غشاهای آمیخته حل شونده یونی مشتق شده از پلی ساتین برای الکترولیز آب قلیایی

Polyisatin derived ion-solvating blend membranes for alkaline water electrolysis

چکیده
1- مقدمه
2- روند آزمایشات
3- نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
منابع

چکیده
توسعه غشاهایی بر مبنای خواص شیمیایی اسکلت پلی آروماتیکی که از خواص مقاومت قلیایی زیاد، رسانایی یونی زیاد و انتقال ناچیز گاز برای الکترولیز آب قلیایی برخوردار باشند، یک چالش بزرگ بشمار میرود. از اینرو یک منومر آروماتیک جدید پایدار قلیایی حاوی گروههای جانبی یون-حلالپوش پلی اتیلن اکسید (PEO) سنتز شد و با ایزاتین و بی فنیل از روش هیدروکسی آلکیلاسیون کاتالیز شده با سوپر اسید پلیمریزه شد تا کوپلیمرهای یون-حلالپوش ارائه دهد. کوپلیمرهای آروماتیک تهیه شده با اسکلتی عاری از آریل اتر (P(IB-PEO)-y)، از خواص عالی تشکیل فیلم، پایداری حرارتی زیاد، جذب متوسط الکترولیت KOH و رسانایی نسبتاً پایین برخوردار هستند. بنابراین برای توسعه بیشتر جذب الکترولیت و رسانایی یونی، کوپلیمرهای P(IB-PEO)-20 با پلی بنز ایمیدازول با نسبت 20/80، 30/70، 40/60 و 50/50 مخلوط شدند. غشاهای مخلوط تهیه شده میتوانند الکترولیت زیادی را (تا 97 wt%) جذب کنند و بیشترین رسانایی یونی 110 mS〖cm〗^(-1) در ℃80 برای مخلوط PBI80/P(IB-PEO) مشاهده شده است. غشای PBI70/P(IB-PEO) آغشته به محلول KOH یک مقاومت کششی 20MPa و افزایش قابل توجهی در مدول یانگ (131%) در مقایسه با غشای PBI80/P(IB-PEO) نشان میدهد. تست پایداری قلیایی شرح داده است که غشای PBI80/P(IB-PEO) اساساً مدول یانگ بزرگتری (افزایش 144%) پس از یک ماه در محلول KOH 20wt% در ℃80 نسبت به همتای عمل نیامده خود نشان میدهد. همچنین غشاهای PBI80/P(IB-PEO) و PBI70/P(IB-PEO) حدود 98-96 درصد از رسانایی ذاتی خود را پس از عمل آوری حفظ میکنند که نشاندهندۀ مقاومت قلیایی عالی آنهاست. غشاهای منتخب در یک الکترولایزر سلول واحد برای ارزیابی امکانسنجی و رفتار انتقال گاز مورد آزمایش قرار گرفتند. 

2- روند آزمایشات
2-1- مواد
پودر و غشاهای m-PBI از طریق تکنولوژیهای Blue Word تامین شدند. پلی (اتیلن اکسید) متیل اتر توسیلات، 2و5-دی برمو هیدروکینون، و 2و5-دی برمو-1و4-بیس(متوکسی پلی اتیلن اکسید) بنزن طبق یک روش مشخص سنتز شدند [42, 43]. بنزن بورونیک اسید (98%، کمپانی آلفا ایسر)، بیس(تری فنیل فسفین) پالادیم (II) دی کلرید (99/99 %، سیگمال آلدریچ)، پتاسیم کربنات (99%، K_2 〖CO〗_3)، بی فنیل (99% ، آلفا ایسر)، P-تولوئن سولفونیل کلرید (TsCl ، 98%، سیگما آلدریچ)، ایزاتین (98% ، آلفا ایسر)، تری فلورواستیک اسید (TFA، 99% ، آلفا ایسر)، تری فلورومتان سولفونیک اسید (TFSA ، 99%، شرکت فلوروکم)، پتاسیم هیدروکسید (بیش از 85 حبه، شرکت مرک)، N,N-دی متیل استامید (DMA ، 5/99 %، شرکت شارلب)، تولوئن (شارلب)، اتیل استات (سیگما آلدریچ)، متانول (سیگما آلدریچ)، دی کلرومتان (شارلب)، N,N-دی متیل فرمامید-d_7 (50/99 اتم درصد، Deutro DE) کلروفرم-d (80/99 اتم درصد، Deutro DE) همگی به صورت دست نخورده مورد استفاده قرار گرفتند. نیکل فوم (اندازه حفره 450μm، ضخامت 11.6 mm) از آلانتوم خریداری شد.

2-2- سنتز منومر p–ترفنیل عاملدار با گروه جانبی PEO
همانطور که شمای مولکولی 1 نشان میدهد منومر p–ترفنیل عاملدار با گروه جانبی PEO در سه مرحله سنتز میشود. دو مرحله اول شامل توسیلاسیون پلی (اتیلن گلیکول) متیل اتر و سپس واکنش با 2و5-دی برموبنزن-1و4-دی اُل است که پیشتر توسط گروه ما شرح داده شد [42, 43]. در مرحله بعد، محصول 2و5-دی برمو-1و4-بیس (متوکسی پلی (اتیلن اکسید)) بنزن با فنیل بورونیک اسید از طریق واکنش جفت شدگی Suzuki واکنش میدهد تا منومر مورد نظر بدست آید. شرح این سنتز بدین صورت است: 2و5-دی برمو-1و4-بیس(متوکسی پلی (اتیلن اکسید)) بنزن (7.67g, 8.24 mmol, 1eq)، بنزن بورونیک اسید (3.01g, 24.7 mmol, 3eq)، PdCl_2 (PPh_3 )_2 (0.3g, 0.41 mmol, 0.05eq)، محلول آبی 2M K_2 〖CO〗_3 (200ml) و تولوئن (42 ml) به یک فلاسک خشک گاززدایی شده اضافه شدند. مخلوط واکنش تحت رفلاکس به مدت 24 ساعت حرارت داده شد. پس از خنک شدن در دمای اتاق، فاز آبی از فاز آلی جدا شد. فاز آبی با تولوئن استخراج شد و فازهای آلی ترکیب شده، با آب و آب نمک شسته شدند و سپس با MgSO_4 خشک شده و در شرایط خلاء تغلیظ شدند. محصول روغنی قهوه ای روشن بدست آمده با تکنیک کروماتوگرافی ستونی (تولوئن/ اتیل استات 1:1) تخلیص و با بازدهی 76% جدا شد.

2-3- سنتز کوپلیمرهای P(IB-PEO)-y
کوپلیمرهای آروماتیک حاوی ایزاتین و عاملیت PEO جانبی از طریق پلیمریزاسیون رشد مرحله ای کاتالیز شده با سوپر اسید سنتز شدند. یک مثال از تهیه پلیمر در ادامه آمده است. ایزاتین (2.97 mmol, 0.44 g)، بی فنیل (2.16 mmol, 0.33g)، p-ترفنیل PEO (0.54 mmol, 0.5g) و TFA (3.3ml) درون یک فلاسک خشک تخلیه شده از گاز به یکدیگر اضافه شدند، با کمک یک حمام یخ ℃5-0 خنک شده و به مدت 5/0 ساعت همزده شدند. سپس به مخلوطی که در دمای اتاق با همزدن شدید به مدت 4 ساعت رها شده بود 3.8ml از TFSA به تدریج اضافه شد تا یک محلول سبز پررنگ بسیار ویسکوز بدست آید. سپس این محلول درون متانول ته نشین شد و یک پلیمر رشته ای نارنجی رنگ تشکیل گردید. پلیمر فیلتر شد، با متانول داغ شسته شد و نهایتاً تمام طول شب در آون خلاء در ℃80 خشک شد و با بازدهی 93-86 % جدا گردید. کوپلیمرهای سنتز شده از این لحظه به بعد P(IB-PEO)-y شناخته میشوند که y به درصد مولی منومر p–ترفنیل عاملدار جانبی PEO اشاره میکند و IB مخفف واحد بی فنیل-ایزاتین است.

