اصلاح سطحی نانو ذرات اکسید روی با پلیمرهای هادی و بررسی خواص فتوکاتالیزوری و ضد خوردگی آن

اکسید روی نیمه هادی نوع n با باند گپ پهن (ev 37/3) دارای ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی بسیاری مانند: پایداری در برابر نور، سازگاری با محیط زیست، ، جذب شدید نور ماورای بنفش می باشد. اکسیدروی به علت قابلیت تخریب فتوکاتالیزوری آلودگی های مختلف توجه زیادی را به خود جلب کرده است. از آنجایی که نانو ذرات zno فقط کسری از نور ماورای بنفش را جذب می کنند و فقط قسمت کوچکی از نور خورشید را نور ماورای بنفش تشکیل می دهد، استفاده از zno محدود شده است. برای تغییر ناحیه فعالیت نوری zno به طرف نور مرئی، اصلاح سطح آن با استفاده از پلیمرهای هادی روشی مفید می باشد. پلیمرهای هادی دسته ای از مواد پلیمری هستند که ویژگیهای الکتریکی در محدوده وسیعی از عایق تا هادی فلزی نشان می دهند. در میان پلیمرهای هادی پلی آنیلین به دلیل آسانی سنتز، منومر ارزان و ویژگیهای کاتالیزوری توجه زیادی را به خود جلب کرده است. پلی آنیلین به عنوان پوشش ضد خوردگی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این پلیمر هم به عنوان مانع فیزیکی در مقابل رسیدن مواد خورنده به سطح فلز عمل می کند و هم به طور الکتروشیمیایی سرعت خوردگی فلزات را میکاهد. با تهیه کامپوزیت پلی آنیلین با نانو ذرات اکسید روی و افزودن این نانوکامپوزیت به ماتریس pvc خاصیت ضد خوردگی آن بهبود می یابد. زیرا pvc و نانو ذرات اکسید روی می توانند با بهبود خواص مکانیکی پلی آنیلین جریان خوردگی را کاهش دهند. همچنین نانو ذرات اکسید روی با ایجاد اتصال p-n مانع عبور الکترونها در طول روکش می شوند. در کار پژوهشی حاضر با توجه به اهمیت پلی آنیلین و نانو ذرات اکسید روی ابتدا سطح نانو ذرات اکسید روی با استفاده از زنجیرهای پلیمر هادی پلی آنیلین اصلاح شد و به دو روش شیمیایی مختلف ساختار هسته- پوسته نانوکامپوزیت اکسید روی/ پلی آنیلین تهیه شده و با استفاده از روشهای ftir، xrd، uv-vis، fesem و tem مورد شناسایی قرار گرفت. به منظور بررسی خاصیت فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیتهای تهیه شده، توانایی آنها در تخریب ماده رنگزای آلی متیلن بلو و آنتی بیوتیک آمپی سیلین تحت تابش نور مرئی بررسی شد. میزان تخریب ماده رنگزای آلی بعد از 60 دقیقه تابش نور مرئی به 10 میلی گرم بر لیتر محلول ماده رنگزا حاوی 1500 میلی گرم بر لیتر کاتالیزور نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ اکسید روی تهیه شده به روش پلیمریزاسیون درجا به 82% رسید. هنگامی که از نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ اکسید روی تهیه شده به روش جذب سطحی با غلظت 10 میلی گرم بر لیتر به عنوان فتوکاتالیزور برای تخریب 5 میلی گرم بر لیتر آنتی بیوتیک آمپی سیلین با 120 دقیقه تابش نور خورشید استفاده شد درصد تخریب به 52% رسید. در واکنشهای فتوکاتالیزوری فاکتورهای موثر در فرایند تخریب نیز بررسی شدند و برای به دست آوردن نتایج دقیق تر، از طراحی آزمایش رویه پاسخ روش ccd استفاده شد. برای بررسی خاصیت ضد خوردگی نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ اکسید روی تهیه شده، از روکش این ماده روی ورقه های فولادی در محیط خورنده 5/3% nacl استفاده شد. افزایش پتانسیل خوردگی و کاهش جریان خوردگی نسبت به پلی آنیلین خالص هنگام استفاده از نانوکامپوزیت مشاهده شد. به منظور بهبود خاصیت مانع بودن در برابر عبور عوامل خورنده، این نانو کامپوزیت به ماتریس pvc افزوده شد و خاصیت ضد خوردگی آن بهبود یافت. پتانسیل و جریان خوردگی نسبت به پلی آنیلین خالص به ترتیب 224/0 ولت افزایش و 036/0 میلی آمپر کاهش یافت. هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ اکسید روی تهیه شده به روش پلیمریزاسیون درجا و جذب سطحی به ترتیب 15 و 3/13 s.cm-1 بدست آمد.