Rok 2019
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2019 by Author "Noman, Muhammad Tayyab"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
- ItemStabilization of Sono Synthesized Photocatalyst on Textiles and Development of Multifunctional NanocompositesNoman, Muhammad Tayyab; ; Šašková Jana, Ing. Ph.D. Skolitel : 57793Nanočástice (NP) s menší velikostí a vyšší krystalinitou mají významný vliv na fotokatalytický výkon fotokatalyzátoru. Tato práce se zabývá syntézou a stabilizací nového fotokatalyzátoru pro zvýšení funkčních vlastností textilií. Navíc je použita ultrazvuková akustická metoda in-situ pro vývoj nových multifunkčních nanokompozitů bavlna-TiO2 (CT).Ultrazvukovou akustickou metodou byly úspěšně syntetizovány nanočástice oxidu titaničitého (TiO2) ve formě čistého anatasu, které mají průměrnou velikost 4 nm a jsou vysoce fotoaktivní. Za pomoci metody centrálního kompozitního designu (CCD) a metody povrchové odezvy (RSM) byl zkoumán vliv procesních proměnných (koncentrace prekurzorů a doba sonizace) na výsledný produkt. Vlastnosti připravených nanočástic (RNP) byly analyzovány skenovací elektronovou mikroskopií (SEM), dynamickým rozptylem světla (DLS), transmisní elektronovou mikroskopií (TEM), rentgenovou difraktometrií (XRD) a Ramanovou spektroskopií. V experimentech ověřujících fotokatalytické vlastností byla použita metylenová modř (MB), která je považována za model organické znečišťující látky v textilním průmyslu. Pro posouzení fotokatalytických vlastností (účinnost v odstraňování barviva) byla provedena srovnávací analýza vyvinutého fotokatalyzátoru s komerčně dostupným fotokatalyzátorem Degussa P25. Rychlé odstranění MB v případě RNP naznačuje jejich vyšší fotokatalytickou aktivitu než P25. Za optimálních podmínek (10ml titanium tetraisopropoxidu (TTIP), 4ml etylenglykolu (EG) konc. a doba sonizace 1 h) byla dosažena maximální účinnost odstraňování barviva 99%. Je zajímavé, že při kalcinaci nebyl nalezen žádný významný rozdíl ve fotokatalytickém výkonu RNP. Samočisticí účinnost RNP aplikovaných na bavlnu byla navíc vyhodnocena v barevném prostoru RGB. Získané výsledky ukazují na významný vliv ultrazvukového působení na fotokatalytický výkon čistého anatasu než na jakýkoli jiný hybridní typ nanočástic oxidu titaničitého.V dalším experimentu bylo dosaženo povrchové fixace RNP na bavlněnou tkaninu ultrafialovým zářením (UV). Adheze nanočástic na povrchu vlákna, tahové chování a fyzikálně chemické změny před UV ozářením a po něm, byly zkoumány pomocí spektrometrů SEM, Energy Dispersive X-ray (EDX) a spektroskopií s induktivní dvojitou plazmovou atomovou emisí (ICP-AES). Experimentální proměnné, tj. množství nanočástic TiO2, teplota systému a doba UV záření byly optimalizovány pomocí CCD a RSM. Také byly vyvinuty dva matematické modely pro aplikaci TiO2 na bavlnu a pevnost v tahu bavlny po UV ozáření. Modely byly dále použity k potvrzení získaných výsledků. Byla vyrobena samočistící tkanina synergickou kombinací bavlny s vysoce fotoaktivními nanočásticemi TiO2. Byla hodnocena stabilita při UV záření a samočisticí vlastnosti vyrobené tkaniny.Nakonec byly ultrazvukovou akustickou metodou in situ připraveny nanokompozity bavlna-TiO2 (CT) s multifunkčními vlastnostmi. Působení ultrazvuku bylo použito jako potenciální nástroj pro vývoj CT nanokompozitů při nízké teplotě v přítomnosti tetrachloridu titaničitého (TTC) a isopropanolu (ISP). Syntetizované vzorky byly charakterizovány metodami XRD, SEM, EDX a ICP-AES. Dále byly sledovány funkční vlastnosti jako ultrafialový ochranný faktor (UPF), samočisticí schopnosti, stálost v praní, antimikrobiální vlastnosti a pevnost CT nanokompozitů v tahu. Pro vyhodnocení vybraných vlivů byly využity metody CCD a RSM. Výsledky potvrzují současně vznik a inkorporaci anatasového TiO2 s průměrnou velikostí krystalů 4 nm na bavlněnou tkaninu, vzniká materiál s vynikajícími fotokatalytickými vlastnostmi. Samočisticí účinnost CT nanokompozitů i po 30 cyklech praní naznačuje jejich vynikající životnost. Při statistické analýze vybraných proměnných v přípravě a fixaci TiO2 na bavlnu byly ověřeny jejich významné účinky na fotokatalytické vlastnosti CT nanokompozitů.