چکیده

در این پایا ن نامه برای محافظت از ساختار چوب در برابر اشعه فرابنفش و رطوبت ،تثبیت نانو ذرات دی اکسید کربن تیتانیوم بر رروی سطح چوب انجام شده است.خواص فوتوکالیستی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم برای محافظت از ساختار چوب مورد استفاده قرار گرفته شده است.تولید نانو ذرات توسط روش SOL-GEL و با استفاده از محلول EOTH/TICL4 انجام شده است.برای تثبیت نانو ذرات بر  روی چوب روش غوطه وری و بازپخت مورد استفاده قرار گرفته است.با توجه به آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی از نمونه ها گرفته شده است .با استفاده از این روش پوشش دهی ،پوششی یکنواخت از نانو ذرات بر روی سطح آمده است.

برای بررسی آسیب های ساختاری ایجاد شده در چوب ،مانند تغییر در ساختار لکنین و کربنیل ها در اثر تابش اشعه فرابنفش ،طیف سنجی مادون قرمز و کالیمتری انجام شده است.در این بررسی چوبهای پوشش داده شده و پوشش داده نشده با هم مقایسه شده اند.برای تاثی بررسی نانو ذرات در محافظت از پوب در برابر رطوبت زاویه سنجی ذرات آب بر روی سطح چوب انجام شده سات.در واقع میرزان آبدوستی یا ابگریزی سطح چوب و قبل از تثیت نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفته است.همچنین درصد واکشیدگی و در صد جذب آن توسط چوب در زمانهای مختلف بر اساس استاندارد مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج بدست آمده از این اندازه گیری ها در این پایان نامه نشان میدهد که چوب در برابر اشعه فرابنفش و رطوبت مقاوم شده است.

مطالعات ساختاری چوب های پوشش داده شده از از نانو ذرات نشان می دهد.که ساختار چوب توسط لایه محافظی از نانو ذرات کاملا پوشش داده شده اند.در این پایان نامه تاثیر دمای باز پخت بر اندازه دانه های نانو ذرات بدست آمده نیزمورد بررسی قرار گرفته است.نتایج بدست آمده از بررسی های طیف سنجی مادون قرمز و کالیمتری نشان میدهد که در اثر تابش نور فرابنفش با شدا 100 میلی وات بر سانتی متر مربع به مدت 200 ساعت هیچ تغییر رنگ یا تغییر ساختاری در چوبها دیده نمشود.همچنین نتایج بدست آمده از اندازه گیری قدرت تر کنندگی سطح،درصد آب و واکشیدگی تاثیر محافظتی نانو ذرات را بر روی چوب به خوبی نشان میدهد.

واژه های کلیدی

نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم- سل ژل – تخریب اشعه فرابنفش خورشد محافظت در برابر آب-نانو در چوب-میکروسکوپ الکترونی

فهرست

فصل اول  – مقدمه و کلیات               1

  • مقدمه 2

1-1-1 اهداف تحقیق              3

1-1-2 فرضیات تحقیق                 3

  • کلیات 4

1-2-1 هوازدگی                  4

1-2-1-1 تخریب اشعه فرابنفش خورشید       6

1-2-1-2 جذب آب                 8

1-2-2 نانو مواد                    10

1-2-1-3 خواص نان ذرات          11

1-2-4 روشهای تولید نانو ذرات            11

1-2-5 کاربردهای نانو ذرات          25

1-2-6 پوشش های نانو ساختار         26

1-2-7 ابزارهای بررسی نانو مواد          29

فصل دوم –سابقه تحقیق               36

فصل سوم – مواد و روشها                 51

3-1- چوب مواد بررسی                    53

3-2- نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم                53

3-3-ارزیابی تثبیت نانو ذرات روی چوب         55

3-4-آزمایش جذب آب و واکشیدگی حجمی           56

3-5-آزمایش جذب سطحی آب (ترکنندگی)           57

3-6- آزمایش تاثیر اشعه فرابنفش خورشید                60

3-6-1 کالیمتری (طیف سنجی رنگ)               61

3-6-2 آزمایش طیف سنجی مادون قرمز(FTIR)     ا      66

 

