Preparation of polysulfone-graphene oxide and polyvinyl alcohol-graphene oxide nanocomposites and investigation of their physical and chemical properties

Badrinnezhad, Lida and Nematollahzadeh, Ali and Azizian-Kalandaragh, Yashar and Habibi-Yangjeh, Aziz (2016) Preparation of polysulfone-graphene oxide and polyvinyl alcohol-graphene oxide nanocomposites and investigation of their physical and chemical properties. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Lida Badrinnezhad.pdf

Download (458kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The preparation of nanostructure composites based graphene oxide have extended applications in physics, chemistry, biology and engineering sciences. In this thesis cross-linked polyvinyl alcohol/graphene oxide and polysulfone/graphene oxide nanocomposites have been produced by solution mixing method and some of their physical and chemical properties were studied by UV-Vis and FTIR spectroscopies, and their structural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope. The all results of the analysis done on graphene oxide confirmed formation of this material.The results of X-ray diffraction of the produced nanocomposites confirmed exfoliation of graphene oxide layers in polymer nanocomposites.The results of scanning electron microscope showed layerd structure of graphene oxide and good dispersion of this material in crosslinked polyvinyl alcohol (PVA) and polysulfone (PSF) matrix.The results of FTIR spectroscopy confirmed the presence of functional groups-containing oxygen at graphene oxide surface and nanocomposite samples, respectively. The result of UV-Visible spectroscopy showed increase of optical absorbance of the crosslinked polyvinyl alcohol/graphene oxide nanocomposites compared with neat polymer. All of these analysis confirm homogeneous dispersion of graphene oxide nanofiller in polymer matrix. For investigation of wettebility of the prepared nanocomposites contact angle measurment was used and this measurments showed an increse in the hydrophilisity of polymer nanocomposite surfaces compared with neat polymer matrix. The results of metylene blue dye adsorption by the produced polysulfone/garphene oxide nanocomposites showed increase of dye adsorption by nanocomposites than polysulfone. By increasing graphene oxide content in polysulfone, dye removal was not change than to PSF/GO-0.75wt% composite. In addition, the fabrication of a special graphene oxide-cross-linked polyvinyl alcohol based Schottky barrier diode (SBDs) and the investigation their main electrical parameters.The All results obtained from The current-voltage (I–V), capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G-V) plots confirmed that cross-linked PVA interlayer can be used as an alternative material to replace the conventional SiO2 at M/S interface

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: تهیه نانوکامپوزیت¬های پلی¬سولفون-گرافین اکسید و پلی¬وینیل¬الکل-گرافین اکسید و بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی آن¬ها
Persian Abstract: تهیه¬ی کامپوزیت¬های نانوساختاری برپایه¬ی اکسید گرافین کاربردهای وسیعی در فیزیک، شیمی، زیست شناسی و علوم مهندسی دارد. در این پایان¬نامه نانوکامپوزیت¬های پلی¬وینیل¬الکل شبکه¬ای شده -اکسید گرافین و پلی¬سولفون -اکسید گرافین به کمک روش مخلوط کردن محلولی تهیه شده و برخی خواص فیزیکی و شیمیایی مربوط به آن¬ها به کمک طیف سنجی¬های مرئی-فرابنفش و تبدیل فوریه¬ی فروسرخ وخواص ساختاری آن¬ها به کمک پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی، مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. نتایج حاصل از تمامی آنالیزهای انجام شده تشکیل اکسید گرافین را تأیید کردند. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نمونه¬های نانوکامپوزیت تهیه شده، مؤید این است که اکسید گرافین به¬خوبی به ورقه¬های تک¬لایه در نمونه¬ی نانوکامپوزیت شکافته شده است. نتایج میکروسکوپ ا¬لکترونی روبشی حاصل از ریخت¬شناسی سطح نمونه¬ها، ساختار لایه لایه شده¬ی اکسید گرافین و توزیع خوب اکسید گرافین را در ماتریس¬های بس¬پار پلی¬وینیل¬الکل شبکه¬ای شده و پلی¬سولفون را نشان داد. نتایج طیف-سنجی تبدیل فوریه فروسرخ حضور گروه¬های عاملی مختلف اکسیژن¬دار را در سطح اکسید گرافین و نمونه¬های نانوکامپوزیت تأیید می¬کند. نتیجه¬ی حاصل از طیف¬سنجی مرئی-فرابنفش روی نانوکامپوزیت¬های پلی¬وینیل¬الکل شبکه¬ای شده-اکسید گرافین، افرایش جذب اپتیکی را با افزوده شدن اکسید گرافین به ماتریس بس¬پار نشان داد. تمامی آنالیزهای انجام شده مؤید توزیع شدگی همگن نانوپرکننده¬ی اکسید گرافین در ماتریس پلیمری است. نتایج بررسی ترشوندگی سطح نانوکامپوزیت تهیه شده به روش اندازه¬گیری زاویه¬ی تماس، نشان دهنده¬ی آبدوستی سطوح نانوکامپوزیت تهیه شده نسبت به ماتریس¬های بس¬پار خالص است. نانوکامپوزیت¬های پلی¬سولفون-اکسید گرافین، برای بررسی جذب رنگ متیلن بلو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تست جذب متیلن بلو توسط این نانوکامپوزیت، نشان می¬دهد که با افزودن اکسید گرافین به ماتریس بس¬پار پلی¬سولفون، میزان جذب متیلن بلو افزایش یافته است، اما افزایش غلظت اکسید گرافین تأثیر چندانی بر روی جذب متیلن بلو نگذاشته است. به علاوه یک دیود سد شاتکی خاص مبتنی بر پلی¬وینیل¬الکل شبکه¬ای شده –اکسید گرافین ساخته شده و بعضی از پارامترهای الکتریکی آن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از نمودارهای جریان/ظرفیت/رسانندگی-ولتاژ تأیید کننده¬ی این موضوع است که نانوکامپوزیت پلی¬وینیل¬الکل شبکه¬ای شده –اکسید گرافین می¬تواند به جای SiO2 استفاده شده در فصل¬مشترک فلز–نیمه¬رسانا بکار گرفته شود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Azizian-Kalandaragh, YasharUNSPECIFIED
Nematollahzadeh, AliUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Habibi-Yangjeh, AzizUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Date Deposited: 25 Nov 2018 16:50
Last Modified: 25 Nov 2018 16:50
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2152

Actions (login required)

View Item View Item