NAZIV:
Z1-8149 - Kolorimetrično določanje relativne vlažnosti na osnovi mezoporoznih SiO2 delcev
OPIS:
Relativna vlažnost (RV) v visoki meri vpliva na kakovost človeškega življenja, med drugim na kakovost zraka v notranjih bivalnih prostorih. Optimalne vrednosti RV za človekovo delovanje in počutje, naj bi bile v območju med 40 in 60 %, tako višje kot nižje pa povečajo možnost pojava okužb dihalnih in alergij. Prav tako so pogoji pri višjih vrednostih RV bolj optimalni za razrast plesni, prenizke vrednosti pa lahko vodijo do izsuševanja materialov (npr. krčenje lesu). Uravnava RV na optimalne vrednosti je zato izjemnega pomena. Informacijo o določeni RV lahko pridobimo s elektronskimi senzorji, vendar je merjenje na bolj izpostavljenih mestih, kot so koti in stropi v prostorih, onemogočeno. Ta mesta lahko predstavljajo temperaturne gradiente, kar lokalno poviša vrednosti RV. Alternativno možnost merjenja RV predstavlja določanje RV na osnovi spremembe barve (uporabo indikatorjev). Trenutno dostopni indikatorji na osnovi anorganskih soli so kljub enostavnosti, nizki ceni in učinkovitosti, zdravju škodljivi (ko npr. CoCl2). Glavni namen predstavljenega projekta je razvoj zdravju neškodljivega indikatorja RV barvilo@SiO2, ki temelji na jedru, ki je oplaščen s slojem mezoporozne SiO2 (mSiO2). Pri sintezi sloja mSiO2 bom uporabila sol-gel reakcijo z dodatkom površinsko aktivnih snovi ali kopolimerov kot strukturo usmerjajočih spojin. Le-te omogočajo nastanek mezoporozne strukture. Predpostavljen mehanizem temelji na kapilarni kondenzaciji vode iz vlažnega zraka, ki s polnitvijo por doteka do barvila v jedru in omogoči spremembo barve. Predpostavljeni mehanizem predstavlja popolnoma novo raziskovalno smer pri kolorimetričnem določanju RV. Predpostavljeni sloj mSiO2 ima pore cilindrične oblike s premerom med 2 in 10 nm, kar ustreza poteku kapilarne kondenzacije v območju med 60 in 90 % vlažnosti. Za pripravo indikatorja RV barvilo@SiO2 sem predpostavila dve sintezni poti: (1) predsintezo mSiO2 sloja (ustreza prazni mezporozni strukturi, ang. hollow mesoporus structure), ki ji sledi vgradnja barvila v prazno jedro in (2) in-situ sintezo. Predsintetiziran sloj mSiO2 bom pripravila z osnovo (ang. template), ki bo na koncu odstranjena. Poroznost, porazdelitev premera in orientacija por, kot tudi porazdelitev velikosti delcev in morfološke lastnosti novega RH indikatorja barvilo@mSiO2 bom določila z N2 sorpcijo, FE-SEM, TEM ter DLS. Delež vezanega barvila ter predvidene vezi med jedrom in barvilom bomo preiskali s TG/DTA, meritvijo kontaktnega kota, XRD, NMR in FTIR spektroskopijo. V sklopu predlaganega projekta bomo razvili tudi metodo za določanje odzivnosti indikatorja na okolje z določenimi RV. Metoda bo temeljila na izpostavi vzorcev določeni RV, ki jo bomo dosegli z nasičeno raztopino soli. Spremembo barve bomo ovrednotili: (a) pred in po izpostavi določenim RV, in sicer z UV-Vis spektrometrijo ter (b) skozi celotno časovno obdobje izpostave RV s kromametrom.
TRAJANJE:
2017/05/01 - 2019/04/30
FINANCIRANJE:
ARRS
VEČ:
