فهرست مطالب

علوم و فناوری رنگ - سال شانزدهم شماره 1 (پیاپی 59، بهار 1401)

نشریه علوم و فناوری رنگ
سال شانزدهم شماره 1 (پیاپی 59، بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علی نعمتی بابایلو*، مهرناز آزادی بویاغچی، فرهود نجفی، محسن محمدی آچاچلوئی صفحات 1-16

    روغن کمان یکی از پوشش‌‌‌های محافظ مهم در آثار هنری ایران محسوب می‌‌شود که بر اساس مکتوبات تاریخی از ترکیبی از رزین دی‌‌ترپنویید سندروس و روغن بزرک در دمای جوش به دست می‌‌آید. همواره مساله روش ساخت و دمای پخت این محصول در منابع مختلف مورد بحث بوده است. بر همین اساس هدف این مقاله بررسی دمای پخت و تغییرات شیمیایی رخ داده در محصول طی آن است تا بتوان محصولی استاندارد جهت مصرف عمومی هنرمندان سنتی تهیه کرد. بر مبنای منابع پیشین سه رزین سندروس مراکشی، کلوفان و کوپال مانیل در کنار روغن بزرک برای تهیه روغن کمان انتخاب شده و با استفاده از آزمون‌های حرارتی DSC و TG/DTA تغییرات محصول در نسبت‌‌‌های مختلف از رزین و روغن در حین حرارت مورد بررسی قرار گرفته و تغییرات رخ داده در نهایت با طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که دمای پخت محصول عمدتا وابسته به تغییرات حرارتی روغن بوده و در حدود 390- 380 درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد و واکنش‌‌‌های متیل‌زدایی، آروماتیک شدن و کربوکسیل‌زدایی برای تشکیل محصول نهایی رخ می‌دهد.

    کلیدواژگان: پوشش روغن کمان، سندروس، کلوفان، کوپال، روغن بزرک، DSC، TG، DTA، FTIR
  • ذاکر بحرینی * صفحات 17-25

    مطالعات نشان داده است که بروز رنگ‌های زرد و قرمز در برگ‌های پاییزی به ترتیب ناشی از رنگدانه‌های کاروتنویید و آنتوسیانین است. آنتوسیانین‌ها در گیاهان خاصی بسته به گونه و طبیعت آنها، در طول پیری برگ، در فصل پاییز با وجود آفتاب کافی اما کاهش دما و طول روز سنتز می‌شوند. در این پژوهش، پدیدار شدن رنگدانه قرمز فام آنتوسیانین در برگ پاییزی گیاه نادینا دامستیکا بربریداسیا مورد بررسی و آنالیز شیمیایی قرار گرفت. برگ قرمز پاییزی از گیاهان در محیط تهران جمع‌آوری، خشک و آسیاب گردید. آنگاه رنگدانه‌های موجود در آن به وسیله حلال اتانل به طور کامل استخراج شد. رنگدانه‌های کاروتنوییدی و آنتوسیانینی موجود در محلول استخراجی با استفاده از حلال هگزان نرمال از هم جدا شدند. رنگدانه غالب آنتوسیانینی مورد آزمایش‌های طیف‌سنجی نوری مریی، کروماتوگرافی لایه نازک، رنگ‌سنجی و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) قرار گرفت. نتایج بیانگر وجود ترکیبات آنتوسیانینی، شامل دلفینیدین، سیانیدین، پتونیدین، پلارگونیدین و مالویدین با مقادیر متفاوت در برگ پاییزی گیاه نادینا است که موجب فام قرمز غالب و جذاب آن شده است.

    کلیدواژگان: آنتوسیانین، رنگدانه های گیاهی، برگ های پاییزی، گیاه نادینا
  • هادی غلامیان*، احمد جاوید صفحات 27-38

