فهرست مطالب

علوم و فناوری رنگ - سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 55، بهار 1400)

نشریه علوم و فناوری رنگ
سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 55، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/26
  • تعداد عناوین: 7
|
  • عبدالله غلامی آکردی، سید هژیر بهرامی*، مختار آرامی، نوید نورمحمدی صفحات 1-11

    در این پژوهش، حذف ماده رنگزای کاتیونی متیلن آبی با استفاده از روش الکتروفنتون ناهمگن مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور از الکترودهای کربنی اصلاح شده با اکسیدگرافن احیاشده، استفاده شد. اکسید گرافن ابتدا به روش هامر تولید شد و سپس توسط احیاکننده های شیمیایی به اکسید گرافن احیاشده تبدیل گردید. به منظور تولید یون های Fe+2 و Fe+3 که منجر به تولید ذرات فعالی مانند رادیکال هیدروکسیل و آب اکسیژنه می شود، از نانو ذرات مغناطیسی Fe3O4 استفاده شد. از Na2SO4 به عنوان الکترولیت برای افزایش جریان درون محلول استفاده شد. همچنین عوامل تاثیرگذار بر روی فرآیند الکتروفنتون مانند pH، جریان محلول (میلی آمپر)، مقدار نانوذرات مغناطیس (mg/l) و غلظت ماده رنگزا (mg/l) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات رنگبری نشان داد که الکترود اصلاح شده، قابلیت بالایی در حذف مواد رنگزای کاتیونی در pH های اسیدی و قلیایی دارد. به طوری که قادر به حذف ماده رنگزا با بازده 99 % در pH اسیدی و بازده 98 % در pH قلیایی در مدت زمان 120 دقیقه است. مقدار بهینه برای pH، غلظت ماده رنگزا، جریان و مقدار نانوذرات مغناطیس به ترتیب 3، 10 mg/l، 0.06 آمپر و 0.08 گرم به دست آمد. همچنین برای نشان دادن موفقت آمیز بودن اصلاح الکترود کربنی در بالا بردن انتقال الکترونی بین محلول و الکترود از آزمون ولتامتری چرخه ای استفاده شد.

    کلیدواژگان: ماده رنگزای کاتیونی، نانوذرات مغناطیس، اکسیدگرافن احیاشده، الکتروفنتون ناهمگن
  • شیرین عیوضی، محسن شعبانی*، علی مقیمی صفحات 13-28
    در این پژوهش، اثر نشاندن TiO2  روی نانولوله کربنی چنددیواره عامل دارشده با گروه کربوکسیل (FMWCNT) به روش دوپه کردن روی جذب سطحی ماده رنگزایاندیگو کارمین که یک ماده رنگزای اسیدی است، در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. TiO2 روی سطح FMWCNT نشانده شد. صحت انجام کار با استفاده طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی مورد تایید قرار گرفت. آزمایش های جذب سطحی ماده رنگزا با استفاده از یک فرآیند ناپیوسته انجام شد. اثر زمان تماس، pH ، غلظت ماده رنگزا و دما در جذب سطحی ماده رنگزای اندیگو کارمین روی جاذب اصلاح ساختار شده (FMWCNT/TiO2)  و جاذب FMWCNT مورد بررسی قرار گرفت. مدل های سینتیکی شبه درجهاول، شبه درجهدوم و نفوذ درون ذره ای برای توصیف سینتیک جذب سطحی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر این، ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، تمکین و دوبینین- رادوشکویچ برای توصیف جذب سطحی تعادلی به کار رفتند. داده های به دست آمده با استفاده از رگراسیون خطی مورد برازش قرار گرفت. نتایج نشان داد که  pHمناسب برای هر دو جاذب برابر 3 است. زمان تعادل برای هر دو جاذب 90 دقیقه تعیین شد. ظرفیت جذب سطحی با نشاندن TiO2  افزایش یافت. مقدار جذب سطحی با افزایش غلظت ماده رنگزا افزایش می یابد. مدل سینتیک شبه درجه دو بهترین تطابق را با داده های تجربی در هر دو جاذب دارد. داده های جذب سطحی تعادلی ماده رنگزایاندیگو کارمین روی هر دو جاذب، بیشترین تطابق را با ایزوترم لانگمویر در سه دمای 25، 35 و 45 درجه سانتی گراد داشتند. مطالعات ترمودینامیکی فرآیند جذب سطحی روی هر دو جاذب نشان داد که فرآیند جذب سطحی گرمازا بوده و جذب سطحی از نوع شیمیایی است.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی چند دیواره، نانولوله کربنی چند دیواره اصلاح ساختار شده با TiO2، ایزوترم جذب سطحی، سینتیک جذب سطحی، ماده رنگزای اندیگو کارمین
  • محمد آبراری، آرش تحویلی، کامران محفوظی، بابک نوروزی* صفحات 29-37