پشتیبانی سایت های تک اتمی Co-N3 بر روی کربن فعال مشتق شده از کاغذ باطله جهت جذب هم افزایی و تخریب کاتالیزوری آنتی بیوتیک ها

Single-atom Co-N3 sites supported on waste paper-derived active carbon for synergistic adsorption and catalytic degradation of antibiotics

چکیده
1 مقدمه
2 مواد و روش ها
3 بحث و نتیجه گیری
4 نتیجه گیری
بیانیه ی همکاری نویسندگان CrediT
تعارض در منافع
قدردانی ها
پیوست A اطلاعات پشتیبانی
منابع

چکیده
کاتالیست های تک اتمی (SACs)، کاتالیست‌ های هتروژن نوظهور بوده که در طیف وسیعی از کاربردها‌ امیدبخش می‌ باشند. در این مقاله به معرفی ایجاد جایگاه‌ های تک اتمی Co با کوئوردیناسیون Co-N3پایه ‌دار منظم بر روی کربن فعال مشتق شده از کاغذ باطله (WPAC) می ‌پردازیم. مساحت سطح ویژه بالا (535.2m2g-1) و جایگاه ‌های تکی فعال ظرفیت جذب بالا و عملکرد کاتالیستی مطلوبی به Co-N3/WPAC بخشیده‌ اند. حداکثر ظرفیت جذب سولفیسوکسازول (SIZ) بر روی Co-N3/WPAC به mg g−1 274.5 و درصد حذف SIZ در سیستم Co-N3 /WPAC+PS به تقریبا %93 در 1 دقیقه رسیده است. ویژگی ‌های دو عاملی Co-N3/WPAC منجر به پیش تغلیظ موثر آلاینده‌ های آلی از محلول ‌های آبی و همچنین اکسیداسیون درجای آن‌ ها از طریق فرآیند اکسایش کاتالیستی شده است. به علاوه، سیستم Co-N3/WPAC+PS، محدوده گسترده عملکرد pH (3-11)، ظرفیت کانی ‌سازی بالا (تقریبا (89.3% و قابلیت استفاده مجدد عالی برای تجزیه‌ی SIZ را نشان داد. مطالعات مکانیسم نشان می‌دهد که جایگاه‌ های فعال Co-N3 مسئول تولید افزایشی گونه ‌های فعال اکسیژن از طریق فعال ‌سازی PS بوده و هر دو فرآیند رادیکال و غیر رادیکال به اکسایش SIZ کمک نموده ‌اند. این کار نگرش‌ های زیرکانه ‌ای را در رابطه با انباشت کاغذ باطله و کاربرد SACs برای اصلاح محیط زیست ارائه می‌ کند.

2 مواد و روش ها
2-1 مواد
پلی اتیلن ایمین (PEI) از شرکت شیمیایی آلفا ایسر (شانگهای، چین) خریداری شد. 5،10،15،20-تتراکیس (4-کربوکسی فنیل) کبالت پورفیرین (TCPP-Co) توسط شرکت علم و فناوری جینان هنگا(Jinan Henghua) عرضه شد (جینان، چین). اسید هیدروکلریک (HCI)، هیدروکسید سدیم (NaOH)، متانول (CH3OH، MeOH)، ترت بوتانول (C4H10O، TBA)، اتانول (C2H5OH، EtOH)، اسید فرمیک (HCOOH)، اسید فسفریک (H3PO4)، استونیتریل(C2H3N) ، ACN)، تری فلورواستیک اسید (CF3COOH)، تری اتیل آمین ((C2H5)3N)، سولفات سدیم (Na2SO4) و پرسولفات پتاسیم (K2S2O8، PS) توسط شرکت واکنشگر شیمیایی سینوفارم ارائه شدند (شانگهای، چین). مروپنم (C17H25N3O5S, MEM) توسط شرکت واکنشگر شیمیایی تیانجین گوانکفو (تیانجین، چین) ارائه شد. نورفلوکساسین (C16H18FN3O3, NOR)، بنزوکینون (C6H4O2، BQ) و فورفوریل الکل (C5H6O2، FFA) توسط شرکت شیمیایی علاءالدین (شانگهای، چین) به دست آمدند. سفالکسین (C16H19N3O5S، CL) توسط شرکت بیوتکنولوژی یوآن شانگهای حاصل شدند (شانگهای، چین). سولفامتوکسازول (C10H11N3O3S، SMX)، سولفیسوکسازول (C11H13N3O3S,SIZ)، 5،5-دی متیل-1-پیرولین N-اکسید (C6H11NO، DMPO) و 2،2،6،6-تترا متیل پیپریدین (C9H19N, TEMP) شرکت صنایع شیمیایی توکیو خریداری شدند (توکیو، ژاپن). هیدروکلراید تتراسایکلین (C22H24N2O8⋅HCl، TCH) و اسید کلرواستیک (ClCH2CO2H) توسط شرکت علمی پکن و J&K عرضه شد (پکن، چین). محلول رزین پرفلورینه نفیون از شرکت بازرگانی سیگما آلدریچ خریداری شد(شانگهای، چین). مواد شیمیایی فوق دارای درجه تجزیه و تحلیل بوده و بدون خالص سازی بیشتر و همانطور که خریداری شده استفاده شده اند. آب دیونیزه شده با سیستم آب فوق خالص Milli-Q (18.2 MΩ⋅cm) تهیه شده است.

2-2 آماده سازی Co-N3/WPAC
کاغذهای باطله (WP) از طریق شستن و خشک کردن پیش عمل آوری و جمع آوری شدند. فرآیندهای ساخت Co-N3/WPAC در طرح 1 نشان داده شده است. ابتدا 1 گرم از کاغذ باطله وزن شده و به یک بالن مخروطی 250 میلی لیتری حاوی 100 میلی لیتر آب مقطر اضافه شد. سپس 2.5 گرم سدیم هیدروکسید (NaOH) و 2.5 گرم کلرواستیک اسید (ClCH2COOH) به محلول اضافه شدند. این ترکیب تا دمای 65 درجه سانتیگراد حرارت داده شد و به مدت 30 دقیقه نگهداری گردید و سپس به مدت 4 ساعت در حمام آب همگن سازی شد. طی فرآیند گرمابی، گروه -COOH بر روی سطح کاغذ باطله(WP) پیوند زده شد. WP-COOH حاصل شسته و صاف شد و در تنور خلاء با دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت یک شب خشک گردید. سپس WP-COOH دارای بار منفی در 100 میلی لیتر محلول آبی حاوی 0.08 گرم PEI و 0.1 گرم TCPP-Co پاشیده شد. برای دستیابی به جذب کامل PEI و TCPP-Co بر روی WPCOOH، ترکیب به مدت 12 ساعت به طور مداوم هم زده شد. سپس ترکیب صاف و خشک شده و متعاقبا در دمای 550 درجه سانتیگراد با حد گرمایش 5 درجه سانتیگراد در دقیقه در اتمسفر N2 به مدت 2 ساعت کلسینه شد. سپس با افزایش دما به 700 درجه سانتیگراد با همان سرعت حرارت دهی شد و به مدت 1 ساعت دیگر نگهداری گردید. پس از سرد شدن و رسیدن به دمای اتاق، محصول به مدت 4 ساعت توسط 1 مولار اسید سولفوریک (H2SO4) در دمای 80 درجه سانتیگراد به عمل آمد و در نهایت با آب دیونیزه چندین بار شسته و در دمای 60 درجه سانتیگراد در فر خلاء خشک شد. جهت مقایسه، WPAC خالص با کلسینه کردن WP-COOH به همین روش تهیه شد.