    در این پژوهش به بررسی تاثیر استفاده از چرخه حرارتی بر تغییرات مقاومت به ضربه و سختی برخی پوشش های مورد استفاده در صنعت چوب و مبلمان پرداخته شده است. از گونه چوب چنار و از سه نوع پوشش آکریلیک، پلی یورتان و آلکیدی ساخت کارخانه ریف استفاده شد. همچنین از آزمون های سختی خراشی، سختی سنج آونگی، ضربه و زبری جهت بررسی خواص سطحی نمونه ها قبل و بعد از پوشش دهی و تیمار حرارتی استفاده شد. نتایج نشان داد در میان پوشش ها بیشترین میزان مقاومت در برابر سختی خراشی و سختی آونگی مربوط به پوشش آلکیدی بود. اما در نتایج آزمون ضربه و زبری سطح مشخص گردید که پوشش آکریلیکی دارای مقاومت بیشتری نسبت به سایر پوشش های پلی یورتان و آلکیدی می باشد. در اثر تنش حرارتی میزان مقاومت ها به طور کلی در تمامی پوشش ها کاهش یافت و بهترین عملکرد مربوط به پوشش آکریلیکی بود. همچنین، نتایج تحلیل آماری نشان داد اختلاف معناداری میان پوشش‌های آکریلیکی و آلکیدی مشاهده می‌شود.

    کلیدواژگان: چوب چنار، پوشش، تنش گرمایی، آلکید، پلی یورتان، آکریلیک
  • امید مرادی*، سولماز مراغه، سمیرا عرب سلمان آبادی صفحات 39-56

    در این پژوهش به منظور بررسی نقش نانوذرات در حذف آلاینده رنگزای کاتیونی سافرانین، سه جاذب زیر سنتز و مشخصه‌یابی شده است: نانو کامپوزیت اکسید گرافن با کربن فعال (GO-AC) به‌عنوان نمونه شاهد، اکسید گرافن با کربن فعال و نانو ذره هیدروکسید آلومینیم (GO-AC-Al(OH)3NPS) و اکسید گرافن با کربن فعال و نانو ذره اکسید سریم (GO-AC-CeO2NPS). مشخصه‌یابی سه نانوکامپوزیت سنتز شده به عنوان جاذب که شامل (GO-AC)، (GO-AC-Al(OH)3NPS) و (GO-AC-CeO2NPS) می‌باشد، با تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی روبشی ، آنالیز عنصری و قطر هیدرودینامیکی مشخص شد. اثر عوامل مختلف مانند pH، غلظت اولیه رنگزا، مقدار جاذب، زمان تماس و دمای آنالیت در فرآیند جذب رنگزای سافرانین بررسی شد. اکسید گرافن، کربن فعال و نانو ذره اکسید سریم و هیدروکسید آلومینیم به علت داشتن حفرات و گروه‌های عاملی متفاوت می‌توانند با تشکیل انواع برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک،  π-πو پیوندهای هیدروژنی در جذب رنگزای سافرانین موثر باشند. سازوکارهای اثرگذار بر حذف آلاینده‌ها با مدل‌های ایزوترمی فرندلیچ و لانگمویر مطالعه شد که نتایج نشان داد حذف رنگزای سافرانین از ایزوترم فرندلیچ تبعیت می‌کند و مقدار ضریب همبستگی R2 برای نانوکامپوزیت‌های (GO-AC)، (GO-AC-CeO2NPS) و (GO-AC-Al(OH)3NPS) به ترتیب 0.973، 0.986 و 0.999 به دست آمده است. بیشینه ظرفیت جذب به دست آمده برای سه کامپوزیت GO-AC، GO-AC-CeO2 NPS و GO-AC-Al(OH)3NPS به ترتیب 7.917، 9.847 و 9.197 میلی‌گرم بر گرم می‌باشد. نانوکامپوزیت‌های تهیه شده از نانو ذرات سریم اکسید و هیدروکسید آلومینیم عملکرد بالایی در حذف رنگزای سافرانین نسبت به جاذب شاهد (GO-AC) از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: حذف رنگ، سافرانین، ایزوترم، نانوکامپوزیت، اکسید گرافن، نانو ذرات اکسید سریم، نانوذرات هیدروکسید آلومینیم
  • علی اکبر دهنوخلجی * صفحات 57-67

