تولید نانوذره های اکسید فلزی عامل دار با خاصیت ابرآب‌گریزی به وسیله ی اصلاح شیمی سطح باN -تری اتوکسی سایلیل پروپیل اولئامید

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوذره های روی اکسید، تیتانیم دی‌اکسید و بوهمیت از طریق اصلاح شیمی سطح با ترکیب­های آلی به نانو ساختارهای ابر آب‌گریز تبدیل شدند. ایجاد گروه‌های عاملی جدید از طریق واکنش با اولئیک اسید به‌تنهایی نتیجه­ های رضایت بخشی نشان نمی‌دهد درنتیجه در این مطالعه روغن اولئیک اسید به ترکیب­ های فعال‌تری تبدیل شد. سپس بر روی سطح نانوذره ­های آرایش داده شد. در این پژوهش معرف آب‌گریز کننده
N-تری اتوکسی سایلیل پروپیل اولئامید (N-TESPO) با استفاده از اصلاح شیمایی اولئیک اسید سنتز شد که به آسانی می­تواند انواع نانوذره­ های اکسیدی را عامل ­دار و ابر آب‌گریز کند. این معرف در یک واکنش دو مرحله‌ای از اولئیک اسید به دست می‌آید. به‌منظور شناسایی ویژگی­ های نانوذره­های ابر آب‌گریز سنتز شده توسط روش اصلاح شیمی سطح، از تست زاویه تماس آب ،SEM  و FT-IR استفاده شد. نتیجه­ ها نشان داد که زاویه تماس سطح پوشانده شده با نانوذره ­های اصلاح‌شده روی اکسید ، تیتانیم دی‌اکسید و بوهمیت به ترتیب 158 و 163 و 161 درجه است که نشان‌دهنده‌ی خاصیت ابر آب‌گریزی این نانوذره­ها می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ensikat H.J., Ditsche-Kuru P., Neinhuis C., Barthlott W., Superhydrophobicity in Perfection: The Outstanding Properties of the Lotus Leaf, Beilstein Journal of Nanotechnology, 2: 152-161 (2011).

[2] Darmanin T., Guittard F., Recent Advances in the Potential Applications of Bioinspired Superhydrophobic Materials, Journal of Materials Chemistry A, 2: 16319-16359(2014).

[3] Wisdom K.M., Watson J.A., Qu X., Liu F., Watson G.S., Chen C.-H., Self-Cleaning of Superhydrophobic Surfaces by Self-Propelled Jumping Condensate, Proceedings of the National Academy of Sciences, 110: 7992-7997 (2013).

[4] Shi F., Chen X., Wang L., Niu J., Yu J., Wang Z., Zhang X., Roselike Microstructures Formed by Direct in Situ Hydrothermal Synthesis: From Superhydrophilicity to Superhydrophobicity, Chemistry of Materials, 17: 6177-6180 (2005).

[5] Nakajima A., Koizumi S.-i., Watanabe T., Hashimoto K., Photoinduced Amphiphilic Surface on Polycrystalline Anatase TiO2 Thin Films, Langmuir, 16: 7048-7050 (2000).

[6] Shang H., Wang Y., Limmer S., Chou T., Takahashi K., Cao G., Optically Transparent Superhydrophobic Silica-Based Films, Thin Solid Films, 472: 37-43 (2005).

[7] Wu X., Shi G., Fabrication of a Lotus-Like Micro–Nanoscale Binary Structured Surface and Wettability Modulation From Superhydrophilic to Superhydrophobic, Nanotechnology, 16: 2056 (2005).

[8] Hozumi A., Takai O., Preparation of Ultra Water-Repellent Films by Microwave Plasma-Enhanced CVD, Thin Solid Films, 303: 222-225 (1997).

[9] Tavana H., Amirfazli A., Neumann A., Fabrication of Superhydrophobic Surfaces of n-Hexatriacontane, Langmuir, 22: 5556-5559 (2006).

[10] Yabu H., Shimomura M., Single-Step Fabrication of Transparent Superhydrophobic Porous Polymer Films, Chemistry of Materials, 17: 5231-5234(2005).

[11] Yoshida N., Abe Y., Shigeta H., Takami K., Osaki H., Watanabe T., Hashimoto K., Nakajima A., Preparation and Water Droplet Sliding Properties of Transparent Hydrophobic Polymer Coating by Molecular Design for Self-Organization, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 31: 195-199 (2004).