لایه های بیوکامپوزیت کیتوزان عملکردی تقویت شده با نانوفیبریل سلولزی

Cellulose nanofibril reinforced functional chitosan biocomposite films

چکیده
1- مقدمه
2- روشهای تهیه پراکنه و تعیین مشخصات
3- نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
منابع

چکیده

کیتوسان بعلت خواصی مثل زیست تخریب پذیری، سازگاری با محیط زیست و تجدپذیری، اخیراً به شدت مورد توجه محققان قرار گرفته است. ولی ویژگیهای مکانیکی ضعیف فیلمهای کیتوسان، کاربرد آنها را در مقیاس وسیع محدود ساخته است. در این کار، یک استراتژی آمیزشTEMPO ، بین CNF اکسید شده (TOCN) و کیتوسان برای ساخت فیلمهای نانوکامپوزیت به منظور اصلاح مشخصات بیومکانیکی و حفظ زیست سازگاری آنها توسعه یافته است و فیلمهای نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان، تراگسیل نوری عالی (> 85%) و استحکام کششی بسیار بالای 235 MPa نشان داده اند. سازگاری خوب زنجیره های TOCN و کیتوسان، پراکنش خوب تجمعات کیتوسان و وجود دامنه های بلورین محکمTOCN ، دلایل اصلی بهبود مقاومت مکانیکی فیلمهای کامپوزیت هستند. این فیلمها مشخصات زیست تطبیق پذیری خوبی بر مبنای نتایج ارزیابی فعالیت سلولی نشان داده اند؛ همچنین این فیلمها به مدت بیش از 6 ماه میتوانند بدون هیچگونه تجزیه قابل توجهی در بافر PBS پایدار بمانند. فیلمهای نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان با این ویژگیهای عالی در پزشکی کاربرد چشمگیری پیدا کرده اند.

2- روشهای تهیه پراکنه و تعیین مشخصات
2-1- تهیه CNF اکسیدشده به روش اکسایش TEMPO
روش مشروح ساخت نانوفیبریلهای سلولز (CNF) در مطالعات پیشین توصیف شده است [31, 32]. بطور مختصر باید گفت که روش اکسیداسیون TEMPO اولین بار برای اکسید کردن خمیر کاغذ (Nordic AB) بکار رفت و سپس NaClO_2 در یک بافر استات برای اکسیداسیون بیشتر خمیر کاغذ جهت حذف لیگنین باقیمانده احتمالی استفاده شد. سرانجام فیبرهای خمیر کاغذ اکسیدشده از یک همگن ساز پُرفشار عبور داده شدند تا نانوفیبریلهای اکسید شده با TEMPO (TOCN) را بسازند. TOCN حاوی محتوای کربوکسیلاتی حدود 1 mmol/g و بار منفی با پتانسیل-ζ برابر با -71mV است. غلظت TOCN حدود 0.8 w% است.

2-2- تهیه پراکنه کیتوسان
در این کار، کیتوسان بسیار خالص (110kDa و حدود 75% استیل زدایی شده) از فروشگاه سیگماآلدریچ (سوئد) خریداری شد. یک محلول کیتوسان (1 wt%) از طریق انحلال پودر کیتوسان (10 g) با استیک اسید (2 wt% در آب دیونیزه) تهیه شد تا 1000ml محلول با PH نهایی 4 بدست آید. سپس این محلول برای حذف ذرات نامحلول، از یک صافی عبور داده شد.

2-3- تهیه فیلمهای کامپوزیت
پراکنه های کیتوسان بصورت قطره قطره به پراکنه TOCN با برش بوسیله یک دستگاه Ultra-Turrax با سرعتی حدود 10000 rpm اضافه شدند. توجه کنید که سرعتهای برش دیگری نیز بکار میروند اما زمان برش-اختلاط ممکن است متفاوت باشد. غلظت هم-پراکنه TOCN/ کیتوسان حدود 0.1 wt% بدست آمد. فرایند برش-اختلاط به مدت 5-2 دقیقه حفظ شد تا زمانیکه هیچ TOCN انباشته ای در هم-پراکنه مشاهده نگردید. سپس هم-پراکنه پس از خشک کردن سریع، با کمک دستگاه Rapid-Kothen در خلاء فیلتر شد. کیک مرطوب به شکل ساندویچ درون روکشهای فلزی بافته قرار گرفت تا گرما بصورت سریع و یکنواخت منتقل گردد. کاربرد این روش در آزمایشگاه آسان است ولی احتمالاً در مقیاس صنعتی، پیچیده خواهد بود. یک ایده نوآورانه باید توسعه یابد تا بتوان مستقیماً از یک میکسر داخلی [33, 34] یا یک اکسترودر دومارپیچی [35, 36] استفاده کرد. علامتگذاری نمونه های فیلم نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان بصورت مخفف بر مبنای درصد این دو مولفه بیان میشود: مثل T20C80 (20wt% از TOCN مخلوط شده با 80 wt% از کیتوسان)، T40C60 (40 wt% از TOCN مخلوط شده با 60 wt% از کیتوسان).

نانوذرات آلیاژ Pd-Sn جهت اکسیداسیون متانول الکتروکاتالیستی: تکامل فاز از محلول جامد به ترکیبات بین فلزی

Pd-Sn alloy nanoparticles for electrocatalytic methanol oxidation: Phase evolution from solid solution to intermetallic compounds

چکیده

1 مقدمه

2 آزمایشگاهی

3 نتایج و بحث

4 نتیجه گیری

تقدیر و تشکر

منابع

چکیده

     توسعه سودمند کاتالیست‌ها با فعالیت بالا و پایداری از طریق روش آلیاژ سازی، مسئله ای ضروری برای تبدیل انرژی در واکنش های الکتروکاتالیستی است. در میان ساختار های آلیاژی متفاوت ترکیب های بین فلزی(IMCs) بیشتر توجهات اخیر را به واسطه هندسه خاص و تاثیرات الکترونیکی، فعالیت عالی و پایداری که بخاطر ساختار منظم آنهاست، به خود جلب کرده است. در اینجا یک سری از ساختارهای حفره های نانو کریستال های آلیاژ شامل محلول جامد مکعبی با وجوه مرکز دار(Sn)Pd ،ترکیبات بین فلزیPd2Sn و ترکیبات بین فلزی Pd3Sn2از طریق یک روش حلالیت به وسیله گرما با تغییر نسبی پالادیوم و Sn تولید می شوند. تفاوت ساختار نانو کریستال ها از طریق میکروسکوپی الکترون و طیف سنجی به کمک آنالیز جداسازی عنصری محلی و طیف سنجی ایکس ری مورد تحقیق قرار گرفته است.از نظر فعالیت توده‌ای و فعالیت اختصاصی، در میان همه Pd3Sn2 واکنش اکسیداسیون متانول(MOR) فوق‌العاده‌ای را از خود نشان داد. عملکرد این آلیاژ از طریق شبیه سازی محاسبات تئوری تابع دانسیته(DFT) بر روی ۳ مدل آلیاژ Pd-Sn مختلف به خوبی درک شده است.در مقایسه با (Sn)Pd و Pd2Sn سینتیک بالای Pd3Sn2 به وسیله جذب ضعیف ترCO و جذب مطلوب CO-OHمشخص میشود.

