فهرست مطالب

علوم و فناوری رنگ - سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 56، تابستان 1400)

نشریه علوم و فناوری رنگ
سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 56، تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ساناز شیراحمدحقیقی، راضیه جعفری*، مژگان حسین نژاد صفحات 79-85
    امروزه توجه به انرژی پاک خورشیدی برای کاهش آلایندگی سوخت های فسیلی رو به افزایش است. سلول های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا، انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. یکی از اجزا مهم سلول خورشیدی ماده رنگزا است. مواد رنگزای طبیعی به دلیل قیمت پایین و سهولت دسترسی بسیار مناسب هستند. برای این منظور 9 ماده رنگزای طبیعی بر پایه آنتوسیانین ها برای کاربرد در سلول خورشیدی انتخاب و استفاده شدند. برای اولین بار از نمودار انعکاسی، فضارنگ های CIELAB و CIELCH برای بررسی رفتار رنگی مواد رنگزای طبیعی استفاده شد و حجم گاموت رنگی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد رنگزای طبیعی اعمال شده در ساختار سلول خورشیدی دارای خلوص و روشنایی متفاوتی می باشند. درنهایت با استفاده از الگوریتم شناخته شده مرتبط، حجم گاموت رنگی برای مواد رنگزای طبیعی بر پایه آنتوسیانین در حدود 104× 2.67 به دست آمد.
    کلیدواژگان: مشخصه های رنگی، مواد رنگزای آنتوسیانین، انرژی سبز، سلول های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا
  • زهرا احمدی* صفحات 87-101
    امروزه تحقیقات و پژوهش های فراوانی در حوزه رنگرزی منسوجات با استفاده از مواد رنگزای طبیعی در جهت حفظ محیط زیستاز طریق کاهش استفاده از مواد تعاونی و مواد رنگزای شیمیایی، انجام شده است. مواد رنگزای گیاهی مختلفی در رنگرزی استفاده می شود. به دلیل گستردگی استفاده از دو گیاه روناس و اسپرک و متفاوت بودن ساختار شیمیایی این دو، در این تحقیق از آنها برای رنگرزی نخ پشمی و از اکالیپتوس و پوست انار که جز گیاهان تانن دار هستند، به عنوان دندانه استفاده شد. همچنین آلویه ورا که دارای ساختار پلی فنولیک است، برای بهبود ثبات های عمومی و حفظ رنگ اصلی به کار رفت. براساس نتایج به دست آمده، مشخص شد که استفاده از اکالیپتوس و پوست انار تا میزان 10%، مقدار مورد نیاز از دندانه زاج سفید را تا حدود 1% کاهش می دهد. اما برای فام های روشن مخصوصا در مورد اسپرک روی فام نهایی تاثیرگذار هستند.استفاده از آلویه ورا به عنوان دندانه گیاهی علاوه بر آنکه موجب حفظ رنگ اصلی ماده رنگزا می شود، استفاده از زاج سفید را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: دندانه گیاهی، دندانه فلزی، رنگرزی طبیعی، روناس، اسپرک
  • مریم حیدری، مهرناز قراگوزلو*، مهدی قهاری صفحات 103-115
    در این پژوهش نانو کامپوزیت چارچوب آلی- فلزی مغناطیسی (NiFe2O4@SiO2@HKUST-1) با نسبت وزنی نیکل فریت به بستر سیلیکا (90-10) به روش خودآرایی درجا سنتز و شناسایی شد. تشکیل فاز، نوع پیوندهای تشکیل شده، شکل ظاهری و اندازه بلورک ها، خاصیت مغناطیسی و اندازه مساحت سطح ویژه آ ن ها توسط آزمون های طیف سنجی زیر قرمز (FT-IR)، تفرق پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (VSM) و آزمون اندازه گیری سطح ویژه (BET) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت حذف ماده رنگزای کاتیونی متیلن آبی و اثر pH بر روی سرعت حذف بررسی شد. با توجه به نتایج حاصل شده در محیط های اسیدی، زمان تماس 60 دقیقه و مقدار 0.1گرم از نانو کامپوزیت چارچوب آلی-فلزی مغناطیسی سنتز شده، بیشترین ظرفیت جذب ماده رنگزای کاتیونی متیلن آبی مشاهده شد. داده های تجربی با ایزوترم جذبی لانگمیور مطابقت خوبی داشتند. از طرفی مطالعات سینتیکی نشان داد که فرآیند جذب ماده رنگزای متیلن آبی در pHهای متفاوت، اغلب از مدل شبه مرتبه دوم پیروی می کند.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت مغناطیسی، چارچوب های آلی-فلزی، نانو ذرات، رنگبری، متیلن آبی، جذب سطحی
  • فائقه السادات مرتضوی مقدم*، حسین رسالتی، سوسن رسولی، قاسم اسدپور صفحات 117-129

