Content area
Abstract
Cilj ove doktorske disertacije je da se ispitaju mogućnosti imobilizacije nanočestica titan-dioksida (TiO2) na hidrogelove kao nosače i fotodegradacija boja za tekstil iz vodenih rastvora pomoću titan-dioksid/hidrogel nanokompozita za potrebe prečišćavanja otpadnih voda iz tekstilne industrije. U radu su korišćene dve vrste TiO2 nanočestica: (a) sintetisane koloidne nanočestice TiO2, dobijene kiselom hidrolizom titan-tetrahlorida; (b) komercijalno dostupne nanočestice TiO2 (Degussa P25), radi poređenja fotokatalitičke aktivnosti. Kao nosači nanočestica TiO2 pripremljeni su sledeći hidrogelovi: (a) hidrogelovi hitozana, itakonske kiseline i metakrilne kiseline sintetisani radikalnom polimerizacijom; (b) mikročestice hitozana i poli(metakrilne kiseline), po prvi put sintetisane inverznom suspenzionom polimerizacijom; (c) interpenetrirajuće mreže (IPM) natrijum-alginata i delimično neutralisane poli(metakrilne kiseline) dobijene radikalnom polimerizacijom i naknadnim umrežavanjem jonima kalcijuma. Imobilizacijom nanočestica titan-dioksida na hidrogelove dobijeni su TiO2/hidrogel nanokompoziti, koji su okarakterisani i ispitana je njihova fotokatalitička aktivnost.
Prisustvo nanočestica TiO2 na/u hidrogelovima je potvrđeno energetskom disperzionom spektroskopijom (EDX). Skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM) je pokazala da hidrogelovi hitozana i interpenetrirajuće mreže natrijum-alginata imaju poroznu strukturu. Eksperimentima bubrenja i reološkim ispitivanjima je potvrđeno da veličina pora, kinetika bubrenja i mehanička jačina zavise od sastava hidrogelova, stepena umreženja, prisustva i vrste imobilisanih nanočestica TiO2. SEM analiza i optička mikroskopija su pokazale da mikročestice hitozana imaju sferičnu strukturu. Infracrvenom spektroskopijom sa Fourier-ovim transformacijama (FTIR) je utvrđeno da su u polimernu mrežu nosača ugrađene sve komponente prisutne tokom sinteze. Termogravimetrijskom analizom (TGA) i skenirajućom kalorimetrijom (DSC) je zaključeno da pripremljeni uzorci imaju dobru termičku stabilnost.
Lampa koja simulira sunčevu svetlost je korišćena za fotoaktivaciju TiO2/hidrogel nanokompozita u procesu fotodegradacije sledećih boja za tekstil: kisele boje C.I. Acid Orange 7, C.I. Acid Red 18 i C.I. Acid Blue 113, reaktivne boje C.I. Reactive Yellow 17 i C.I. Reactive Black 5, direktna boja C.I. Direct Blue 78i najčešće ispitivana test boja, bazna (katjonska) boja metilensko plavo. Uklanjanje boja iz vodenih rastvora praćeno je UV/Vis spektrofotometrom.