آزمایشگاهی
مواد و مواد شیمیایی
     همه واکنش گر ها دارای درجات تحلیلی بودند و بدون خلوص سازی بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. پالادیوم استیل ازAldrich chemistry و قلع کلرید آّب پوشیده (SnCl2·2H2O) از سینوفارم، پلی وینیل از Macklin ،N,N-dimethylformamide (DMF)از Tianjin Yuanli ،Vulcan XC-72R کربن توسط کمپانی cabot ، پتاسیم هیدروکسید(KOH 95%) ازMeryer ، متانول محلول از shanghai Aladdin ،Nafion با درصد وزنی 5% از Sigma-Aldrich و آرگون (99.999) از Tianjin Yekong خریداری شد.

سنتز کاتالیست های NP PdxSny
     نانوذرات آلیاژ PdxSny با ارجاع به سنتز آلیاژ پلاتین _قلع آماده شد. Pd3Sn2 با یک پیش‌ساز Sn/Pd با نسبت 1:1 سنتز شد. در یک راکتور سنتز هیدروترمال ۱۲ میلی لیتر ازDMF 0.02 میلی مول Pd(acac)2 ،0.02 از SnCl2.2H2O و 0.3 گرم PVP افزوده شد.پس از اختلاط و حل شدن مواد اتوکلاو به یک اجاق ۲۰۰ درجه منتقل می شود و به مدت ۶ ساعت واکنش می دهد. محلول به دست آمده سانتریفیوژ شده و با آب دیونیزه شستشو داده شده و در وکیوم خشک شد. Pd(Sn) و Sn2Pd وSn(Pd) با متد مشابه به نسبت 1:4(0.008mmol از SnCl2.2H2Oو0.032mmol از Pd(acac)2) و 2:3 (0.016mmol از SnCl2.2H2Oو0.024mmol ازPd(acac)2) و 4:1 (0.032mmol از SnCl2.2H2O و0.008mmol ازPd(acac)2) همگی با همان شرایط ثابت سنتز شدند. سنتز Pd خالص( یا Sn) به منظور حذف پیش‌ساز Sn (یاPd) تحت شرایط یکسان است.

ویژگی های مواد
     از میکروسکوپی الکترون عبوری(TEM,JEOL-1230) برای تعیین مورفولوژی محصولات استفاده شد. TEMبا رزولوشن بالا(HRTEM) اسکن سالانه با زمینه تیره و زاویه بالا(HAADF-STEM) و طیف سنجی با انرژی های بالای ایکس(EDS) بر روی یک میکروسکوپ الکترونی عبوری ۲۰۰F صورت گرفت. ساختار کریستالی نمونه با استفاده از پراش سنجی ایکس ری(XRD) در دمای اتاق آنالیز شد که برای این کار از دیفراکتومترD8(Bruker AXS) و با منبع تشعشع Cu ka (40Kv,40mA,λ=1.5418A)استفاده کردیم. XPS با استفاده از یک طیف سنج ESCALAB-250XI و ایکس ری Al Ka انجام شد. مقادیر سه نمونه Pd-Sn برای واکنش الکتروکاتالیست با استفاده از طیف سنجی نوری پلاسمای دوتایی مشخص شد.(ICP-OES, Aglient720)

نظارت EPR بر پلیمریزاسیون آنیلین: سینتیک و مکانیسم واکنش

EPR monitoring of aniline polymerization: Kinetics and reaction mechanism

چکیده
1 مقدمه
2 تجربی
1-2 مواد و روش ها
2-2 مطالعه سینتیک پلیمریزاسیون آنیلین
3 نتایج و بحث
1-3 ملاحظات نظری سینتیک واکنش و مکانیزم پلیمریزاسیون اکسایشی مشتقات آنیلین
2-3 انتگرال گیری از معادله سینتیک بدست آمده برای پلیمریزاسیون اکسایشی مشتقات آنیلین
3-3 طیف های EPR پلی آنیلین و بررسی سینتیک پلیمریزاسیون آنیلین
4-3 تغییر مرتبه غلظت آنیلین
5-3 تاثیر دما روی سرعت پلیمریزاسیون آنیلین
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده

در این مقاله امکان استفاده از اسپکتروسکوپی EPR برای نظارت بر غلظت پلی آنیلین و کنترل سینتیک واکنش پلیمریزاسیون آنیلین بررسی می شود. اندازه گیری پارامترهای سینتیکی در دماهای مختلف و غلظت های اولیه متفاوت مواد شیمیایی انجام می شد. در تمامی موارد واکنش خودکاتالیزوری مشاهده شد. مشخص شد که درجه اکسیداسیون کاتالیستی پلی آنیلین از مرتبه 1 به مرتبه 2 تغییر می کند و در نتیجه باعث کاهش غلظت مونومر می شود. یک رویکرد جدید برای محاسبه معادله سرعت پلیمریزاسیون اکسایشی آنیلین و مشتقات آن با در نظر گرفتن جذب فیزیکی و شیمیایی مونومرها پیشنهاد می شود و مکانیزم این واکنش نیز بررسی می شود.

1مقدمه

ترکیبی از رسانایی الکتریکی عالی [1]، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا [2-4] باعث شده تا سنتز، خواص [5,6]، کاربرد پلی آنیلین و مشتقات آن [7-9] بطور گسترده مطالعه شود. درک مکانیزم سینتیک پلیمریزاسیون یکی از مهم ترین نکات برای یافتن رابطه بین خواص ماکرومولکول ها و شرایط سنتز آنها است. اگرچه مکانیزم سنتز بسیاری از پلیمرها بررسی شده است ولی ماهیت رشد زنجیر مولکولی در پلیمریزاسیون اکسایشی توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است [10]. اخیرا ماهیت هسته های فعال پلیمریزاسیون اکسایشی آمین های آروماتیک بررسی شده است و ته نشینی رادیکال ها [11]، کاتیون ها [12-14] و کاتیون های رادیکالی [15-17] بعنوان گزینه های جایگزین درنظر گرفته شده اند. فعالیت زیاد مونومرها با ترکیبات اهدا کننده الکترون در پلیمریزاسیون اکسایشی مشتقات آنیلین نشان دهنده تشکیل ذرات با بار مثبت بعنوان ترکیبات واسطه است [18,19]. داده های سینتیک [15-18]، نبود اتصال عرضی در زنجیر مولکولی [20] و ناکارآمدی برخی دام های کاتیونی در برهم کنش ترکیبات واسطه [21] پیشنهاد می دهد که کاتیون های رادیکال آزاد در واقع هسته های فعال پلیمریزاسیون اکسایشی مشتقات آنیلین هستند.

Abstract

The possibility of using EPR spectroscopy to monitor the current concentration of polyaniline and control the kinetics of aniline polymerization is shown. Kinetic measurements were carried out for various temperatures, initial concentrations of reagents. Autocatalysis was detected in all cases. It was shown that the order of polyaniline-catalyzed oxidation of aniline changes from the first to the second as a result of a decrease in the monomer concentration. A new approach to deriving an equation for the rate of oxidative polymerization of aniline and its derivatives is proposed taking into account the physical adsorption and chemisorption of the monomer, and the reaction mechanism is considered.