    در این تحقیق ابتدا بنتونیت به وسیله هیامین Benzethonium chloride   (دترجنت یا ماده فعال سطح کاتیونی- نمک چهارتایی آمونیم) اصلاح شده و سپس جذب ماده رنگزای اسیدی بر روی جاذب بررسی شده است. ضرایب همبستگی به دست آمده از مطالعه ایزوترم های جذبی نشان داد که فرآیند جذب هیامین بر روی بنتونیت مطابقت خوبی با معادله ایزوترم فروندلیش دارد. بیشترین ظرفیت جذب در oC30 برابر mg/g 94.7 محاسبه شد. جذب ماده رنگزای آنیونی توسط بنتونیت عمل شده در دمای oC30 برابر mg/g 86.3 محاسبه شد که بیشتر از دمای محیط (oC 20) و  oC40 بوده است. سینتیک جذب هیامین بر روی بنتونیت و جذب ماده رنگزای آنیونی بر روی بنتونیت اصلاح شده مطابقت خوبی با رابطه شبه درجه دوم داشت. نتایج به دست آمده نشان داد که سرعت اولیه جذب با افزایش دما افزایش یافته است. مطالعه معادلات نفوذ درون ذره ای تایید کرد که نفوذ هیامین بر روی بنتونیت و همچنین جذب ماده رنگزای آنیونی بر روی بنتونیت اصلاح شده تنها به شکل نفوذ درون ذره ای صورت نگرفته است، بلکه به همراه نفوذ فیلم بوده است.

    کلیدواژگان: جذب، اسید قرمز 18، بنتونیت، اصلاح شیمیایی، هیامین
  • محمد جانقوری*، محمدرضا جعفری، اسما نوروزی، مرضیه محمودی صفحات 39-45

    در این تحقیق دیود نور گسیل آلی با قابلیت تنظیم رنگ با استفاده هم زمان از دو ماده رنگزای آلی به عنوان میهمان ساخته شد. ساختار قطعه ساخته شده  ITO /PEDOT:PSS /PVK /C6:TPP:Alq3(x nm) /BCP/ Al میباشد. ابتدا دیود نورگسیل آلی مسدود کننده حفره ساخته شد. اثر ضخامت های مختلف لایه نورگسیل بر مشخصات الکتریکی، مختصات رنگی و نوری دیودهای ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. دیود سبز در ضخامت 10 نانومتر ساخته شد. با تغییر دادن ضخامت، دیود نارنجی به دست آمد. مشخص شد که با کاهش ضخامت علاوه بر بازترکیب مستقیم، بازترکیب غیرمستقیم هم اثر قابل توجهی بر رنگ دیود ایجاد می کند. با این کار دیود تنظیم پذیر رنگ با کنترل ضخامت ساخته شد. برای قطعه 2 بیشترین روشنایی در ولتاژ 12 ولت حاصل شد. در نهایت نتایج تجربی با نتایج شبیه سازی شده مقایسه شد.

