تحضير وتوصيف جسيمات أوكسيد الزنك النانوي وتطبيقها على الأقمشة القطنية للحصول على سطوح فائقة الكره للماء

المؤلفون

  • Mai Ebrahim قسم هندسة النسيج، كلية الهندسة النفطية والكيميائية، جامعة البعث، حمص، سوريا. https://orcid.org/0009-0000-2377-2466
  • Ziad Saffour قسم هندسة النسيج، كلية الهندسة النفطية والكيميائية، جامعة البعث، حمص، سوريا.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.8934

الكلمات المفتاحية:

قماش قطني، درجة حرارة التفاعل, حمض الشمع ، فائق الكره للماء ، أوكسيد الزنك النانوي

الملخص

حضرت جسيمات أوكسيد الزنك النانوية ZnO (NPs) بطريقة كيميائية رطبة عند درجتي حرارة مختلفتين (30-90) ̊C باستخدام كلوريد الزنك كبادئ في وسط مائي. تم توصيف جسيمات أوكسيد الزنك النانوي المحضر  باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ,حيود الأشعة السينية (XRD) ، وطيف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، أشارت أنماط الأشعة السينية الى بنية  سداسية (wurtizte) بمتوسط حجم بلوري (19.5-23nm) لجسيمات أوكسيد الزنك  المحضرة عند درجتي الحرارة (30-90 ̊C)على التوالي. أظهرت صور المجهر الالكتروني الماسح  أنه مع زيادة درجة الحرارة ، تغير شكل جسيمات أوكسيد الزنك النانوي  من الأسلاك النانوية إلى االشكل الكروي  . لتصنيع قماش  قطني فائق المقاومة للماء. تم غمر القماش في محلول غروواني لأوكسيد الزنك  بتركيز (1٪) ,ثم تعديله لاحقًا بحمض الشمع . تم توصيف القماش القطني  المعالج باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) واختبار زاوية التماس  (CA) .أظهرت نتائج المجهر الالكتروني الماسح أن جسيمات أوكسيد الزنك النانوي المحضر عند(90 ̊C) خلق خشونة  على سطح القطن أفضل من جسيمات أكسيد الزنك النانوي المحضرعند (30 ̊C). أظهرت نتائج اختبار زاوية التماس CA خصائص فائقة الكره للماء لعينات أوكسيد الزنك النانوي المحضر عند(90 ̊C)  ، بينما أظهرت عينات أوكسيد الزنك النانوي المحضر عند(30 ̊C)  خصائص كارهة للماء فقط بعد التعديل بحمض الشمع. تم استخدام تراكيز مختلفة من حمض الشمع لجعل سطح أوكسيد الزنك كارهاً للماء. أظهرت نتائج  زاوية التماس (CA)  أن القماش القطني المعالج بأوكسيد الزنك النانوي المحضر عند الدرجة (90 ̊C) المعدل ب 1٪ وزناً من حمض الشمع أظهر سطحاً فائق الكره للماء بزاوية تماس (CA=154̊ ).

المراجع

Jaafar HT, Aldabbagh BMD. Investigation of superhydrophobic/hydrophobic materials properties using electrospinning technique. Baghdad Sci J. 2019; 16(3): 632-638. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.3.0632.‏

He Y, Wan M, Wang Z, Zhang X, Zhao Y, Sun L. Fabrication and characterization of degradable and durable fluoride-free super-hydrophobic cotton fabrics for oil/water separation. Surf Coat Technol. 2019; 378: 125079. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.125079. ‏

Sushanta S, Smita M, Sanjay KN. Superhydrophobic Polymer Coatings. Elsevier; 2019. Chap 3, Methods and fabrication techniques of superhydrophobic surfaces p 43-68.https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816671-0.00004-7.

Williams JT. Waterproof and water repellent textiles and clothing. Woodhead Publ. 2018. Chap 11, Superhydrophobicity; p 267-297. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101212-3.00010-1.

Tudu BK, Sinhamahapatra A, Kumar A. Surface modification of cotton fabric using TiO2 nanoparticles for self-cleaning, oil–water separation, anti-stain, anti-water absorption, and antibacterial properties. ACS omega. 2020; 5(14): 7850-7860. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b04067. ‏

Guo Y, Li C, Li X, Xu H, Chen W, Fang K, et al. Fabrication of superhydrophobic cotton fabric with multiple durability and wearing comfort via an environmentally friendly spraying method. Ind Crops Prod.2023; 194: 116359. ‏ https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116359.