    نانوکامپوزیت CuO/Cu2O توسط روش تخریب گرمایی مخلوطی از مس(II) استات تک آبه و پلی (وینیل الکل) و به کمک روش‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شدند. پیک‌های ظاهر شده در طیف FT-IR، و هم‌چنین در الگوی XRD، سنتز نانوکامپوزیت CuO/Cu2O را تایید می کنند. تصویر TEM نشان می‌دهد که نانوذرات کلوخه‌ای می‌باشند. نانوکامپوزیت CuO/Cu2O به عنوان یک جاذب جدید برای حذف رنگ متیل نارنجی از محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حذف رنگ نشان می‌دهند که غلظت اولیه رنگ تاثیری بر بازده حذف ندارد، و بازده حذف رنگ در محدوده 97 درصد ثابت باقی می ماند. اما با افزایش pH از 2 تا 8 مقدار حذف رنگ زیاد می‌شود، که بیشترین بازده در pH برابر 8 به دست آمد. پس از آن با افزایش pH و رسیدن به 12 حذف رنگ به حدود 11 درصد کاهش پیدا می‌کند. همچنین با افزایش مقدار جاذب از 5  به 20 میلی گرم و افزایش مدت زمان تماس از 5 به 30 دقیقه کارایی جذب رنگ به حدود 99.5 درصد افزایش پیدا کرده است.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، CuO، Cu2O، تخریب گرمایی، جاذب، حذف، متیل نارنجی
  • مهرناز بابایی شکردشت، محمدهادی گیویان راد*، پروین غربانی، زهره میرجعفری، علی مهری زاد صفحات 69-79

    در این پژوهش، نانوکامپوزیت BFO/g-C3N4 توسط روش هیدروترمال سنتز شد. خواص ساختاری نانوکامپوزیت BFO/g-C3N4 با استفاده از XRD، FTIR، FESEM،  EDXو Dot Mapping آنالیز شد. به منظور اندازه‌گیری سطح ویژه و قطرحفرات نانو کامپوزیت BFO/g-C3N4 از آنالیزBET  و BJH استفاده شد. کارایی نانوکامپوزیت BFO/g-C3N4 به عنوان کاتالیزور نوری روی تخریب کاتالیزوری نوری رنگزا قرمزکنگو تحت نور مریی ارزیابی شد. اثر فاکتورهای کلیدی شامل زمان، pH محلول، غلظت اولیه رنگزا قرمزکنگو و مقدار کاتالیزور نوری BFO/g-C3N4 بررسی شدند. نتایج نشان داد که درصد حذف رنگزا قرمزکنگو با افزایش زمان واکنش و مقدار نانوکامپوزیت BFO/g-C3N4، افزایش و با افزایش pH محلول و غلظت اولیه رنگزا قرمزکنگو، کاهش می‌یابد. بیشینه درصد حذف رنگزا قرمزکنگو در زمان واکنش 30 دقیقه،pH  محلول 2، غلظت اولیه رنگزا 10 میلی‌گرم بر لیتر، مقدار کاتالیزور نوری ml 100g/ 0.05 و شدت نورمریی 30 وات به 74.66 درصد رسید. به طور کلی نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت BFO/g-C3N4 یک کاتالیزور نوری بالقوه تحت نور مریی در حذف کاتالیزوری نوری رنگزا قرمزکنگو زیر نور مریی است.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت BFO، g-C3N4، کاتالیزور نوری، رنگزا قرمزکنگو، حذف کاتالیزوری نوری
  • مرتضی شریفی*، حمیدرضا شیبانی صفحات 81-92

    بتن یکی از مصالح شاخص و پرکاربرد در صنعت راه و ساختمان است. ساخت بتن رنگی نیز در دهه اخیر از طرح های نوین تحقیقاتی صنعت یادشده است. بتن های رنگی در سازه های شاخص شهری علاوه بر مقاومت مطلوب نسبت به بتن معمولی و دیگر مصالح در بهبود پالت رنگی شهر و غنای چشمی محیط های شهری نقش بسزایی دارد. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر رنگ دانه های معدنی بر مقاومت فشاری بتن رنگی با تاکید بر نقش بهبود پالت رنگی شهرهای معاصر است. بدین منظور نمونه هایی از بتن رنگی با 2، 4 و 6 درصد رنگ دانه و بتن معمولی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج پژوهش بیانگر درصد افزایش مقاومت نمونه های بتن رنگی نسبت به بتن معمولی به ترتیب 2.3، 4.9 و 8 درصد بوده است که این مهم بر مقاومت و استحکام بتن رنگی برای استفاده در سازه های شهری تاکید دارد.