[12] Nakajima A., Abe K., Hashimoto K., Watanabe T., Preparation of Hard Super-Hydrophobic Films with Visible Light Transmission, Thin Solid Films, 376: 140-143 (2000).

[13] Shang H., Wang Y., Takahashi K., Cao G., Li D., Xia Y., Nanostructured Superhydrophobic Surfaces, Journal of Materials Science, 40: 3587-3591(2005).

[14] Bravo J., Zhai L., Wu Z., Cohen R.E., Rubner M.F., Transparent Superhydrophobic Films Based on Silica Nanoparticles, Langmuir, 23: 7293-7298 (2007).

[15] Nosonovsky M., Bhushan B., Roughness-Induced Superhydrophobicity: A Way to Design Non-Adhesive Surfaces, Journal of Physics: Condensed Matter, 20: 225009 (2008).

[16] Bhushan B., Koch K., Jung Y.C., Biomimetic Hierarchical Structure for Self-Cleaning, Applied Physics Letters, 93: 093101 (2008).

[17] Hsieh C.-T., Chen W.-Y., Wu F.-L., Shen Y.-S., Fabrication and Superhydrophobic Behavior of Fluorinated Silica Nanosphere Arrays, Journal of Adhesion Science and Technology, 22: 265-275 (2008).

[18] Taurino R., Fabbri E., Messori M., Pilati F., Pospiech D., Synytska A., Facile Preparation of Superhydrophobic Coatings by Sol–Gel Processes, Journal of Colloid and Interface Science, 325: 149-156 (2008).

[19] Alivisatos A.P., Johnsson K.P., Peng X., Wilson T.E., Loweth C.J., Bruchez M.P., Schultz P.G., Organization of' Nanocrystal Molecules' Using DNA, Nature, 382.6592: 609-611 (1996).

[20] Jensen P., Growth of Nanostructures by Cluster Deposition: Experiments and Simple Models, Reviews of Modern Physics, 71: 1695 (1999).

[21] Xia Y., Yang P., Sun Y., Wu Y., Mayers B., Gates B., Yin Y., Kim F., Yan H., One-Dimensional Nanostructures: Synthesis, Characterization, and Applications, Advanced Materials, 15: 353-389 (2003).

[22] Cheng F., Sajedin S.M., Kelly S.M., Lee A.F., Kornherr A., UV-Stable Paper Coated with APTES-Modified P25 TiO2 Nanoparticles, Carbohydrate Polymers, 114: 246-252 (2014).

[23] Zhao J., Milanova M., Warmoeskerken M.M., Dutschk V., Surface Modification of TiO2 Nanoparticles with Silane Coupling Agents, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 413: 273-279 (2012).

[24] Derakhshan A.A., Rajabi L., Review on Applications of Carboxylate–Alumoxane Nanostructures, Powder Technology, 226: 117-129 (2012).

[25] Guo L., Yang S., Yang C., Yu P., Wang J., Ge W., Wong G.K., Highly Monodisperse Polymer-Capped ZnO Nanoparticles: Preparation and Optical Properties, Applied Physics Letters, 76: 2901-2903 (2000).

[26] Meulenkamp E.A., Synthesis and Growth of ZnO Nanoparticles, The Journal of Physical Chemistry B, 102: 5566-5572 (1998).

[27] Yanagisawa K., Gushi D., Onda A., Kajiyoshi K., Hydrothermal Synthesis of Boehmite Plate Crystals, Journal of the Ceramic Society of Japan, 115: 894-897 (2007).

[28] Rostami A., Sharifnia S., Fabrication of Robust and Durable Superhydrophobic Fiberglass Fabrics for Oil–Water Separation Based on Self-Assembly of Novel N-TESPO and N-TESPS Reagents, Journal of Materials Chemistry A, 5.2: 680-688 (2017).

[29] Wang L., Yang S., Wang J., Wang C., Chen L., Fabrication of Superhydrophobic TPU Film for Oil–Water Separation Based on Electrospinning Route, Materials Letters, 65(5): 869-872 (2011).

[30] Rajabi L., Derakhshan A., Room Temperature Synthesis of Boehmite and Crystallization of Nanoparticles: Effect of Concentration and Ultrasound, Science of Advanced Materials, 2: 163-172 (2010).