Chemistry Commons^™

Fabrication Of Sr0.2fe0.9ni0.1moo6 Anode Supported Sofc By Powder Injection Molding And Preparation Of Thin Film Electrolyte By Electrophoretic Deposition, Kulanis Supprasert

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this study, the properties and fabrication factors of solid oxide fuel cells (SOFCs) with anode support comprising Gd0.20Ce0.80O1.95(GDC)-Sr2Fe0.9Ni0.1MoO6(SFNi0.1M), a GDC thin-film electrolyte, and a Sr0.5Sm0.5CoO3 (SSC) cathode for intermediate temperature SOFCs (600-800°C) were investigated. The GDC-SFNi0.1M anode material showed good structural compatibility without impurity phase formation. The determination on optimal parameters for powder injection molding of the GDC-SFNi0.1M anode (50:50 and 70:30 by weight) indicated that the feedstock powder-to-binder ratios significantly affected the anode support formability, density, and porosity. An optimal injection molding was successfully achieved on the ratios between the GDC-SFNi0.1M and the PEG and PVB mixed binders …

Structural, Thermal, Optical, And Mechanical Properties Of Composite Films Developed From The Button Mushroom (Agaricus Bisporus)-Sourced High Molecular Weight Chitosan And Potato Starch, Buliyaminu A. Alimi, Monjural Hoque, Shivani Pathania, Jude Wilson, Brendan Duffy, Jesus Maria Frias

Articles

Films were fabricated using the button mushroom (Agaricus bisporus) sourced high molecular weight chitosan with or without potato starch using the casting method. Glycerol was used as the plasticizer. Chitosan content in the film-forming solution (FFS) was varied (0.5, 0.75 and 1.0% w/v of FFS) while potato starch (1.0% of FFS) and glycerol (25% of the total solid content in the solution) contents were not varied. The control sample contained only chitosan (1.0% of the FFS) and glycerol. The effect of increasing the content of chitosan on the rheological properties of FFS and the properties of the films were investigated. …

The Affect Of Dha Concentration On Lipid Membrane Fluidity, Elise Rezabeck

Williams Honors College, Honors Research Projects

My proposed project will be creating large unilaminar vesicles with varying concentrations of DHA in the vesicles. The diffusion in and out of these vesicles will be tracked by using singular lipid molecules. These singular lipid molecules will be tagged with fluorescence and viewed using an internal reflection fluorescence microscope. The data collected over the course of this project will then be analyzed using Matlab. The result of the project will be to find the specific lipid diffusion constant of these unilaminar vesicles. The relationship between the concentration of DHA and lipid diffusion and membrane fluidity will be found as …

Mechanical And Adhesive Properties Of Supramolecular, Mussel-Inspired Hydrogels, Daniel Darby

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

The exceptional mechanical and adhesive properties of mussel byssal threads come from supramolecular interactions of ligands found in the proteins comprising them. Ligands can form hydrophobic interactions, π-π stacking interactions, and hydrogen bonds, but the strongest supramolecular interaction they demonstrate is metal-ligand coordination. Specifically, Histidine (His-) and nitrodopamine (nDOPA) ligands coordinate to metals in a bidentate fashion and take on tris-, bis-, and mono- modalities (3, 2, or 1 ligand per ion, respectively). The distribution of these modalities is controlled by equilibrium thermodynamics. These same ligands can be used as crosslinks in supramolecular hydrogel networks. Supramolecular hydrogel networks are dissipative, …

Analysis Of Fiber Uv Degradation Through An Environmental Chamber, Davis A. Eames

Undergraduate Research Posters

Environmentally degraded fibers could impact multiple aspects of a fiber comparison, considering that collected weathered fabrics/fibers may express an altered chemical structure and/or colorimetric property compared to their unexposed counterparts. Depending on the amount of degradation the evidence has suffered, it could be challenging for forensic scientists to make conclusions from their comparative analyses. Observations presented in this study were orchestrated to test the possible outcomes that sunlight has on fabric-based materials. Photodegradation of fabrics was investigated through the use of an environmental chamber for a duration of six weeks, which would be equivalent to three months of real-world UV …

Chemical Decomposition Of Flexible Polyurethane Foam To Generate A Media For Microbial Upcycling, Kaushik Baruah

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Polyurethane waste is becoming a global concern as a large amount is being disposed of in landfills every year, and only a fraction is being recycled. Several polyurethane recycling techniques exist, of which ammonolysis and base-catalyzed hydrolysis is the least explored. Flexible polyurethane foam (FPUF) decomposition can generate amines that can act as a carbon source for the growth of microbial consortia. This study aims to generate a novel media capable of microbial upcycling via ammonolysis and base-catalyzed hydrolysis of flexible polyurethane foams (FPUFs) using ammonium hydroxide and subsequently determine the reaction conditions for maximum solubilization of polyurethane foam in …

Development Of An Effective Au:Pd Bimetallic Heterogeneous Catalyst For Oxidative Lignin Depolymerization To Low Molecular Weight Aromatics, Gayan P. Karunasinghe

Theses and Dissertations--Chemistry

The principal concept behind biorefining involves the transformation of lignocellulosic biomass into valuable products and energy resources. Historically, biorefinery strategies for lignocellulosic biomass have primarily focused on improving the conversion of cellulose into ethanol, often neglecting the underutilized lignin component. Lignin consists of phenolic subunits, from which it follows that value-added products can be obtained from lignin depolymerization. Unfortunately, lignin utilization is particularly challenging due to its high structural irregularity and recalcitrance. The goal of this study was to develop an AuPd/Li-Al layered double hydroxide (LDH) bimetallic catalyst for efficient lignin depolymerization, resulting in the production of high-value aromatic compounds. …