    کلیدواژگان: دیود نور گسیل آلی، تنظیم رنگ، بازترکیب غیر مستقیم، ضخامت
  • فاطمه اشرافی تفرشی، سیده فاطمه قاسمی، فاطمه سادات هدی، ندا اسفندیاری* صفحات 47-54
    در سال های اخیر روش های سنتز نقاط کربنی از پیش ماده های گیاهی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. در این مطالعه سنتز سبز نقاط کربنی با دو ابزار متفاوت و بررسی سمیت سلولی آن ها انجام شد. بررسی اندازه ذرات سنتز شده و ریخت شناسی با استفاده از روش های میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ نیروی اتمی و روش تفرق نور پویا مورد بررسی قرار گرفت. سپس از یک رده سلولی به منظور تعیین سمیت سلولی استفاده شد. نتایج حاصله تشکیل نقاط کربنی در محدوده 250 تا 280 نانومتر را با استفاده از دستگاه طیف سنج نشان دادند. همچنان شکل کروی ذرات و اندازه متوسط آن ها مشخص شد. برخلاف اندازه کوچک تر نقاط کربنی در استفاده از اتوکلاو پوشش تفلونی نسبت به روش دیگر، هر دو روش فاقد سمیت سلولی معنی دار بر روی رده سلولی مورد آزمایش بودند. لذا هر دو روش به علت اندازه مناسب و عدم سمیت، کارایی لازم برای اهداف مختلف را دارا هستند.
    کلیدواژگان: سنتز سبز، نقاط کربنی، سمیت سلولی، روش MTT
  • منصور طورانی* صفحات 55-70
    در این پژوهش تاثیر حضور افزودنی نیترات سریم در ساختار پوشش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) بر روی رفتار حفاظتی و استحکام چسبندگی پوشش دو لایه PEO/Epoxy اعمال شده بر روی سطح منیزیم AZ31 بررسی گردید. پوشش PEO به عنوان پیش عملیات برای اعمال لایه اپوکسی در نظر گرفته شد. حضور افزودنی سریمی بر روی ریخت سطحی پوشش PEO و همچنین مقاومت به خوردگی آن تاثیرگذار می باشد. بررسی ها نشان داد که سریم در ساختار پوشش PEO جایگیری نموده و بنابراین ساختار PEO علاوه بر نقش پیش عملیات به عنوان محفظه نگهدارنده سریم عمل می نماید. نتایج بررسی آزمون EIS بر روی نمونه های دو لایه و همچنین آزمون pull-off در دو حالت خشک و تر نشان داد که حضور سریم باعث بهبود رفتار حفاظتی لایه اپوکسی و استحکام چسبندگی آن می شود. تشکیل رسوبات هیدروکسید سریم در مناطق کاتدی منجر به بهبود رفتار حفاظتی سیستم پوششی می شود.
    کلیدواژگان: پوشش های دو لایه، PEO، اپوکسی، سریم، EIS، pull-off
  • علی اکبر دهنوخلجی* صفحات 71-77
    در این تحقیق، روش ساده ای برای تهیه نانوذرات اکسید نیکل استفاده شد. نانوذرات اکسید نیکل تهیه شده به کمک روش های طیف سنجی ارتعاشی زیر قرمز، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری شناسایی شدند. همچنین، جذب محلول متیل سبز با غلظت 20 میلی گرم بر لیتر با تغییر مقدار جاذب اکسید نیکل، مدت زمان هم زدن و دمای محلول مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که بهترین وضعیت برای حذف متیل سبز استفاده از 10 میلی گرم جاذب اکسید نیکل، در مدت زمان 45 دقیقه و در دمای 45 درجه سانتی گراد است. لذا این جاذب قابلیت حذف مواد رنگزای مشابه را نیز خواهد داشت.
    کلیدواژگان: متیل گرین، جذب سطحی، نانوذرات اکسید نیکل، آلاینده های آلی
|
  • A. Gholami Akerdi, S. H. Bahrami *, M. Arami, N. Noormohammadi Pages 1-11

    In the present research, heterogeneous electro-fenton operation was employed to remove methylene blue (MB) as a cationic dye. To reach the purpose, we used a reduced graphene oxide (rGO) modified carbon electrode. At first, GO was synthesized using modified Hummer’s method, and then rGO nanoparticles were obtained by reducing GO using reducing agents such as hydrazine and ammonia. In order to produce Fe+2 and Fe+3, magnetite nanoparticles (Fe3O4) have been synthesized. Na2SO4 salt was used as an electrolyte to enhance electrical current. And also, some effective parameters such as pH, electrical current, Fe3O4 value and pollutant concentration were studied. The dye removal results showed that the modified electrode has a high potential for cationic dye removal in acidic and alkaline pH so that it can remove MB 99 and 98% in acidic and alkaline pH, respectively. Optimum conditions for dye concentration, magnetic amount, current intensity and pH were 10 mg/L, 0.08 g, 0.06 A and 3, respectively. Furthermore, cyclic voltammetry and dye removal tests were done. The two comparative tests were carried out in order to exhibit more electron transfer capability of the modified electrode than the bare electrode.

    Keywords: Cationic dye, Magnetic nanoparticles, reduced graphene oxide, heterogeneous electrofenton
  • Sh. Eyvazi, M. Shabani *, A. Moghimi Pages 13-28
    In this study, the doping effect of TiO2 on carboxylated multi-walled carbon nanotube (FMWCNT) on adsorption of Indigo carmine dye, an acidic dye, form aqueous enviroment has been Investigated. TiO2 was doped on FMWCNT surface and it was checked by fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The dye adsorption experiments were carried out by using a batch procedure. The effects of contact time, pH, dye concentration, adsorbent dose and temperature on adsorption of indigo carmine by TiO2 doped and undoped adsorbents (FMWCNT /TiO2 and FMWCNT) were evaluated. Pseudo first order, pseudo second order and intra-particle kinetic models were used to describe adsorption kinetics. Furthermore, Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherms were used to describe equilibrium adsorption of the indigo carmine dye on adsorbents. The obtained data were then analyzed using linear regression method. Experimental results have shown that acidic pH (3.0), favored the adsorption for both adsorbents. The dye adsorption equilibrium was attained after 90 minute of contact time. The capacity of adsorption of indigo carmine increases with doping of TiO2 on FMWCNT. Pseudo second order kinetic model is best fitted with experimental data for both adsorbents. The equilibrium data of dye adsorption on both adsorbents are best fitted with Langmuir isotherm at 25, 35 and 45 ºC. Thermodynamic study of dye adsorption on FMWCNT and Fmwcnt /TiO2 adsorbents showed that the adsorption process is exothermic and chemisorption.
    Keywords: Carboxylated multi-walled nanotube, TiO2 doped carboxylated multi-walled nanotube, Adsorption Isotherm, adsorption kinetics, Indigo carmine dye
  • M. Abrari, A. Tahvili, K. Mahfoozi, B. Noroozi * Pages 29-37

