تهیه الیاف نانوساختار پلی آنیلین و کیتوسان به روش ریسندگی تر و بررسی خصوصیات و کاربردها

فرایند ریسندگی تر بطور گسترده در تهیه الیاف از پلیمرهایی مانند پلی آنیلین و کیتوسان استفاده می شود که تولید آن ها به روش ریسندگی مذاب امکان پذیر نیست. هدف اصلی کار پژوهشی حاضر توسعه روشی برای تولید الیاف نانوساختار پلی آنیلین و کیتوسان می باشد. طرح تولید الیاف نانوساختار پلی آنیلین حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره و نانوذرات اکسید فلزی (sno2، fe3o4 و tio2) با طراحی و ساخت دستگاه ریسندگی و نیز فرموله کردن شرایط کامپوزیت به اجرا در آمد. در این راستا ابتدا خصوصیات مکانیکی و الکتریکی الیاف نانوکامپوزیتی پلی آنیلین-نانولوله های کربنی چند دیواره به روش تاگوچی بهینه سازی شد. خواص ریزساختاری الیاف نانوکامپوزیتی پلی-آنیلین به کمک تصاویر sem، tem و afm مطالعه شد. کاربرد الیاف نانوکامپوزیتی پلی آنیلین بعنوان الکترود در خازن های الکتروشیمیایی بررسی و ظرفیت خازنی الیاف با سه تکنیک ولتامتری چرخه ای، شارژ-تخلیه در جریان ثابت و امپدانس الکتروشیمیایی تعیین گردید. ظرفیت خازنی ویژه الیاف pani،pani-mwcnt ،pani-tio2-mwcnt ،pani-fe3o4-mwcnt و pani-sno2-mwcnt از روی منحنی های شارژ-تخلیه بترتیب مقادیر f cm-2 5/9، 3/12، 8/13، 7/23 و 9/28محاسبه شد. در بخش بعدی کار پژوهشی حاضر، روش هایی بمنظور تولید الیاف نانوساختار توخالی کیتوسان حاوی نانوذرات fe3o4، ?-feooh و یا zno توسعه داده شد. ریزساختار الیاف نانوکامپوزیتی کیتوسان به کمک الگوهای پراش اشعه ایکس، تصاویر sem و tem مطالعه شد. کارآیی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان در حذف ماده رنگزای راکتیو آبی 19 و همچنین یون های آرسنیک (v) بعنوان نمونه ای از مواد آلاینده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش رویه پاسخ ظرفیت جذب سطحی الیاف توخالی کیتوسان خالص و الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-آهن(iii) به ترتیب در حذف ماده رنگزای آلی و یون های آرسنیک (v) مدلسازی و بهینه سازی شد. حذف 1/82% ماده رنگزا در طول 360 دقیقه و 90% آرسنیک (v) در طول 330 دقیقه با استفاده از مدول حاوی الیاف فوق بیانگر قابلیت بکارگیری الیاف در طراحی سیستم های پیوسته جهت حذف آلاینده می باشد. کارآیی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-آهن(iii) و کیتوسان-fe3o4 در حذف و تخریب شبه فنتونی ماده رنگزای آلی در حضور پراکسید هیدروژن بصورت ناپیوسته و پیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در حضور پراکسید هیدروژن می توان از مدول حاوی الیاف فوق در حذف پیوسته ماده رنگزا بدون نیاز به عملیات واجذبی استفاده کرد. همچنین توانایی الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-zno در حذف ماده رنگزای راکتیو آبی 19 در حضور نور مرئی بررسی شد. انجام همزمان عملیات جذب- تخریب فتوکاتالیزوری منجر به بکارگیری الیاف توخالی نانوکامپوزیتی کیتوسان-zno در چرخه های بعدی بدون انجام عملیات واجذبی شد.