1 Introduction

The combination of significant electrical conductivity [1], high chemical and thermal stability [2–4] provided an increased interest in the study of synthesis, properties [5,6], directions of application of polyaniline and its derivatives [7–9]. The establishment of the mechanism and kinetics of polymerization is traditionally one of the important points in the search for relationships between the properties of macromolecules and the conditions of their synthesis. Although the mechanism of many classes of polymer synthesis reactions has been established, the nature of chain growth in oxidative polymerization is the subject of numerous discussions in literature [10]. Until recently even the nature of the active centers of the oxidative polymerization of aromatic amines was discussed, and the participation of radicals [11], cations [12–14], and radical cations [15–17] was considered as alternative options. The increased activity of monomers with electron-donor substituents in the oxidative polymerization of aniline derivatives indicates the formation of positively charged particles as intermediates [18,19]. Kinetic data [15–18], the absence of chain cross-linking [20] and the inefficiency of typical cationic “traps” in the interception of intermediates [21] suggest that radical cations are active centers of oxidative polymerization of aniline derivatives.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نظارت EPR بر پلیمریزاسیون آنیلین: سینتیک و مکانیسم واکنش

EPR monitoring of aniline polymerization: Kinetics and reaction mechanism

اثر مهار و مکانیسم های پلیمرهای هوشمند در انتقال مایعات در سراسر کانالهای نانو

The inhibiting effect and mechanisms of smart polymers on the transport of fluids throughout nano-channels

چکیده
1- مقدمه
2- روش ها
2-1- روش های محاسباتی
2-2- روشهای تجربی
3- نتایج و بحث ها
3-1- شبیه سازی پویایی های مولکولی
3-2- آزمایشات
4- نتیجه گیری

چکیده

انتقال یون ها در سراسر نانو-کانال ها برای عملکرد مواد متخلخل ضروری است. در اینجا، یک پلیمر جدید هوشمند با اجزای آبگریز و آبدوست توسط پویایی های مولکولی طراحی می شود تا فرایند نفوذ مویرگی را در مواد مبتنی بر سیمان تنظیم کند، که دوام کلی را تعیین می کند. ساختار پلیمری در یک انتها دارای گروه های کربوکسیل است که به دلیل قطبی بودن زیاد و همچنین چندین گروه آلکیل جذب می شود. زنجیره پلیمری مانند یک دروازه یک طرفه عمل می کند، که زمانی باز است (روی سطح ماتریس قرار گرفته) که منفذ نانو، بی آب باشد. با این حال، می توان آن را به سرعت (به صورت ایستاده، عمود بر ماتریس) با استفاده از گروه های آب گریز بست تا تاثیر مهار انتقال را هنگام تعامل با مایعات پیشرونده به حداکثر برساند. علاوه بر این، یک مهار کننده انتقال مایعات براساس مکانیسم های بالا ساخته می شود و به مخلوط های بتنی اضافه می شود. نتایج تجربی پس از تلفیق این مهارکننده، میزان جذب آب را نشان می دهند و نرخ مهاجرت یونی بتن، کاهش چشمگیری را تجربه می کند، که نشان دهنده افزایش قابل توجهی در دوام نمونه ها است. همچنین، فعل و انفعالات سطحی که در اینجا تفسیر شدند، ممکن است روزنه ی جدیدی بر درک پلیمرهای هوشمند و کاربرد آنها در ماتریس های مختلف ایجاد کنند.

4- نتیجه گیری

یک ماده مهار کننده جدید انتقال یون در این تحقیق طراحی، ساخته و آزمایش می شود. شبیه سازی های پویایی های مولکولی برای تعیین یک ساختار شیمایی مناسب از پلیمرهای هوشمند استفاده می شوند تا نفوذ مویرگی مایعات را تنظیم کنند، در حالی که آزمایشات انجام می شوند تا اثر مهار پلیمرها را بر انتقال آب و یونهای کلرید در ماتریس سیمانی متخلخل آزمایش کنند.
پلیمر هوشمند طراحی شده باید دارای یک انتهای آبدوست ( ) و تعداد زیادی گروه های آب گریز (آلکیل) باشند. از یک سو، گروه کربوکسیل جذب پایدار بر روی سطح C-SH را به علت جذب الکترواستاتیک قوی بین اتم های اکسیژن با قطبیت بالا (از ) و یون های کلسیم (از سطح C-S-H) تضمین می کند. از سوی دیگر، زنجیره های آب گریز به ممانعت از انتقال مایعات کمک می کنند. در چنین سناریویی، وقتی مایعات در یک منفذ ژل C-SH پیشروی می کنند، زنجیره های پلیمری هوشمند با یک انتهای جذب در سطح ماتریس، به تدریج عمود بر ماتریس قرار می گیرند، که کانال را مسدود کرده و ناحیه سطح مقطع یک مسیر انتقالی را کاهش می دهد. بنابراین، عمق نفوذ و میانگین مربع جابجایی های مولکول های حجیم آب و یون های کلرید به صورت چشمگیری هنگام مقایسه با فرایند نفوذ مویرگی آزاد کاهش می یابد.
براساس مکانیسم های تعاملی در میان ماتریس C-S-H، مایعات و مواد آلی که در بالا توضیح داده شد، پلیمرهای هوشمند در مهارکننده های انتقال یون ها ساخته می شوند و به مخلوط های بتنی اضافه می شوند. نتایج تجربی ثابت می کنند که میزان جذب آب و نرخ مهاجرت یون کلرید نمونه های بتنی، کاهش چشمگیری را نشان می دهد، که نشان دهنده بهره وری بالای مهار کننده انتقال یونی و افزایش قابل توجه در دوام سازه های بتنی مسلح است.

Abstract

The transport of ions throughout the nano-channels is vital to the performance of porous materials. Here, a novel smart polymer with both hydrophilic and hydrophobic components was designed by molecular dynamics to regulate the capillary penetration process in cement-based materials, which determines the overall durability. The polymer structure owns carboxyl groups at one end, which are strongly attracted by the surface of a cementitious matrix due to the high polarity, as well as several alkyl groups. The polymer chain acts like a unilateral gate, which is open (lie on the matrix surface) when the nano-pore is anhydrous. However, it can be closed rapidly (stand upright, vertical to the matrix), utilizing the hydrophobic groups to maximize the transport inhibiting effect once in contact with the advancing fluids. Furthermore, a fluid transport inhibitor was fabricated based on the above mechanisms and added to the concrete mixtures. The experimental results indicate after the incorporation of this inhibitor, the water adsorption amount and chloride ion migration rate of concrete experience a huge decrease, indicating a substantial enhancement in the durability of samples. The surface interactions interpreted here may also shed new light on the understandings of smart polymers and their applications onto various matrixes.

