Študij TiO [spodaj] 2 nanoprevlek regeneriranih celuloznih vlaken za doseganje samočistilnega učinka

doktorska disertacija

Nika Veronovski (Avtor), Majda Sfiligoj-Smole (Mentor), Aleksandra Lobnik (Komentor), Tatjana Kreže (Komentor)

Povzetek

Cilj naloge je bil razvoj postopka nanomodifikacije površine regeneriranih celuloznih vlaken z namenom pridobivanja vlaken s trajnimi samočistilnimi lastnostmi, hkrati pa zaščititi vlakno pred negativnimi vplivi postopka obdelave in fotokatalitičnega delovanja delcev na lastnosti vlaken. Za raziskavo smo uporabili regenerirana celulozna liocel vlakna, ki sodijo med obnovljiva vlakna izdelana po ekološko nespornem postopku direktnega raztapljanja celuloze. Za modifikacijo smo uporabili fotokatalizator TiO2, ki smo ga na vlakno nanašali z uporabo različnih postopkov. Raziskava je zajemala dva temeljna postopka plastenja; to sta postopek neposrednega oblikovanja nanoprevlek na vlaknih in vezava predhodno oblikovanih delcev na vlakna. Preučili smo vpliv pogojev plastenja na morfologijo nanoprevlek in na njihovo učinkovitost. V prvi fazi smo pripravili prevleke na vlaknih s pomočjosol-gel tehnologije. Proučili smo vpliv pogojev sol-gel postopka na velikost in učinkovitost delcev ter nekatere lastnosti obdelane tekstilije (mehanske lastnosti, trajnost obdelave, elektrokinetične lastnosti) ter ocenili poškodbe vlaken. V drugem delu raziskave smo za pripravo prevlek uporabili že pripravljene TiO2 nanodelce, ki imajo ustrezno fotokatalitično aktivnost za doseganje samočistilnosti modificiranih površin. Določili smo uporabnost TiO2 P25 nanodelcevza oblikovanje prevlek na vlaknih na osnovi stabilnosti njihovih koloidnih raztopin. Za doseganje stabilizacije delcev v vodnih disperzijah smo spreminjali površinski naboj delcev in/ali uporabili površinsko aktivna sredstva. Poleg tega smo preučili postopek vezave kompozitnih TiO2-SiO2 nanodelcev, kjer SiO2 deluje hkrati kot vezivno sredstvo, poleg tega pa ščiti nosilno vlakno pred fotokatalitičnimi vplivi katalizatorja. Kot vezivno sredstvo za vezanje nanodelcev smo uporabili še raztopino celuloze. Kljub temu, da so raziskave pokazale, da imajo vsi vzorci s TiO2 prevlekami samočistilno sposobnost, pa je le-ta najvišja v primeru vzorcev, obdelanih v stabilni disperziji TiO2 P25 nanodelcev. Največ organske snovi v madežu se razgradi v 8-ih dneh izpostavljenosti direktni dnevni svetlobi. Po funkcinalni učinkovitosti in vplivu na tehnološko-uporabne lastnosti je postopek izdelave kompozitnih TiO2-SiO2 nanoprevlek najprimernejši.

Ključne besede

TiO2 nanodelci;fotokatalizator;samočistilnost;regenerirana celulozna vlakna;

Podatki

Jezik:	Slovenski jezik
Leto izida:	2009
Izvor:	[Maribor
Tipologija:	2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:	UM FS - Fakulteta za strojništvo
Založnik:	N. Veronovski]
UDK:	677
COBISS:	245715200
Št. ogledov:	4538
Št. prenosov:	494
Ocena:	0 (0 glasov)
Metapodatki:

Ostali podatki

Sekundarni jezik:	Angleški jezik
Sekundarni naslov:	Study of Tio [sub] 2 nanocoatings on regenerated cellulose fibres with TiO [sub] 2 nanoparticles for obtaining self-cleaning effect
Sekundarni povzetek:	The aim of present work was to develop nanomodification process for regenerated cellulose surfaces for obtaining self-cleaning fibres with long-lasting self-cleaning properties and at the same time to prevent fibres against the negative influences of the process and against the strong photocatalytic action of TiO2 nanoparticles on fibre properties. For the modification sustainable, biodegradable regenerated cellulose Lyocell fibres were used, created through an ecological direct dissolving process of cellulose. For modification TiO2 photocatalyst was used, attached using different deposition techniques. The research comprised of two basic coating processes; process of direct (in situ) formation of nanocoatings on fibres surfaces and process of nanocoatigs preparation starting from TiO2 P25 powder.We studied the influence of conditions under which the processes for nanocoating can give rise to self-cleaning cellulose materials on nanocoatingsefficiency. In the first phase, nanocoatings on fibres surfaces were prepared using sol-gel technology. We have studied the influence of sol-gel process conditions on the particle size and effectiveness. The influence of nanocoating conditions on applicable properties of treated material (mechanical properties, treatment durability, electrokinetical properties) and fibre damages were determined likewise. In the second part of research, we have used already formed TiO2 P25 nanoparticles, with appropriatephotocatalitic ability for obtaining self-cleaning modified surfaces. We determined practical application of TiO2 P25 nanoparticles based on stability of colloid solutions. TiO2 P25 aqueous dispersions were stabilized by changing the particle surface charge density and/or adding selected surfactants. In addition, we studied the process for attaching composite TiO2-SiO2 nanoparticles, where SiO2 acts as a binding agent, furthermore it prevents fibre against photocatalytic influence of catalyst. Asa binding agent we have used viscose solution, as well. In spite of the fact, that investigations indicated self-cleaning effectiveness of all TiO2 coated samples, the self-cleaning effectiveness was the highest for samples, treated using stable dispersions of TiO2 P25 nanoparticles. The most of organic material in the stain was decomposed during 8 days uder exposure to direct daylight. According to functional effectiveness and the influence on technologically-applicable properties, the process of preparing composite TiO2-SiO2 nanocoatings was the most appropriate.
Sekundarne ključne besede:	TiO2 nanoparticles;photocatalyst;self-cleaning;regenerated cellulose fibres;
URN:	URN:SI:UM:
Vrsta dela (COBISS):	Doktorska disertacija
Komentar na gradivo:	Univ. Maribor, Fak. za strojništvo
Strani:	XL, 181 str.
Ključne besede (UDK):	applied sciences;medicine;technology;uporabne znanosti;medicina;tehnika;various industries;trades and crafts;razne industrije;obrti in rokodelstva;textile industry;tekstilna industrija;
ID:	986083