    فرآیند پوشش دهی کاغذ در راستای کاهش هزینه های تولید و ارتقا کیفیت، درصنعت کاغذ جایگاه ویژه ای دارد. در این تحقیق، ابتدا کایولن از ضایعات کاغذ استخراج شده است سپس به منظور بررسی خواص ریزساختاری کایولن بازیافت شده از ضایعات کاغذ، آنالیزهای XRD ، FTIR،EDX/SEM وXRF مورد استفاده قرار میگیرد. در نهایت پوششی از کایولن بازیافت شده در چهار سطح با ضخامت های 32 ،12 ،12 ،و 122 میکرومتر برروی کاغذ پایه پوشش دهی شد. با بررسی نتایج خواص نفوذپذیری و خواص مکانیکی نمونه بهینه، کاغذ پوشش دهی شده با ضخامت 122 میکرومتر انتخاب گردید.

    کلیدواژگان: بازیافت کائولن، خواص ریزساختاری، پوشش دهی کاغذ، مقاومت مکانیکی، خواص نفوذ پذیری
  • شهاب شریعتی، میثم بوستانی، فاطمه شریعتی*، سارا رهنما صفحات 131-141
    آزولا امروزه به معضلی در زیستگاه های آبی تبدیل شده است. هم چنین وجود رنگ ها در آب و پساب حاصل از صنایع باعث آلودگی آب ها می شود. در این تحقیق، کاربرد آزولای اصلاح سطح شده با نانوذرات مگنتیت (Fe3O4) به عنوان جاذب طبیعی در حذف رنگزای بریلیانت - آبی بررسی شد. اندازه و ساختار نانو ذرات به وسیله SEM و FT-IR مورد بررسی قرار گرفت و اندازه ذرات کمتر از 40 نانومتر گزارش شد.متغیرهای موثر بر حذف رنگ شامل pH محلول، قدرت یونی، وزن جاذب، زمان هم زدن و حجم محلول بهینه گردید. سینتیک جذب رنگزای بریلیانت- آبی بر روی آزولای اصلاح سطح شده با نانوذرات مغناطیسی نشان داد از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می کند که نشان گر جذب شیمیایی رنگزای بریلیانت آبی بر روی نانوذرات مغناطیسی می باشد. بر اساس ایزوترم های جذبی، فرآیند جذب از ایزوترم جذبی فرندلیچ تبعیت می نماید. با استفاده از پودر آزولای اصلاح سطح شده با نانوذرات مگنتیت، حذف رنگزای بریلیانت آبی با کارآیی بالا و طی زمان بسیار کوتاهی انجام می گیرد که این مزیت ها امکان استفاده از این ذرات را در تصفیه محلول های حاوی رنگ میسر می سازد.
    کلیدواژگان: آزولا، بریلیانت آبی، نانوذرات مگنتیت، جذب سطحی
  • محمد غفرانی*، سعید خجسته خسرو، ابوالقاسم سالاروندیان صفحات 143-151
    هدف از مطالعه حاضر،بررسی تاثیر پاک سازی مواد استخراجی گونه های چوبی بلوط (Quercus spp) و صنوبر (Populus spp) بر چسبندگی شفاف پوشه های نیترو سلولزی (کیلر) و نیم پلی استر به سطح چوببود. بدین منظور از حلال های استن صنعتی و آب گرم (دمای 45 درجه سانتی گراد) برای پاک سازی نمونه های چوبی از مواد استخراجی استفاده شد. سطح نمونه های چوبی به ترتیب با درجه سنباده های 120و180 پرداخت گردیدند و در دو فرآیند جداگانه با پوشش های کیلر و نیم پلی استر پوشش داده شدند. ترشوندگی سطح نمونه های چوبی با روش زاویه تماس قطره مورد ارزیابی قرار گرفتند. چسبندگی پوشش نیز با روش چسبندگی کششی، Pull Off اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که پاک سازی نمونه ها از مواد استخراجی تاثیر معنی داری بر ترشوندگی سطح و چسبندگی پوشش داشته به طوری که نمونه های پاک سازی شده از مواد استخراجی، ترشوندگی سطح و چسبندگی بالاتری از خود نشان دادند. بیشترین افزایش ترشوندگی و چسبندگی پوشش در بین نمونه های پاک سازی شده از مواد استخراجی، در حلال استن صنعتی مشاهده شد. در حالت کلی نیز بالاترین چسبندگی (8.14 مگاپاسکال) در نمونه های پاک سازی شده از مواد استخراجی با حلال استن صنعتی در گونه بلوط و با پوشش نیم پلی استر مشاهده گردید و کمترین میزان چسبندگی نیز (2.01 مگاپاسکال) در نمونه شاهد گونه صنوبر پوشیده شده با پوشش کیلر به دست آمد.
    کلیدواژگان: پاک سازی مواد استخراجی، ترشوندگی سطح، مقاومت چسبندگی پوشش، گونه های چوبی بلوط و صنوبر، شفاف پوشه، حلال های استن صنعتی و آب گرم
  • هدا دانشور، میرسعید سید دراجی*، آرزو سلامی صفحات 153-163