Pour FZ, Karimi H, Avargani VM. Preparation of a superhydrophobic and superoleophilic polyester textile by chemical vapor deposition of dichlorodimethylsilane for Water–Oil separation. Polyhedron. 2019; 159: 54-63. ‏ https://doi.org/10.1016/j.poly.2018.11.040 .

Espanhol-Soares M, Costa L, Silva MRA, Soares Silva F, Ribeiro LMS, Gimenes R. Super-hydrophobic coatings on cotton fabrics using sol–gel technique by spray. J Solgel Sci Technol.2020; 95: 22-33. https://doi.org/10.1007/s10971-020-05307-x.

Lai Y, Guo Y, Xu L, Chang X, Zhang X, Xu G, et al. Plasma enhanced fluorine-free superhydrophobic polyester (PET) fabric with ultra-robust antibacterial and antibacterial adhesion properties. Coatings. 2020; 11(1): 15. https://doi.org/10.3390/coatings11010015.

Raha S, Ahmaruzzaman M. ZnO nanostructured materials and their potential applications: progress, challenges, and perspectives. Nanoscale. 2022; 4(8): 1868-1925. https://doi.org/10.1039/D1NA00880C.

Sharma P, Hasan MR, Mehta NK, Bishoyi A, Narang J. 92 years of zinc oxide: has been studied by the scientific community since the 1930s-an overview. Sensors. 2022; 3: 100182. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2022.100182.

Alwash A. The green synthesize of zinc oxide catalyst using pomegranate peels extract for the photocatalytic degradation of methylene blue dye. Baghdad Sci J. 2020; 17(3): 787- 794. http://dx.doi.org/10.21123/bsj.2020.17.3.0787.

Verbič A, Gorjanc M, Simončič B. Zinc oxide for functional textile coatings: Recent advances. Coatings. 2019; 9(9): 550. ‏ https://doi.org/10.3390/coatings9090550.

Kumar V, Gowri S, Prabhakar P, Sen R K, Uppal N, Khan M A, et al. Development of superhydrophobic cotton fabric using zinc oxide nanoflower/polydimethylsiloxane (PDMS) nanocomposite coatings. Text Leather Rev. 2021; 4(4): 253-266. ‏‏ https://doi.org/10.31881/TLR.2021.18.

Patil GD, Patil AH, Jadhav SA, Patil CR, Patil PS. A new method to prepare superhydrophobic cotton fabrics by post-coating surface modification of ZnO nanoparticles. Mater Lett. 2019; 255: 126562. ‏ https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126562.

Wang M, Peng M, Weng YX, Li YD, Zeng JB. Toward durable and robust superhydrophobic cotton fabric through hydrothermal growth of ZnO for oil/water separation. Cellulose.2019; 26: 8121-8133. ‏https://doi.org/10.1007/s10570-019-02635-2.

Perillo PM, Atia MN, Rodríguez DF. Effect of the reaction conditions on the formation of the ZnO nanostructures. Physica E Low Dimens Systnano struct. 2017; 85: 185-192. https://doi.org/10.1016/j.physe.2016.08.029.

Chen H, Muros-Cobos JL, Amirfazli. A Contact angle measurement with a smartphone. Rev Sci Instrum. 2018; 89(3): 035117. https://doi.org/10.1063/1.5022370.

Kayani ZN, Saleemi F, Batool I. Effect of calcination temperature on the properties of ZnO nanoparticles. Appl Phys. 2015; 119: 713-720. ‏https://doi.org/10.1007/s00339-015-9019-1.

Koutu V, Shastri L, Malik MM. Effect of temperature gradient on zinc oxide nanoparticles synthesized at low reaction temperatures. Mater Res Express. 2017; 4(3): 035011.https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa5855 ‏.

Wasly HS, El-Sadek MA, Henini M. Influence of reaction time and synthesis temperature on the physical properties of ZnO nanoparticles synthesized by the hydrothermal method. Appl Phys. 2018; 124:1-12. https://doi.org/10.1007/s00339-017-1482-4

Saffar MA, Eshaghi A, Dehnavi MR. Superhydrophobic ZnO thin film modified by stearic acid on copper substrate for corrosion and fouling protections. J Solgel Sci Technol. 2022; 100(3): 672-682. https://doi.org/10.1007/s10971-022-05749-5

Zhu W, Wu Y, Zhang Y. Synthesis and characterisation of superhydrophobic CNC/ZnO nanocomposites by using stearic acid. Micro Nano Lett.2019; 14(13): 1317-1321. https://doi.org/10.1049/mnl.2019.0335.

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
تحضير وتوصيف جسيمات أوكسيد الزنك النانوي وتطبيقها على الأقمشة القطنية للحصول على سطوح فائقة الكره للماء. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 17 مايو، 2024];21(8). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/8934