4- Conclusions

A novel ion transport inhibiting material was designed, fabricated and tested in this work. Molecular dynamics simulations were employed to determine a suitable chemical structure of smart polymers to regulate the capillary penetration of fluids, while experiments were carried out to test the real inhibiting effect of polymers on the transport of water and chloride ions in the porous cementitious matrix. The designed smart polymer should own one hydrophilic (eCOO−) end and large numbers of hydrophobic (alkyl) groups. On the one hand, the carboxyl group ensures the stable adsorption on the surface of C-SH, due to the strong electrostatic attraction between high polarity oxygen atoms (from eCOO−) and calcium ions (from C-S-H surface). On the other hand, hydrophobic chains help prevent the transport of fluids. In such a scenario, as fluids were advancing in a gel pore of C-SH, smart polymer chains, with one end adsorbing on the matrix surface,
gradually stood perpendicular to the matrix, which blocked the channel and decreased the cross-sectional area of a transport path. Therefore, the penetration depth and mean square displacements of bulk water molecules and chloride ions were dramatically decreased, as compared with the free capillary penetration process. Based on the interaction mechanisms among C-S-H matrix, fluids, and organics elucidated above, smart polymers were made into ions transport inhibitors and added to the concrete mixtures. The experimental results prove that the water adsorption amount and chloride ion migration rate of concrete samples experience a huge decrease, indicating the high efficiency of the ion transport inhibitor and substantial enhancement in the durability of reinforced concrete structures.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اثر مهار و مکانیسم های پلیمرهای هوشمند در انتقال مایعات در سراسر کانالهای نانو

The inhibiting effect and mechanisms of smart polymers on the transport of fluids throughout nano-channels

یک روش ریز استخراج فاز مایع با کمک گرداب جدید برای پارابن ها در محصولات روغنی آرایشی و بهداشتی با استفاده از حلال یوتکتیک عمیق

A novel vortex-assisted liquid phase microextraction method for parabens in cosmetic oil products using deep eutectic solvent

چکیده

1. مقدمه

2. کار تجربی

1.2. واکنش دهنده ها و محلول ها

2.2. تجهیزات

3.2. تهیه DES

4.2. شیوه ریز استخراج فاز مایع به کمک جریان گردابی

5.2. استراتژی بهینه سازی

3. نتایج و بحث

1.3. مشخصه یابی DES

2.3. اثر انواع DES

3.3. اثر حجم DES

4.3. اثر حجم حلال رقیق

5.3. اثر زمان جریان گردابی

6.3. عملکرد تحلیلی

7.3. کاربرد روش توسعه یافته برای نمونه های واقعی

8.3. مقایسه با دیگر روش ها

4. نتیجه گیری

چکیده

پارابن ها، که برای بدن ما مضر هستند، عمدتا به عنوان مواد نگهدارنده در پزشکی، محصولات مراقبت شخصی و لوازم آرایشی استفاده می شوند. یک روش جدید ریز استخراج فاز مایع به کمک جریان گردابی  که کارآمدتر، سریع تر و ارزان تر بوده؛ بر پایه ی حلال های یوتکتیک عمیق  (DES) برای تعیین پارابن ها توسعه داده شد. شرایط ریز استخراج با استفاده از این حلال ها بهینه شده و پارامترهای تحلیلی این روش تحت شرایط ریز استخراج بهینه، تعیین شد. پس از استخراج، جداسازی کروماتوگرافی از پارابن با استفاده از شناسایی کروماتوگرافی-UV مایع با کارایی بالا انجام شد. پارامترهای تجربی، از قیبل نوع DES ، حجم DES ، حجم حلال رقیق و زمان استخراج جریان گردابی؛ بهینه شد. DES6 (ChCl-اتیلن گلیکول (1/2)) مناسب ترین نوع DES برای کار در این مطالعه بود. محدودیت های شناسایی این روش؛ µg mL-1 0.053 برای متیل بارابن، µg mL-1 0.061 اتیل پارابن، µg mL-1 0.049 برای پروپیل پارابن و µg mL-1 0.052 برای بوتیل پارابن بدست آمد. ضرایب همبستگی (R2) برای محدوده غلظتی µg mL-1 0.1-100 بالاتر از 0.9992 و مقادیر انحراف معیار نسبی (RSD) زیر 2.91% در غلظت پارابن ها برابر µg mL-1 2.5، بدست آمد. نتایج مقادیر اختلاط / بازیابی نمونه های واقعی بیش از 84٪ بود. در مقایسه با سایر روش ها، مزایای اصلی این روش شامل: LOD پایین تر، زمان استخراج کوتاه، سرعت، تکرارپذیری و سادگی است.

1- مقدمه

به منظور جلوگیری از زوال و فساد، بسیاری از مواد نگهدارنده و افزودنی ها به طور گسترده ای در مواد غذایی، دارویی و محصولات آرایشی استفاده می شوند و به این ترتیب زمان ماندگاری را افزایش می دهند [1،2]. مصرف-کنندگان از طریق بلعیدن غذاهای فرآوری شده و محصولات دارویی، یا استفاده از محصولات مراقبت شخصی و لوازم آرایشی در معرض بسیاری از مواد شیمیایی قرار می گیرند. با این حال، تمایل به تحریک آلرژیک این نگهدارنده ها ممکن است برای مصرف کنندگان مضر باشد ]3-5[.

4- نتیجه گیری

6 DES همراه با کلرید کولین HBDها به منظور استخراج پارابن ها از روغن های آرایشی متفاوت، تهیه شدند. تعیین شد که DES6، از کلرید کولین و اتیلن گلیکول تشکیل شده، موثرترین نمونه برای استخراج پارابن ها از روغن های آرایشی بود. DES6 سنتز و مشخصه یابی شد، و سپس طی ریز استخراج فاز مایع به کمک جریان گردابی پارابن ها از نمونه های روغنی آرایشی بکار رفت. استخراج پارابن ها با DES قبل از این مطالعه نشده بود. روش توسعه یافته برای استخراج و شناسایی پارابن ها در روغن های آرایشی ساده بوده و سازگار با محیط زیست است. مزیت دیگر این روش سرعت بالاست، که به زمان استخراج در حدود 3 دقیقه نیاز دارد، که از هیچ حلال آلی (هگزان) استفاده نمی کند و LOD آن در مقایسه با دیگر روش ها بسیار کم است. نتایج نشان می دهد که DES6 می تواند به صورت کمی پارابن ها را از روغن های آرایشی استخراج کنند، هنگامی که با روش ریز استخراج فاز مایع به کمک جریان گردابی (V-LPME) ترکیب می شود. مورفولوژی با استفاده از آزمایش های اختلاط/بازیابی با مقادیر بیشتر از 84٪ برای متیل، اتیل، پروپیل و بوتیل پارابن تصدیق شد.

Abstract

The parabens, which are harmful to our bodies, are primarily utilized as preservatives in medicine, personal care products and cosmetics. A novel, more efficient, fast and cheap vortex-assisted liquid phase microextraction method based on deep eutectic solvents (DESs) was developed for the determination of parabens. The microextraction conditions were optimized using these solvents and the analytical parameters of the method were determined under optimal microex­ traction conditions. After extraction, the chromatographic separation of parabens was undertaken using high-performance liquid chroma­ tography-UV detection. Experimental parameters, such as DES type, DES volume, dilution solvent volume and vortex extraction time were optimized DES6 [Cha-Ethylene glycol (112)] was the most suitable DES  to  work  In this  study.  Detection  limits for  this  method  of 0.053 µg ml_, for methylparaben, 0.061 µg ml_, for ethylparaben, 0.049 µg ml-1 for propylparaben and 0.052 µ9 ml-1 for butylpar­ aben were obtained. Correlation coefficients (R”) for a concentration ranged 0.1-100 µg ml_, were higher than 0.9992 and relative standard deviation (RSD) values below 2.91% at parabens concentra­ tion of 2.5 µg ml-1 were obtained. The results of spike/recovery values of real samples were greater than 84%. When compared with other methods, the main advantages include lower LOO, short extraction time, rapidity, repeatability and simplicity.