    In this research, firstly Bentonite was treated by Hyamine, a cationic surface active agent, and then its capacity for the adsorption of acidic dyes was investigated. Correlation coefficient of equilibrium adsorption study showed that the surfactant adsorption is predominantly described by Freundlich adsorption isotherm. The maximum adsorption capacity was calculated about 94.7 mg/g at 30 oC. This was measured for the adsorption of the dye onto the modified adsorbent around 86.3 mg/g at 30 oC which was higher than the ones obtained at room temperature and 40 oC. Kinetics of adsorption significantly fitted by pseudo second order equation for both Hyamine and acid dye adsorption onto the adsorbent. Initial adsorption rate was increased by increasing of temperature. Intraparticle diffusion study revealed that the diffusion of the cationic surface active agent and the acid dye in the related adsorption structure was concurrently done by film diffusion.

    Keywords: Adsorption, Acid Red 18, Bentonite, Chemical modification, Hyamine
  • M. Janghouri *, M. R. Jafari, A. Norozi, M. Mahmoudi Pages 39-45

    In this study, an organic emission light diode (OLED) with the ability to adjust the color was created using two organic pigments as guests at the same time. Tunable color organic light-emitting diodes (OLEDs) using two dyes as guests have been fabricated and investigated. The structure of the manufactured part was ITO /PEDOT:PSS /PVK /C6:TPP:Alq3(x nm) /BCP/ Al. First, an organic norepinephrine diode blocker was made, and then the effect of different thicknesses of the Norgecil layer on the electrical characteristics, color, and optical coordinates of the diodes made was evaluated. The green diode was made at a thickness of 10 nm. By changing the thickness, an orange diode was obtained. It was found that by reducing the thickness, in addition to direct recombination, indirect recombination also has a significant effect on diode color. This made the color adjustable diode with thickness control. For part 2, the maximum brightness was obtained at 12 volts. Finally, the experimental results were compared with the simulated results.

    Keywords: organic light-emitting diode, tunable color, indirect recombination, Thickness
  • F. Ashrafi Tafreshi, S. F. Ghasemi, F. Sadat Hoda, N. Esfandiari * Pages 47-54
    In recent years, synthesis of carbon dots from plant precursors has received great attention. In the present study, the green synthesis of carbon dots with two different methods and their cytotoxicity was compared. The size and morphological properties of carbon dots have been analyzed by facility of DLS, AFM, and TEM. Then cytotoxicity assay was performed. UV-Vis spectrum observed an absorption band at 250-280 nm suggesting the formation of carbon dots. Also, size and morphological properties of carbon dots were done. Despite the smaller size of the carbon dots in Teflon lined stainless-steel autoclave, both methods lacked significant cytotoxicity. Therefore, both methods have the necessary efficiency for different purposes due to their appropriate size and non-toxicity.
    Keywords: Green synthesis, Carbon dots, Cytotoxicity, MTT assay
  • M. Toorani * Pages 55-70
    In this study the effect of cerium nitrate existing in the structure of plasma electrolytic oxidation (PEO) coating on the protective behavior and adhesion strength of PEO/epoxy duplex coating applied on AZ31 Mg alloy was investigated. PEO coating was considered as the pretreatment for applying the epoxy layer. The presence of Ce additive affected the morphology of the surface of the PEO coating and its corrosion resistance. Embedding Ce in the structure of the PEO layer showed that the PEO structure, in addition to its pretreatment role, acts as the container of cerium. The results of the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) test and the pull-off adhesion test in dry and wet conditions on duplex coatings revealed that the presence of Ce improves the protective behavior of the epoxy layer and its adhesion strength. Formation of cerium hydroxide in chathodic regions leads to improvement in the protection properties of duplex coating system.
    Keywords: Duplex coating, Plasma electrolytic oxidation (PEO), Epoxy, Cerium, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), pull-off
  • A. Dehno Khalaji * Pages 71-77
    In this study, a simple method was used to prepare nickel oxide nanoparticles. The prepared nickel oxide nanoparticles were characterized using Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray powder diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. Also, the adsorption of methyl green solution at a concentration of 20 mg/L was investigated by changing the parameters of the amount of nickel oxide adsorbent, stirring time and temperature of the solution. The results show that the best condition for removing methyl green is to use 10 mg of nickel oxide adsorbent for 45 minutes at 45 °C. Therefore, this adsorbent will be able to remove similar colors.
    Keywords: Methyl green, Surface adsorption, Nickle oxide nanoparticles, Organic pollutions