    در پژوهش حاضر هیدروکسید لایه ای دوگانه روی، آهن، آلومینیم (ZnFeAl-LDH) و مخلوط اکسیدهای فلزی (MMO) آن طبق روش هم رسوبی و کلسیناسیون LDH حاصله سنتز شد. مشخصه یابی نمونه ها سنتز شده توسط روش های XRD، SEM و FT-IR انجام و تاثیر کلسیناسیون بر روی قابلیت جذب سطحی رنگزای قرمز اسیدی 14 توسط نمونه های سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، از طراحی آزمایش تاگوچی به منظور بهینه سازی، مدلینگ و بررسی تاثیر مشخصه های عملیاتی شامل نوع جاذب، pH، غلظت اولیه رنگزا، میزان جاذب و زمان جذب استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که قابلیت جذب به شکل قابل توجهی بعد از کلسیناسیون افزایش می یابد. ضریب هم بستگی 95.2% بیانگر انطباق خوب داده های تجربی با مدل پیشنهادی توسط روش تاگوچی بود. تحت شرایط بهینه ظرفیت جذب mg/g 1 و درصد حذف 99.7 % برای رنگزای قرمز اسیدی 14 به دست آمد. بررسی مدل های ایزوترم و سینتیک نشان دادند که فرآیند حذف از مدل ایزوترمی لانگمویر و مدل سینتیکی شبه درجه دوم پیروی می کنند.

    کلیدواژگان: روش تاگوچی، بهینه سازی، هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه، جذب سطحی، مخلوط اکسیدهای فلزی
|
  • S. Shirahmad Haghighi, R. Jafari *, M. Hosseinnezhad Pages 79-85
    Today, attention is paid to clean solar energy to reduce fossil fuel pollution. Dye-sensitized solar cells (DSSCs) convert light energy into electrical energy. One of the important components of DSSCs is the dye. Natural dyes are very convenient because of their low cost and ease of access. For this end, 9 natural dyes based on anthocyanin were selected and employed in DSSCs structure. For the first time, the reflection diagrams, CIELAB and CIELCH color spaces were achieved to study the color behavior of natural dyes applied in DSSCs. According to the results, the natural dyes applied in DSSCs structure have different color and lightness. Besides, the color gamut volume of anthocyanin based natural dyes applied in DSSCs was computed about 2.67 ×104 using well-known algorithm.
    Keywords: Colorimetric characteristics, Anthocyanin natural dyes, Green energy, Dye-sensitized solar cells
  • Zahra Ahmadi * Pages 87-101
    Today, many researches have been done in the field of textile dyeing using natural dyes for environmental protection by reducing the use of co- agent and synthetic dyes. Different herbal dyes are used in dyeing. Due to the widespread use of madder and weld dyes and the different chemical structure of these two dyes, madder and weld dyes were used to dye wool yarn and eucalyptus and pomegranate peel, which are tannins, were used as mordants. Aloe vera, which has a polyphenolic structure, was also used to improve dyeing fastness and preserve the original hue. Based on the results of experiments, it was found that the use of 10% eucalyptus and pomegranate peel reduces the amount of alum mordant to about 1%. They changed the hue of weld in the light color. The use of aloe vera as an herbal mordant had no effect on the final hue of dyes and significantly reduced the use of alum mordant.
    Keywords: Herbal mordants, Metal mordants, Natural dyeing, Madder, Weld
  • M. Heydari, M. Gharagozlou *, M. Ghahari Pages 103-115
    In this study, a magnetic nanocomposite of metal-organic framework (NiFe2O4@SiO2@HKUST-1) with the weight ratio of nickel ferrite to silica matrix (10:90) was synthesized and characterized via the in-situ self-assemble method. Phase formation, type of formed bonds, morphology, crystal size, magnetic property and special surface area size werre characterized and investigated by X-Ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) analysis, vibrating-sample magnetometer analysis (VSM) and Brunauer–Emmett–Teller analysis (BET). Finally, the removal of methylene blue cationic dye and the effect of pH on the removal rate were investigated. According to the obtained results in acidic environments, contact time of 60 minutes and 0.1 g of the synthesized magnetic nanocomposite of metal-organic framework, the highest adsorption capacity of the methylene blue cationic dye was observed. Experimental data were well-fitted with the Longmuir absorption isotherm. The kinetic studies showed that the process of adsorption of methylene blue dye at different pHs, was best described by a pseudo-second-order model.
    Keywords: Magnetic nanocomposite, Metal-organic framework, Nanoparticles, Decolorization, Methylene blue, Adsorption
  • F. Mortazavi *, H. Resalati, S. Rasouli, Gh. Asadpour Pages 117-129