1- Introduction

In order to prevent aging and deterioration, many preservatives and additives are widely utilized in food, medicine and cosmetic products and thus extend shelf life [1,2]. Consumers are exposed to many chemicals through the ingestion of processed food and pharmaceu­ tical products, or the application of personal care products and cosmetics. However, the tendency to allergic stimulation of these protectors may be harmful to consumers [3-5]. 

4- Conclusion

Six DESs were prepared with choline chloride and HBDs for the extraction of parabens from different cosmetic oils. It was determined that DES6, formed from choline chloride and ethylene glycol was the most effective for the extraction of parabens from cosmetic oils. The DES6 was synthesized and characterized, and then applied during the vortex­ assisted liquid-phase microextraction of parabens from different cosmetic oil samples. The extraction of parabens with DES has never been studied before. The developed method for the extraction and detection of parabens in cosmetic oils is simple and environmentally friendly. The other advantages of this method are that it is very rapid, with an extraction time of as little as 3 minutes being required, it uses no organic solvents (hexane) and the LOD is very low compared with other methods. The results show that DES6 can quantitatively extract parabens from cosmetic oils when combined with vortex-assisted liquid phase microextraction (V-LPME). The methodology was vali­ dated using spike/recovery experiments with values greater than 84% for methyl, ethyl, propyl and butyl parabens being achieved.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک روش ریز استخراج فاز مایع با کمک گرداب جدید برای پارابن ها در محصولات روغنی آرایشی و بهداشتی با استفاده از حلال یوتکتیک عمیق

A novel vortex-assisted liquid phase microextraction method for parabens in cosmetic oil products using deep eutectic solvent

غشای کوپلیمری جدید ضد رسوب PVDF-g-THFMA ساخته شده توسط پلیمریزاسیون رادیکالی غیرفعال شده برگشت پذیر القا شده نوری با Cu (II)

Novel anti-fouling PVDF-g-THFMA copolymer membrane fabricated via photoinduced Cu(II)-mediated reversible deactivation radical polymerization

Abstract

In this study, we fabricated a novel anti-fouling poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane using a novel amphiphilic copolymer of PVDF grafted with tetrahydrofurfuryl methacrylate (PVDF-g-THFMA). This copolymer was synthesized via photoinduced Cu(II)-mediated reversible deactivation radical polymerization. The amphiphilic copolymer was characterized by 1H nuclear magnetic resonance and Fourier transform infrared spectroscopy. The morphology of the copolymer was examined using scanning electron microscopy. The permeability and hydrophilicity of the membranes were evaluated on the basis of their pure water flux and dynamic contact angles, respectively. The anti-fouling property of the membranes was evaluated by carrying out filtration using a bovine serum albumin (BSA) solution. The PVDF-g-THFMA copolymer membranes showed a pure flux of up to 293.9 L m−2 h−1 bar−1 and a molecular weight cut off of 39.5 kDa. After the filtration of the BSA solution, the PVDF-g-THFMA copolymer membrane was washed with deionized water and the recovery ratio of the pure water flux reached a value of 89.1%. The modified membrane showed good filtration performance and anti-fouling property.

1 Introduction

Among commercial polymers, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) has received much attention as a membrane material owing to its excellent properties such as high mechanical strength, thermal stability, and outstanding chemical resistance to various organic solvents, acids, and bases [1–3]. However, the commercialization of PVDF membranes is limited. The surface energy of PVDF is very low, leading to the poor wettability and strong hydrophobic nature of PVDF membranes. Because of their hydrophobic nature, PVDF membranes are impressionable while treating aqueous solutions containing proteins. This increases the cost of operation and decreases the lifetime of PVDF membranes.

Many efforts have been made to improve the hydrophilicity of PVDF membranes. Coating a hydrophilic layer on the surface of PVDF membranes [4], grafting PVDF via various means such as ultraviolet (UV) photo irradiation, plasma, high-energy irradiation, and “living”/controlled polymerization, e.g. atom transfer radical polymerization (ATRP), and reverse atom transfer radical polymerization (RATRP) [5– 8], and introducing hydrophilic polymers [9], amphiphilic polymers, and inorganic nanoparticles into the membrane matrix have been proved to be effective in the modification of PVDF membranes [10–12].

Over the past few years, photochemically initiated ATRP, which offers the advantages of both ATRP and photopolymerization, has been studied extensively [13, 14]. Using this method, PVDF copolymers with a predetermined molecular weight and narrow molecular weight distribution can be synthesized. Compared to ATRP, photoinduced ATRP involves lower activation energy, faster reaction speed, and lower reaction temperature [15]. Yagci and co-workers developed the photoinduced Cu(II)- mediated reversible deactivation radical polymerization (RDRP) method. Cu(II) is of the utmost importance for the polymerization process in this method [16–18]. Over the past few years, photoinduced Cu(II)-mediated RDRP has received much attention and various modifications have been made to it [19]. In order to compensate for the unavoidable radical termination reactions in conventional ATRP, a high concentration of the Cu(I) catalyst is used. Cu(II)-mediated RDRP decreases the concentration of the copper catalyst used significantly without affecting the polymerization process. Compared to traditional reducing agents, light is an efficient and clean reducing agent for Cu(II). The light intensity reactor received can be changed by control the reaction equipment (the reactor was placed in it) size and polymerization time can be controlled through switching on or off light source. We can obtain polymer with certain grafting degree via control reaction equipment size and reaction time.[20]. The use of amphiphilic copolymers can improve the hydrophilicity of PVDF membranes in a single step during the membrane fabrication itself [21, 22]. Owing to their selfassembling ability, these copolymers impart a uniform pore size, narrow pore size distribution, and high water flux to PVDF membranes. The strong interactions between the bulk polymer and hydrophobic chains of amphiphilic copolymers can effectively increase their compatibility and stability in the PVDF membrane matrix [23, 24]. Amphiphilic copolymers such as PVDF grafted with poly(methyl methacrylate) (PVDF-g-PMAA), PVDF grafted with poly(hydroxyethyl methacrylate) (PVDF-gPHEMA), and PVDF grafted with poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PVDF-g-PEGMA) have been synthesized [25–27]. PVDF membranes using these amphiphilic copolymers as additives show excellent hydrophilicity and anti-fouling property. Recently, amphiphilic copolymers such as PVDF-cochlorotrifluoroethylene)-graft-poly(methyl methacrylate) (P(VDF-co-CTFE)-gPMMA) have been synthesized via photoinduced Cu(II)-mediated RDRP [28]. Motivated by these studies, we developed a PVDF amphiphilic copolymer membrane in this study. During the synthesis of PVDF amphiphilic copolymer membranes, a large number of hydrophilic segments are transferred to the membrane surface, which then self-assemble into regular pores. As a result, such membranes show good anti-fouling property and high flux.

In this study, we synthesized a novel amphiphilic copolymer of PVDF grafted with tetrahydrofurfuryl methacrylate (PVDF-g-THFMA) via photoinduced Cu(II)-mediated RDRP (a variation of ATRP) [29]. This copolymer was used to develop an anti-fouling ultrafiltration PVDF membrane via nonsolvent-induced phase separation. In this study, THFMA was used to fabricate a PVDF grafting copolymer for the first time. The results showed that photoinduced Cu(II)-mediated RDRP is an efficient approach to modify PVDF membranes. To the best of our knowledge there have been no reports on modifying PVDF membranes using this approach. The morphology of the prepared membranes was investigated using a scanning electron microscope (SEM). The performance of the PVDF-g-THFMA copolymer membranes was evaluated on the basis of their pure water flux, molecular weight cut off (MWCO), rejection of bovine serum albumin (BSA), and protein filtration experiments.