فصل چهارم – تجزیه و تحلیل داده ها ( یافته های تحقیق)              69

4-1- تثبیت نانو ذرات               70

4-2-نتایج آزمایش جذب سطحی آب       88

4-3-نتایج آزمایش جذب آّ و واکشیدگی حجمی 95

4-4- نتایج بررسی کالیمتری          105

4-5- نایج آزمایش طیف سنجی مادون قرمز   106

فصل پنجم –نتیجه گیری و پیشنهادات       109

پیوست                          113

منابع و مراجع                  117

فهرست جداول

3-1- جدول شرایط تشکیل نانو ذرات . نتایج اولیه میکروسکپی               54

3-2- جدول مشخصات و شرایط نمونه های کالیمتری                  61

3-3- جدول نتایج محاسباتی a*-b*L*در بررسی با لامپ تنگستن                  65

4-1- جدول شرایط نمونه ها در شکل گیری نانو ذرات                   71

4-2-جدول نتایج تجزیه واریانس واکشیدگی ضخامتی بعد از 2 ساعت                95

4-3-جدوا نتایج تجزیه واریانس واکشیدگی ضخامتی بع از 24 ساعت                97

4-4- جدول نتایج تجزیه واریانس جذب آب بعد از 2 ساعت                    98

4-5- جدول نتایج تجزیه واریانس جذب آب بعد از4 2 ساعت              100

4-6- جدول تخریب نوع پیوندها بر اثر جذب اشعه فذابنفش متناسب با عدد موج جذب      108

فهرست نمودار

4-1- بررسی اثر زمان بر زاویه گسترش قطره بر روی سطح           94

4-2- گروه بندی دانکن در مورد متغییر نسبت در واکشیدگی 2 ساعت      96

4-3- گروه بندی دانکن در تاثیر دمای کایستالیزه کردن در واکشیدگی 2 ساعت     96

4-4- گروه بندی دانکن در موردتاثیر نسبت در واکشیدگی 24 ساعت       97

4-5- گروه بندی دانکن در تاثیر دمای کایستالیزه کردن در واکشیدگی 24 ساعت      98

4-6- گروه بندی دانکن در موردتاثیر نسبت درجذب آب 2  ساعت               99

4-7- گروه بندی دانکن در تاثیر دمای کایستالیزه کردن درجذب آب 2  ساعت         99

4-8- گروه بندی دانکن در موردتاثیر نسبت درجذب آب 24  ساعت              100

4-9- گروه بندی دانکن در تاثیر دمای کایستالیزه کردن درجذب آب 24  ساعت     101

4-10- منحنی تاثیر دمای کایستالیزه کردن درجذب آب و واکشیدگی                101

4-11-نمودار اثر متقابل سه گانه به درصد واکشیدگی حجمی بعد از 2 ساعت             102