    کلیدواژگان: بتن رنگی، رنگدانه، افزایش مقاومت، پالت رنگی شهر
|
  • Ali Nemati Babaylou*, Mehrnaz Azadi Boyaghchi, Farhood Najafi, Mohsen Mohammadi Achachlouei Pages 1-16

    "Kaman Oil" is one of the essential protective coatings of artworks in Iran, based on the old texts. It is made from diterpenoid resin and linseed oil at boiling point. This product's making method and temperature have always been discussed in various sources. Accordingly, this article aims to investigate temperature and chemical changes occurring in its production to obtain a standard product for use in traditional art. Therefore, according to the literature, three resins of Moroccan Sandarac, Colophony and Manilla Copal, and linseed oil were selected to produce "Kaman Oil." Thermal analysis of DSC and TG/DTA was used to examine changes in product properties during the heat treatment for different amounts of resin and oil. Finally, the chemical changes were studied with Fourier transform infrared spectroscopy. The result shows that the making temperature mostly depends on the oil changes and occurs between 380-390°C. Also, demethylation, aromatization, and decarboxylation reaction appeared at these temperatures to form the final product.</em>

    Keywords: Kaman Oil coating, Sandarac, Colophony, Copal, Linseed Oil, DSC, TG, DTA, FTIR
  • Zaker Bahreini* Pages 17-25

    Studies have proved that the appearance of yellow and red colors in autumn leaves results from carotenoid and anthocyanin pigments, respectively. Anthocyanins are synthesized in certain plants, depending on species composition and phenology, during leaf senescence, in the autumn season at enough sunshine but decreased temperature and day length. In this study, the accumulation of red anthocyanin pigment in Nadina domestica (berberidaceae) shrub autumn leaves was investigated. Leaves of the mentioned shrub were collected from Tehran environment, fully dried, and ground. The anthocyanins and carotenoid content of the powder were extracted using ethanol as a solvent. These pigments were separated by n-hexane solvent. Anthocyanin components were characterized by the following methods UV-visible spectrophotometry, thin-layer chromatography (TLC), colorimetry parameters (CIE LAB), and high-performance liquid chromatography (HPLC). The results showed that anthocyanin compounds, including Cyanidin, Delphinidin, Petunidin, Plargonidin, and Malvinidin, are the major and attractive red color anthocyanins of the leaves extract.

    Keywords: Anthocyanin, plant pigments, autumn leaves, Nadina shrub
  • Hadi Gholamiyan*, Ahmad Javid Pages 27-38

    This study investigates the effects of the thermal cycles on changes in impact resistance and hardness of some coatings used in the wood and furniture industries. Platanus wood species and three types of acrylic, polyurethane, and alkyd coatings made by the Reef factory were used. Also, scratch hardness, pendulum hardness, impact, and roughness tests were used to evaluate the surface properties of the samples before and after coating and thermal stresses. The results showed that the highest resistance to scratch hardness and pendulum hardness among the coatings were related to alkyd coatings. However, in the impact and surface roughness tests, it was found that Acrylic coating has more resistance than other polyurethane and alkyd coatings. Due to thermal stresses, the resistance generally decreased in all coatings, and the best performance was obtained with Acrylic coating. Also, the statistical analysis results showed a significant difference between Acrylic and alkyd coatings.

    Keywords: Plane Wood, coating, thermal stresses, Alkyd, Polyurethane, Acrylic
  • Omid Moradi *, Solmaz Maraghe, Samira Arab-Salmanabadi Pages 39-56

    In this research, the following three adsorbents were synthesized and characterized to investigate the role of nanoparticles in the removal of the cationic dye safranin: a nanocomposite of graphene oxide-activated carbon (GO-AC) as a blank sample, graphene oxide-activated carbon-aluminum hydroxide nanoparticle (GO-AC-Al(OH)3 NPS) and graphene oxide-activated carbon-cerium oxide nanoparticles (GO-AC-CeO2 NPS). The synthesized nanomaterials were identified and characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), dynamic light scattering (DLS), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The effect of various parameters such as pH, initial dye concentration, adsorbent amount, contact time, and temperature in the safranin dye adsorption process was investigated. The used nanoparticles have a high surface area, good mechanical strength, and different functional groups. Graphene oxide, activated carbon, nanoparticles of cerium oxide, and aluminum hydroxide can be effective in the adsorption of safranin dye by forming various electrostatic interactions, π-π, and hydrogen bonds due to their different cavities and functional groups. Mechanisms affecting the removal of contaminants were studied with the Freundlich and Langmuir isotherm models. The results showed that the removal of safranin dye followed the Freundlich isotherm, and the value of the R2 correlation coefficient for oxide graphene /activated carbon, oxide graphene/activated carbon/cerium oxide, and oxide graphene /activated carbon/aluminum hydroxide were obtained 0.973, 0.986 and 0.9994, respectively. The synthesized nanocomposites from cerium oxide and aluminum hydroxide nanoparticles showed good performance in removing safranin dye as compared to the blank sample (GO-AC).

