at high concentrations (700 ppm) was about 99.5%. The results of this study showed that the hydrogels can be applied as efficient absorbent for the removal of cationic dyes from aqueous solutions. The adsorption process follows Langmuir isotherm model and pseudo second order kinetic.
    Keywords: Acrylamide, nanocomposite hydrogels, gelatin, Crystal Violet, Dye adsorption
  • M. Janghouri *, Z. Ghasemi, S. Delgoshaei Pages 311-318

    In this work, three imidazole compounds were synthesized as fluorescent materials for organic light-emitting diodes (OLEDs). In the step, single and multi-layers OLEDs using imidazole compounds have been fabricated.  The highest luminous efficiency was observed with the compound (1). Diode fabricated with thiophene increased efficiency with respect to other compounds. Also, in the electroluminescence spectrum of the phenyl ring, electroplex emission was achieved. The results show that the color of devices depends on functional groups. The effect of various thicknesses (90,100 and 150 nm) on the electron mobility of devices with space-charge-limited current (SCLC) method was investigated. The highest mobility at the optimum thickness of 90 nm was achieved.

    Keywords: Organic light-emitting diodes, mobility, space-charge-limited current, imidazole compounds
  • Kh. Didehban *, H. Kazemi, H. Adelkhani Pages 319-327
    In this study, a 10% w/w PolyorthoAminophenol/Ferric oxide nanoparticle (PoAP / Fe3O4) nanocomposite film was chemically prepared, then a polymer mixture with other polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrolidone (PVP), polyvinylacetate (PVAc), pure polyacrylate (PA) and polyacrylate/styrene (PAS)  was prepared in N-methylpyrrolidone solvent. The results showed that the corrosion resistance behavior of the nanocomposite depends on the added polymer matrix, so that the best protection is obtained when pure polyacrylate is used PoAP / Fe3O4 nanocomposite is characterized by the use of scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD) to determine the structure and morphology and magnetometry (VSM) to determine magnetic properties. Corrosion protection of coatings on stainless steel 304 metal in 3.5% sodium chloride solution was evaluated by electrochemical methods at ambient temperature. Corrosion test was performed with potentiostat-galvanostat apparatus with three electrodes.
    Keywords: Nanocomposite, coating, Conductive polymer, corrosion