سنتز غشاي نانوالياف پلي بوتيلن ترفتالات/نانولوله كربني چند جداره و بررسي كاربرد در گيراندازي 2-كلرواتيل اتيل سولفيد

Synthesis of nanocomposite membranes based on polybutylene terephthalate /carbon nanotube for absorption of 2-chloroethyl ethyl sulfide

در مطالعه حاضر غشايي از پلي بوتيلن ترفتالات كه با نانولوله كربني چند جداره دوپ شده است، توسط فرآيند الكتروريسي نانوالياف تهيه شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني از نانوكامپوزيت سنتز شده، ساختار همگن و سطح متخلخل فيلم را ثابت كرد. قابليت و كارايي الياف تهيه شده با بررسي جذب 2-كلرواتيل اتيل سولفيد به عنوان يك تركيب شبه گاز خردل، مورد آزمايش قرار گرفت. پارامترهاي تأثيرگذار بر مورفولوژي نانوالياف از جمله غلظت پليمر و مقدار نانولوله كربن چند جداره بررسي و بهينه سازي شد. متغيرهاي مهم در فرآيند جذب عامل شبه خردل، شامل: قدرت يوني، زمان جذب و دما بودند. براي اين منظور، از مدل‌سازي چند متغيره بر اساس طراحي آزمايش با استفاده از طرح مركب مركزي و روش سطح-پاسخ، براي بهينه سازي عوامل تاثيرگذار در فرآيند استفاده شد. راندمان حذف 96 درصد در زمان جذب 12 دقيقه و دماي جذب C30° و غلظت اوليه عامل شبه خردل mg L-120، حاصل شد. نتايج بررسي ايزوترمهاي جذب نشان داد كه فرآيند جذب 2-كلرواتيل اتيل سولفيد توسط نانوالياف توسعه داده شده، از مدل لانگموير (0/991=R2) و فرندليچ (0/986=R2) تبعيت مي‌كند. نتايج اين پژوهش نشان داد كه غشاي نانوكامپوزيتي PBT/MWCNTs كارايي مناسبي در جذب و گيراندازي عامل شبه خردل 2-كلرواتيل اتيل سولفيد دارند و مي توانند در جهت توسعه پوشش هاي مقاوم در برابر اين تركيبات استفاده شوند.

In the present study, a membrane of polybutylene terephthalate doped with multi-walled carbon nanotubes was prepared by the electrospinning process of nanofibers. Electron microscopy images of the synthesized nanocomposite proved the homogeneous structure and porous surface of the film. The capability and efficiency of the prepared fibers were tested by studying the adsorption of 2-chloroethyl ethyl sulfide as a mustard gas-like compound. Parameters affecting the morphology of nanofibers such as polymer concentration and the amount of multi-walled carbon nanotubes were investigated and optimized. Important variables in the mustard gas adsorption process included: ion strength, adsorption time and temperature. For this purpose, multivariate modeling based on experimental design using central composite design and response -surface methodology was used to optimize the factors affecting the process. The removal efficiency was 96% at the time of absorption of 12 minutes and the adsorption temperature was 30 ° C and the initial concentration of mustard-like agent was 20 mg L-1. The results of adsorption isotherms showed that the adsorption process of 2-chloroethyl ethyl sulfide by developed nanofibers follows the model of Langmuir (R2 = 0.991) and Friendlich (R2 = 0.986). The results of this study showed that PBT / MWCNTs nanocomposite membrane have good efficiency in adsorption and entrapment of mustard-like agent 2-chloroethyl ethyl sulfide and can be used to develop coatings against these compounds.