    Keywords: Dye removal, Safranin, Isotherm, Nanocomposite, graphene oxide, Cerium oxide nanoparticles, Aluminum hydroxide nanoparticles
  • Aliakbar Dehno Khalaji* Pages 57-67

    Thermal decomposition of copper (II) acetate monohydrate and polyvinyl alcohol results in CuO/Cu2O nanocomposite synthesis. It was characterized by FT-IR, XRD, and TEM techniques. The peaks appeared in the FT-IR spectrum and the XRD pattern, confirming the CuO/Cu2O nanocomposite preparation. The TEM image shows that the particles are agglomerated. The CuO/Cu2O nanocomposite was used as a new adsorbent to remove methyl orange dye from the aqueous solution. The results of the dye removal study show that initial dye concentration has no effect on the removal percentage, and the dye removal percentage was constant at about 97%. However, dye removal increased with an increase in pH from 2 to 8, with the highest yield occurring at pH equal to 8. After increasing the pH and reaching 12, the removal percentage has been reduced. The dye removal efficiency increases to 99.5% by increasing the amount of adsorbent from 5 to 20 mg and by increasing the contact time from 5 to 30 minutes.

    Keywords: Nanocomposite, CuO, Cu2O, Thermal decomposition, Adsorbent, Adsorption, Methyl Orange
  • Mehrnaz Babaei Shekardasht, Mohammad Hadi Givianrad*, Parvin Gharbani, Zohreh Mirjafary, Ali Mehrizad Pages 69-79

    In this research, BFO/g-C3N4 nanocomposite was prepared via the hydrothermal method and was analyzed by FTIR, XRD, FESEM, Dot mapping, and EDS. BET and BJH techniques were used to determine the specific surface area and pore size of BFO/g-C3N4 nanocomposite. The efficiency of BFO/g-C3N4 nanocomposite as a photocatalyst was evaluated on photocatalytic degradation of Congo Red dye under visible light irradiation. The effect of key factors, i.e., time, pH of the solution, initial Congo Red concentration, and BFO/g-C3N4 dosage, was studied on photocatalytic degradation of Congo Red dye. Results revealed that degradation of Congo red is increased by increasing time and BFO/g-C3N4 dosage and is decreased by increasing Congo Red concentration and pH. The maximum removal percentage of Congo red reached 74.66% at 40 min, pH=2, initial dye concentration of 10 mg/L, photocatalyst dosage of 0.05 g/100mL under 30 w visible light. It can be deduced that BFO/g-C3N4 nanocomposite act as an effective photocatalyst for removing Congo red from aqueous solutions when exposed to visible light.

    Keywords: BFO, g-C3N4 nanocomposite, photocatalyst, Congo red dye, Photocatalytic removal
  • Morteza Sharifi *, hamidreza sheibani Pages 81-92

    In the civil engineering industry, concrete is a material that is widely used and highly significant. </em>The production of colored concrete has also been considered in recent decades as one of the emergent research projects in the desired industry. Using colored concretes in prominent urban structures, besides adding the desired resistance to usual concrete and other materials, play an important role in improving the urban`s color palette and the visual richness of urban environments. This study aims to investigate the effect of mineral pigments on the compressive strength of colored concrete by focusing on the role of the improved color palette in current cities of Iran. For this purpose, the samples of colored concrete with 2, 4, and 6% pigments compared to ordinary concrete were tested. The research results showed that the percentage increase in the strength of colored pigmentation of concrete samples compared to the usual concrete was 2.3%, 4.9%, and 8%, respectively, which emphasizes the strength and rigidity of colored concrete to be used in urban structures.</em>

    Keywords: Colored concrete, pigment, increasing strength, Colorful city palette