عنوان پایان‌نامه
تهیه کامپوزیت معدنی از مواد بازدارنده پرتو فرابنفش و سیلیس نانو متخلخل
- رشته تحصیلی
- علوم وفناوری نانو- نانو شیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5370;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63263
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- طاهره قلیان اول
- استاد راهنما
- علیرضا بدیعی
- چکیده
- امروزه مواد بازدارنده‌ی فیزیکی پرتو فرابنفش مانند نانوذرات اکسید روی و اکسید تیتانیوم در صنایع آرایشی و بهداشتی کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند اما این مواد علیرغم جذب بالا در ناحیه‌ی فرابنفش دارای خاصیت فتوکاتالیزوری می‌باشند که می‌تواند مخرب پوست و یا هر ماده آلی دیگری باشد، لذا کاهش خطرات این نانو ذرات به طورخاص مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. در این پژوهش نانو ذرات اکسید روی با استفاده از روش تبادل یون بطور کامل درون حفرات سیلیکای نانومتخلخل با توزیع اندازه حفرات یکنواخت و مساحت سطح بالا از نوع LUS-1 قرارگرفت و یک کامپوزیت معدنی دارای خاصیت بازدارندگی پرتو فرابنفش حاصل شد. درصدهای مختلف روی در کامپوزیت‌های حاصل 2/2 ، 1 و5/4 % بوده که توسط آنالیز ICP بدست آمد. طیف سنجی UV-Vis کامپوزیت‌های حاصل در ناحیه‌ی 190 تا340 نانومتر نشان داد که عبور در این نواحی به حداقل مقدار خود رسیده که می‌تواند نشان دهنده‌ی جذب و پخش پرتو فرابنفش توسط ذرات اکسید روی در داخل حفره‌ها باشد و از طرفی می‌تواند حاکی از پخش یکنواخت این ذرات در داخل حفرات مزوپور باشد. تست‌های خاصیت فتوکاتالیزوری با استفاده از روش‌های مناسب آزمایشگاهی برروی نمونه‌های حاصل انجام گرفت و نشان داد تمام نمونه‌ها کمتر از 1 % تخریب رنگ دارند و در مقایسه با ZnO خالص که بیش از %30 تخریب رنگ را نشان داده است خاصیت فتوکاتالیزوری پایینی دارند که حاکی از جایگیری ذرات اکسید روی در داخل حفرات است. بعد از بررسی‌های آزمایشگاهی نمونه‌ی %LUS-ZnO-2.2 به عنوان نمونه‌ی بهینه شناخته شده و از آنالیزهای N2 Adsorption-desorption ، XRD در شناسایی ساختار آن کمک گرفته شد و نشان داد که ساختار هگزاگونال LUS-1 بعد از ورود ذرات اکسید روی تغییر نکرده و نظم ساختار حفظ شده است و پهن شدگی پیک (100) از داده‌های XRD و همچنین کاهش مساحت سطح و مجموع حجم حفرات از داده‌های BET شاهدی بر وجود ذرات اکسید روی درون حفرات سیلیس نانومتخلخل می‌باشد. براساس نتایج موجود می‌توان %LUS-ZnO-2.2 را به عنوان یک ماده‌ی بازدارنده‌ی ایمن پرتو فرابنفش معرفی کرد.
- Abstract
- Abstract Reducing of harmful effect such as photocatalytic activity from inorganic UV-blocker materials like ZnO and TiO2 nanoparticles for cosmetics application is one of interest. In this research ZnO nanoparticles completely insert in pores of mesoporous silica with high surface area and narrow size distribution of pores (LUS-1) by ion exchange method and a ZnO/SiO2 nanocomposite with UV-blockering property was produced.Various Zinc content of nanocamposites are 1, 2.2 and 5.4 % which were obtained by ICP analysis. UV-Visible spectroscopy in the range of 190-340 nm for obtained nanocomposites shows that UV region transmitance goes to minimum intensity which could be illustrated the absorption and reflection of ultraviolet radiation with ZnO particles inside pores was happen, on the other hand monodipersion of these particles in mesochannels of silica could be proved. To investigate photocatalytic activity of samples appropriate experimental methods was applied and showd that this composites have less than 1% photocatalytic activity in dye degradation in comparison to pure and bulk ZnO that have more than 30% that shows insertion of ZnO nanoparticles in pores of mesoporous silica. Instrumental analysis such as N2 adsorption-desorption and XRD was used for structure characterization of ZnO-LUS-2.2% that was selected as an optimal sample after experimental reviews. Both analysis shows that hexagonal structure of LUS-1 was retain after introducing ZnO nanoparticles, peak broaden of (100) in XRD and the decrease of surface area and total pore volume of nanocomposites in BET data are evidences to show existence of ZnO particles inside pores of mesoporous silica. Thus we can introduce this sample as an new safe UV-blocker compound. Keywords: Nanocomposite, LUS-1, Zinc oxid, UV-blocker compounds, mesoporous silica