4-12-نمودار اثر متقابل سه گانه به درصد واکشیدگی حجمی بعد از 24 ساعت         103

4-13- نمودار اثر متقابل سه گانه به درصد جذب آب بعد از 24 ساعت              103

4-14- نمودار اثر متقابل سه گانه مربوط به درصد جذب آب بعد از 2 ساعت         104

4-15- منحنی بررسی کالیمتری              105

4-16-منحنی بررسی طیف سنجی مادون قرمز        107

فهرست اشکال

شکل 1-1 روند هواردگی بر روی چوب های مکعبی و استوانه ای           6

شکل 1-2نمونه ای از مکانیسم تاثیر نور بر رنگی شدن الیاف نشان داده شده است  8

شکل 1-3 مقایسه روش بالا به پایین و روش پایین به بالا       13

شکل 1-4شماتیک دستگاه چگالش گاز خنثی         15

شکل 1-5پاشش حرارتی                          16

شکل 1-6روش جذب تبریدی برای تولید نانو ذرات آلومینیوم 18

شکل 1-7 مخلوط نانو ذرات آلومینیوم و گاز آرگون            18

شکل 1-8 تصویر شماتیک فرآیند رسوب گیری شیمیایی بخار   20

شکل 1-9مراحل مختلف عملیات سل  – ژل نشان داده شده     22

شکل 1-10 کاربرد فرایند سل – ژل  در پوشش دهی روی مواد را نشان میدهد        23

شکل 1-11 انواع اسیابهای فرایند مکانیکی               25

شکل 1-12 میکروسکوپ الکترونیکی عبوری (TEM)       31

شکل 1-13 میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)             34

شکل 2-1 میزان گسترش قطرات آب با زوایای مختلف بر روی سطوح         49

شکل 2-2 روش اندازه گیری زاویه گسترش قطره برروی سطح   49

شکل 3-1تصویر نمونه قبل از پوشش     55

شکل 3-2 تصویر نمونه قبل از پوشش        56

شکل 3-3 موقعیت قطره بر روی سطح بدون پوشش    58

شکل 3-4موقعیت قطره بر روی سطح پوشش داده شده          58

شکل 3-5 نمونه شاهد تحت تابش اشعه فرا بنفش خورشید         62

شکل 3-6 نمونه تیمار شده تحت تابش اشعه فرابنفش خورشید     62

شکل 3-7 دیاگرام فام رنگی را نشان می دهد              64

شکل 4-1 ذرات با گکالی فراوان و پراکنش زیاد در شرایط تولید و تثبیت نانو ذرات       71

شکل 4-2 آلگومره شدن در شرایط تولید و تثبیت نانو ذرات         72

شکل 4-3 عدم تشکیل نانو ذرات            73

شکل 4-4 ذرات کم و پراکنش زیاد در شرایط تولید و تثبیت نانو ذرات    75

شکل 4-5 ذرات با چگالی فراوان و پراکنش زیاد در شرایط تولید و تثبیت نانو ذرات       76

شکل 4-6 تصاویر میکروسکپی از دیواره آوندی پوشش داده شده و پوشش داده نشده        80

شکل 4-7 تصاویر میکروسکپی از دیواره آوندی پوشش داده شده و پوشش داده نشده        80

شکل 4-8 بزرگنمایی تصویر پوشش داده شده و پراکنش داده بندی نانو ذرات                  82

شکل 4-9 تصوی نمونه قبل از پوشش         83

شکل 4-10 تصویر نمونه بعد از پوشش ،موقعیت قرارگیری نانو ذرات در منافذ بین سلول   84

شکل 4-11 توزیع یکنواخت  و دانه بندی ذرات با ابعاد کمتر از 100 نانو متر         85

شکل 4-12 بررسی دمای کریستالیزه شدن در بلورینه شدن نانو ذرات               86

شکل 4-13 بررسی  تاثیر نسبت اختلاط در چگالی ذرات پوشش داده شده          87

شکل 4-14 بررسی تاثیر زمان غوطه وری نمونه ها در میزان رشد نانو ذرات         87

شکل 4-15 بررسی ترک لایه های نانومتری در مدت زمان غوطه وریس 5 دقیقه        89

شکل 4-16 آزمایش گسترده قطرات آب در سطح برای تخمین میزان جذب           90

شکل 4-17 بررسی گسترش قطره بر روی سطح بدون پوشش در ثانیه اول           91

شکل 4-18 زوایه گسترش قطره در نمونه بدون پوشش پس از 8 ثانیه                91

شکل 4-19 بررسی گسترش قطره رروب سطح نمونه تمیار شده در ثانیه اول             92

شکل 4-20 بررسی گسترش قطره روی سطح نمونه تیمار شده پس از 50 دقیقه            92

شکل 4-21 زاویه گسترش قطره تیمار شده تحت تشعشع در 3 دقیقه              93

 

 

 

 

 

فهرست پیوست

جدول 1 نایج محاسباتی  L*-b*-a* نمونه های تیمار شده(A)              113

جدول 2 نتایج محاسباتی L*-b*-a*-E* نمونه های تیمار نشده (A)          114

جدول 3 منشاء نوارهای جذبی متناسب با عدد موج                  115

 


مقطع : کارشناسی ارشد

دانلود بخشی از تثبيت نانو ذرات دی اكسيد تيتانيوم بر سطح چوب و بررسی تاثير آنها بر خواص حفاظتی چوب

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید