izpis_h1_title_alt

Modifikacija površine TiO2 za razvoj večfunkcionalnih nanokompozitnih tekstilij
ID Rashid, Mohammad Mamunur (Author), ID Tomšič, Brigita (Mentor) More about this mentor... This link opens in a new window, ID Jerman, Ivan (Comentor)

.pdfPDF - Presentation file, Download (63,32 MB)
MD5: F191AF41C6DEE8F00CBAE24517C34AD6

Abstract
V doktorski disertaciji je predstavljen inovativen in trajnosten pristop k razvoju trajnih, večnamenskih nanokompozitnih zaščitnih apretur za tekstilije, ki vključuje površinsko modifikacijo TiO2 z Ag ali reduciranim grafen oksidom (rGO) in funkcionalizacijo z mešanico različnih organofunkcionalnih trialkoksisilanov. Za sintezo TiO2 je bil uporabljen titanov izopropoksid (TTIP) v optimizirani 4% koncentraciji. Z uporabo nizkotemperaturne sol-gel in sol-gel/hidrotermalne metode je bil TiO2 nanesen na bombažno tkanino, in situ oplaščen z Ag (Ag-TiO2) ali sklopljen z rGO (TiO2/rGO) ter funkcionaliziran z [3-(trimetoksisilil)propil]amonijevim kloridom (SiQAC) ali aminopropiltrietoksisilanom (APTES), ki tvorita bio-bariero, ter zaviralcem gorenja (trihidroksisilil)propilmetilfosfonatom (TPMP) na osnovi fosforja. Ag-TiO2 je izkazal hkratno fotokatalitsko aktivnost TiO2 in nadzorovano sproščanje biocidnega Ag/Ag2O, kar je zagotovilo učinkovito protimikrobno aktivnost, izboljšano UV zaščito in fotokatalitsko samočistilnost. Funkcionalizacija Ag-TiO2 s SiQAC ali TPMP je omogočila oblikovanje visoko zamrežene hibridne organsko-anorganske matrice preko Si–O–Ti in Si–O–Si vezi, pri čemer so potekale tudi interakcije s funkcionalnimi skupinami celuloze preko Si–O–C vezi. SiQAC je oslabil UV-zaščito Ag-TiO2, a obzkoval dodatno pasivno in aktivno bio-bariero ter omogočil nastanek Ag/AgCl/TiO2 heterokompozita, ki je izboljšal fotokatalitično aktivnost. TPMP je v kombinaciji z reaktivnimi kisikovimi zvrstmin (ROS) in Ag0/Ag+ zagotovil izboljšano protimikrobno aktivnost ter povečano termo-oksidativno stabilnost in ognjevarnost, ne da bi se pri tem poslabšale UV-zaščitne lastnosti Ag-TiO2. Funkcionalizacija Ag-TiO2 z mešanicama TPMP/SiQAC ali TPMP/APTES je vplivala na nastanek različnih Ag vrst po oplaščenju TiO2 z Ag in preko tvorjenja heterokompozita TiO2/Ag/AgCl ali TiO2/Ag vplivala na učinkovitost večfunkcionalnih zaščitnih lastnosti. Najbolje sta se izkazali mešanici solov TTIP/TPMP/SiQAC ali TTIP/TPMP/APTES, uporabljeni v ekvimolarnem razmerju. Kombinacija rGO in TPMP/APTES-funkcionaliziranega TiO2 je predstavljala okolju prijaznejšo alternativo Ag-TiO2, pri čemer je sol-gel metoda zagotovila doseganje boljših večfunkcionalnih zaščitnih lastnosti v primerjavi s sol-gel/hidrotermalno metodo. Vse novo razvite nanokompozitne apreture so primerne za trajnostno plemenitenje tehničnih tekstilij, saj zagotavljajo prilagodljive večfunkcionalne zaščitne lastnosti glede na namembnost uporabe.

Language:English
Keywords:tekstilije, večfunkcionalnost, titanov dioksid (TiO2), Ag-oplaščenje, reduciran grafen oksid (rGO), funkcionalizacija površine, organofunkcionalni trialkoksisilani, in situ sinteza
Work type:Doctoral dissertation
Organization:NTF - Faculty of Natural Sciences and Engineering
Year:2024
PID:20.500.12556/RUL-163043 This link opens in a new window
Publication date in RUL:01.10.2024
Views:96
Downloads:14
Metadata:XML DC-XML DC-RDF
:
Copy citation
Share:Bookmark and Share

Secondary language

Language:Slovenian
Title:Modification of TiO2 surface for development of multifunctional nanocomposite textiles
Abstract:
This doctoral thesis presents an innovative and sustainable approach for the development of durable, multifunctional, nanocomposite protective coatings for textile applications involving the combination of TiO2 with a mixture of different organofunctional trialkoxysilane precursors. An optimized 4% titanium isopropoxide (TTIP) was used as TiO2 precursor. Using in-situ low temperature sol-gel and sol-gel/hydrothermal methods, TiO2 was loaded with Ag (Ag-TiO2) or coupled with reduced graphene oxide rGO (rGO/TiO2) and additionally modified with the biobarrier-forming [3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (SiQAC) or aminopropyltriethoxysilane (APTES) and the phosphorus-containing flame retardant (trihydroxysilyl)propylmethylphosphonate (TPMP). Ag-TiO2 combined the photocatalytic efficiency of TiO₂ with the controlled release of biocidal Ag/Ag₂O, providing an effective self-sterilizing surface, improved UV protection and photocatalytic self-cleaning activity. The functionalization with SiQAC or TPMP created a highly cross-linked organic-inorganic hybrid network through Si–O–Ti and Si–O–Si bonds, with the Si–O–C bonds interacting with cellulose functional groups. SiQAC impaired UV protection of Ag-TiO2 but formed an additional passive and active bio-barrier and facilitated the formation of the Ag/AgCl/TiO2 heterostructure, which improved the photocatalytic activity of Ag-TiO2. TPMP together with ROS and Ag0/Ag+ provided antibacterial activity as well as increased thermo-oxidative stability and flame retardancy without compromising UV blocking of-TiO2. Functionalization with a TPMP/SiQAC or TPMP/APTES mixtures affected the formation of Ag species after Ag loading of TiO2 and influenced the overall multifunctional performance through TiO2/Ag/AgCl or TiO2/Ag heterocomposites, with the TTIP/TPMP/SIQAC or TTIP/TPMP/APTES mixture being optimal in equimolar ratio. The introduction of rGO of higher concentration into the TPMP/APTES-functionalized TiO₂ system proved to be a more environmentally friendly alternative to functionalized Ag-TiO2, whereas the sol-gel route delivered superior multifunctional performance compared to sol-gel/hydrothermal method. Each of the novel nanocomposite coatings is a viable option for further sustainable development of technical textiles and offers different advantages for various specific applications.

Keywords:textile, multifunctionality, titanium dioxide (TiO2), Ag loading, reduced graphene oxide (rGO), surface functionalization, organofunctional trialkoxysilanes, in situ synthesis

Similar documents

Similar works from RUL:
Similar works from other Slovenian collections:

Back