مهندسی سنتزهای پلی کتاید مدولار برای تولید سوخت های زیستی و مواد شیمیایی صنعتی

Engineering modular polyketide synthases for production of biofuels and industrial chemicals

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مهندسی سنتزهای پلی کتاید مدولار برای تولید سوخت های زیستی و مواد شیمیایی صنعتی

Engineering modular polyketide synthases for production of biofuels and industrial chemicals

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نمک دی فنیل فناسیل سولفونیوم به عنوان اغازگر نوری دوتایی برای پلیمریزاسیون های رادیکال و کاتیونی آزاد

Diphenylphenacyl Sulfonium Salt as Dual Photoinitiator for Free Radical and Cationic Polymerizations

چکیده

مقدمه

روش تجربی

مواد

ابزار

محاسبات نظری

تهیه تری فنیل سولفونیوم تترا فلورو برات (TPS+BF4)

تهیه دی فنیل فناسیل سولفونیوم تترا فلورو برات (DPPS+BF4)

روند کلی برای پلیمریزاسیون آغازگر نوری

نتایج و بحث

بلورنگاری اشعه ایکس تک بلور

نتیجه گیری

چکیده

نمک دی فنیل فناسیل سولفونیوم تترا فلورو برات (DPPS+BF4-)، دارای واحدهای ساختاری فناسیل و سولفونیوم، سنتز و مشخصه یابی شد. DPPS+BF4- نور را در طول موج های نسبتاً بالاتری جذب می کند. فعالیت اولیه حساس و مستقیم نمک در هر دو روش پلیمریزاسیون های رادیکال آزاد و کاتیونی، بررسی و با تری فنیل سولفونیوم تترا فلورو برات (TPS+BF4-) مشابه با آن مقایسه شد. گرماسنج نوری روبشی تفاضلی و مطالعات گرانشی معمولی آشکار کرد که، DPPS+BF4- کارآیی بالاتر پلیمریزاسیون های حساس و مستقیم، اغلب مونومرهای مورد بررسی را، نشان می دهد. اگرچه، اصولا هر دو گسسته شدن های جور و ناجور ممکن است، مطالعات تئوری نشان می دهد که مسیر جور برای نسل گونه های آغازگر واکنشی مطلوب تر است.

مقدمه

پلیمریزاسیون نوری در حال حاضر یکی از مهمترین تکنیک های پلیمریزاسیون در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله پوشش ها، جوهرهای چسب، چاپ و میکروالکترونیک است. در حالی که بیشتر کاربردهای صنعتی نورپزی بر روی تکنیک های پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تمرکز دارد، حالت کاتیونی نیز عمدتا به دلیل عدم حساسیت آن به اکسیژن، توجه قابل توجهی را در صنعت و دانشگاه به خود جلب کرده است. رشد بیشتر چنین توجهی به شدت با توسعه آغازکننده هایی که الزامات برنامه هایی خاص را برآورده می کنند، همراه است. سرعت پخت بالا، انتخاب طول موج، مهاجرت کم و حلالیت؛ معمولا معیارهای مهمی برای کاربرد موفقیت آمیز آغازگران در فرآیندهای پخت صنعتی هستند. نمک های یونیوم شناخته شده است که پلیمریزاسیون های رادیکال آزاد و کاتیونی را آغاز می کند. در میان آنها ، نمک های یدونیوم، پیریدینیوم، فسفونیوم و سولفونیوم به عنوان آغازگرهای پلیمریزاسیون کاتیونی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. اشکال اصلی آغازگرهای نوع یونیوم پاسخ طیفی پایین آنها در طول موج های بالا است.

نتیجه گیری

آغازگر نوری جدید سولفونیوم از نوع فناسیل (DPPS+BF4-) که توانایی شروع پلیمریزاسیون رادیکالی و کاتیونی دارد، سنتز شد. DPPS+BF4- از نظر حرارتی تا دمای oC 198 پایدار بوده و مشخصه های جذب بالاتری را (شکل های S3 و S4) با تبدیل های پلیمریزاسیون نسبتا بالاتر برای اغلب مونومرها در مقایسه با تری فنیل سولفونیوم مشابه آن، TPS+BF4-، نشان می دهد. همچنین مطالعات حساس شدن به نور نشان داد که DPPS+BF4- مبدل های بالاتری را نسبت به TBS+BF 4- ارائه می کند، که این امر احتمالا ناشی از گونه های کاتیونی اضافی تشکیل شده می باشد. مطالعات CV نشان داد که DPPS+BF4- فرآیندهای اکسایشی کارآمدتری را به علت شرایط ترمودینامیکی مطلوب از سر می گذراند. کاربرد پوششی بالقوه سیستم آغازگر با استفاده از مطالعات نور-DSC با استفاده از یک مونومر چند عاملی TEGDMA، نشان داده شد.

Abstract

Diphenylphenacylsulfonium tetrafluoroborate (DPPS1 BF4–) salt possessing both phenacyl and sulfonium structural units was synthesized and characterized. DPPS1BF4– absorbs light at relatively higher wavelengths. The direct and sensitized initiation activity of the salt in both cationic and free radical photopolymerizations was investigated and compared with that of its analogue triphenylsulfonium tetrafluoroborate (TPS1BF4–). Differential scanning photocalorimetry and conventional gravimetric studies revealed that DPPS1BF4– showed higher efficiency for direct and sensitized photopolymerizations of most of the monomers investigated. Although, principally both homolytic and/or heterolytic cleavage is possible, theoretical studies suggested that homolytic pathway is more favored for the generation of reactive initiating species.

INTRODUCTION

Photopolymerization is currently one of the most important polymerization techniques in wide range of applications such as coatings, adhesives inks, printing, and microelectronics.1–5 While most of the industrial applications of photocuring focus on free radical polymerization techniques, the cationic mode also receives considerable attention in industry and academia mainly due to its insensitivity to oxygen.6 The further growth of such interest is strongly coupled to the development of initiators which fulfill requirements for specific applications. High curing speed, wavelength selectivity, low migration, and solubility are typically important criteria for successful application of initiators in industrial curing processes. Onium salts are known to initiate both free radical and cationic polymerizations.7,8 Among them, iodonium,9–14 pyridinium,11,15 phosphonium,16,17 and sulfonium salts9,14,18,19 are most extensively used as initiators for cationic polymerization. The major drawback of onium type initiators is their low spectral response at high wavelengths.

CONCLUSIONS

A novel phenacyl-type sulfonium photoinitiator (DPPS1BF– 4) which is capable of initiating both radical and cationic polymerization was synthesized. DPPS1BF– 4 is thermally stable until 198 8C and showed higher absorption characteristics (Supporting Information Figures S3 and S4) with relatively higher polymerization conversions for most of the monomers compared with its triphenyl sulfonium analogue, TPS1BF– 4. Photosensitization studies also revealed that DPPS1BF– 4 gave higher conversions compared with that of TPS1BF– 4 probably due to the additional cationic species formed. CV studies revealed that DPPS1BF– 4 undergoes redox processes more efficiently due to the favorable thermodynamic conditions. Potential coating application of the initiating system was demonstrated by photo-DSC studies using a multifunctional monomer TEGDMA.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نمک دی فنیل فناسیل سولفونیوم به عنوان اغازگر نوری دوتایی برای پلیمریزاسیون های رادیکال و کاتیونی آزاد

Diphenylphenacyl Sulfonium Salt as Dual Photoinitiator for Free Radical and Cationic Polymerizations