    The paper coating process has a special place in the paper industry in order to reduce production costs and improving quality. In this study, kaolin was first extracted from waste paper and XRD, FTIR, SEM/EDX analysis are used to investigate the microstructural properties of kaolin recycled from waste paper. Then, the coating solution of Recycled kaolin was coated on paper at four levels of thickness 30, 60, 90, and 120 micrometers. Based on the study of permeability properties and mechanical properties, the superior treatment was related to coated paper with 120 micrometers thickness.

    Keywords: Kaolin recycling, microstructural properties, paper coating, mechanical strength, permeability properties
  • Sh. Shariati, M. Bostani, Fatemeh Shariati *, Sara Rahnama Pages 131-141
    Nowadays, Azolla become a problem in aquatic habitats. Also, the existence of colors in the water and the effluent of industries cause water contamination. In this research, the application of surface modified Azolla with nanoparticles of magnetite (Fe3O4) as a natural sorbent has been studied in removal of brilliant blue dye. The size and structure of the nanoparticles were examined by SEM and FT-IR, and particle size was less than 40 nm. Dye removal parameters including solution pH, ionic strength, absorbent weight, stirring time and solution volume have been optimized. The kinetic of brilliant blue adsorption on surface modified Azolla by magnetic nanoparticles showed that it is followed pseudo-second-order kinetic which indicate the chemical absorption of the dye on magnetite nanoparticle. Based on adsorption isotherms the process is coherent with Freundlich model. By using Azolla powder surface modified with magnetite nanoparticles, color removal is done in a very short time with high efficiency, which has the advantage of the application of these particles in treatment of wastewaters containing colored compounds .
    Keywords: Azolla, Brilliant blue, Magnetite nanoparticles, Surface adsorption
  • M. Ghofrani *, S. Khojasteh Khosro, A. Salarvandyan Pages 143-151
    This study was aimed to investigate the effect of wood extractivesclearing up of Aspen (Populus spp) and Oak (Quercus spp) wood species on the adhesion strength of nitrocellulose (clear) and acid-catalyzed transparent finishes. In order towood extractives clearing up, industrial acetone and hot water (45°C) solvents were used. Specimens’ surfaces were sanded with 120 and 180 grate sizes sandpaper, respectively, and covered with the transparent finish in two separate processes with clear and acid-catalyzed coatings. The wettability of the specimens’ surfaces was evaluated by using the contact angle method. The adhesion strength of the transparent coating was determined according to Pull off method. The results showed that wood extractives clearing up had a significant effect on surface wettability and adhesion strength of coating so that these samples showed higher wettability and adhesion strength than that of control samples. The highest wettability and adhesion strength were found in the wood samples cleared up with industrial acetone solvent. In general, the highest adhesion (8.14 MPa) of coating observed in the oak specimens cleared up with industrial acetone solvent and covered with acid-catalyzed coating. The lowest adhesion (2.01 MPa) also was obtained in control specimens’ of Aspen coated with clear finish.
    Keywords: Wood extractives clearing up, Surface wettability, Adhesion strength of coating, Oak, Aspen wood species, Transparent finish, Industrial acetone, hot water solvents
  • H. Daneshvar, M.S. Dorraji *, A Salami Pages 153-163

    The ZnFeAl-LDH was synthesized via the well-known co-precipitation method. The obtained solid was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infrared (FT-IR). Taguchi orthogonal design with five factors, namely adsorbent type and dosage, pH, dye concentration, and time was performed to optimize and model the dye removal efficiency and the percentage by LDH and derived MMO. The proposed model was in accordance with the experimental results with a correlation coefficient of 95.2% and 98.7% for removal efficiency and percentage, respectively. The desirability approach was adopted in order to maximize the adsorption capacity (q) and adsorption percentage (R %). Under optimum conditions, the maximum adsorption capacity of 151.48 mg/g and the removal percentage of 99.7% were obtained. Isotherm modeling and kinetic investigations showed that Langmuir and pseudo-second-order models describe both the adsorption equilibrium and kinetic behavior well.

    Keywords: Taguchi method, optimization, Layered double hydroxide, Adsorption, Calcination