Application Of Mass Spectrometry For The Characterization Of Synthetic Oligomers And Natural Lignin, Poorya Kamali

Theses and Dissertations--Chemistry

As part of the ongoing effort to substitute finite fuel and chemical resources with renewable ones, biomass is emerging as one of the most promising sources. Biomass consists of three main components of cellulose, hemicellulose, and lignin. Traditionally, cellulose has been used extensively in pulping industry, while lignin has been considered waste and is burned to generate heat. Lignin, a complex aromatic polymer component of biomass, has the potential to be used as a source of aromatic chemicals and pharmaceutical synthons. The recalcitrant nature of lignin, the lack of effective lignin breakdown methods and analytical techniques to analyze it are …

The Application Of Photoelectron Spectroscopies In Analyzing The Impact Of Interfacial Energetics On Perovskite Solar Cells, Tuo Liu

Theses and Dissertations--Chemistry

In recent years, organic-inorganic metal halide perovskites (HP) have garnered tremendous attention in photovoltaic research. This attention is attributed to their low cost and excellent optoelectronic properties, including large absorption coefficients, tunable bandgaps, long charge-carrier diffusion lengths, and low densities of deep trap states. Inverted p-i-n architecture perovskite solar cells (PSCs) are of intense interest and are generally regarded as more amenable to low-temperature solution processing. Nevertheless, the development of inverted PSCs is lagging the conventional architecture devices. Imperfect energy level alignments and charge carrier recombination, especially at the interface between perovskite and electron transport layers (ETLs), are two main …

Investigation Of Additives And Ingredients Of Bio-Resin For Visible Wavelength Laser-Induced Polymerization, Patrick Riggs

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Optical 3D printing is a branch of Additive manufacturing (AM) that utilizes low-waste production leading to efficient and rapid prototyping. Currently, this method of AM is associated with mainly petroleum-based resins. Bio-resin polymerization is an emerging research area for finding replacements for petroleum-based resins, but curing the resin with laser energy is not normally a practical use case. Current optical 3D printing uses lasers to cure liquid resins to form solid 3D objects in a layer-by-layer process which is time consuming, defect prone, and a leading limiting factor for high volume production; so, finding a way to incorporate bio-resin into …

Qspr Modelling For Intrinsic Viscosity Of Polymer In Solvents, Benjawan Thananchai

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Intrinsic viscosity, [η], of polymers is an important and valuable measure in polymer study. It can help in revealing molecular weight, size, and branching of polymer chains. In this work, quantitative structure-property relationship (QSPR) models were developed to predict the intrinsic viscosity of polymers in solvents. The database containing 50 polymer-solvent mixtures associated with 8 different polymers was obtained from literature. The solution mixtures were divided into 2 groups, 27 and 23 mixtures in the first (4 polymers) and the second (another 4 polymers) groups, respectively. A total of 1,232 structural properties were calculated. Preliminary screening of descriptors was applied. …

การนำอะลูมิเนียมกลับคืนจากขยะลามิเนตอะลูมิเนียมพลาสติกโดยไพโรไลซิส, พัสราภรณ์ บุญแจ่ม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

หนึ่งในบรรจุภัณฑ์ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหารคือบรรจุภัณฑ์พลาสติกเคลือบชั้นอะลูมิเนียม ซึ่งปัจจุบันพลาสติกประเภทนี้ยังไม่สามารถนำกลับมารีไซเคิลได้ ทำให้ขยะส่วนใหญ่ถูกนำไปฝังกลบและเผา ก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการทำไพโรไลซิสในการกู้คืนอะลูมิเนียมจากขยะบรรจุภัณฑ์อะลูมิเนียมเคลือบ ด้วยเครื่องปฏิกรณ์ไพโรไลซิสแบบแบทช์ โดยศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิและเวลาต่อผลผลิตของของแข็งทั้งหมดและความบริสุทธิ์ของอะลูมิเนียม ก่อนการไพโรไลซิส ของเสียที่ผ่านการล้างทำความสะอาดจะถูกทำให้แห้งและตัดเป็นชิ้นขนาดเล็กขนาด 2 ตารางเซนติเมตร การทดลองไพโรไลซิสดำเนินการภายใต้ภาวะที่ปราศจากออกซิเจนโดยมีการใช้แก๊สไนโตรเจนแทน ที่อัตราการไหล 30 มล./นาที ในเครื่องปฏิกรณ์ไพโรไลซิสแบบแบทช์ ระบบถูกให้ร้อนที่อัตรา 15 องศาเซลเซียส/นาที จนถึงอุณหภูมิ 300,350,400, และ 450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 และ 3 ชั่วโมง ผลผลิตของของแข็ง ของเหลว และก๊าซถูกคำนวณปริมาณ จากนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการไพโรไลซิสจะถูกตรวจสอบลักษณะโดยการวิเคราะห์ EDX, GC และ GC-MS ผลการวิจัยพบว่าภาวะที่เหมาะสมสำหรับการไพโรไลซิสขยะบรรจุภัณฑ์พลาสติกผสมชั้นอะลูมิเนียมคือการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิ 400 เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โดยสามารถนำอะลูมิเนียมกลับคืนมาได้ร้อยละ 22 และมีความบริสุทธิ์ร้อยละ 96 โดยน้ำหนัก

การจำลองกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจน: ผลของตัวแปรกระบวนการต่อผลได้และสมบัติของผลิตภัณฑ์, กรองเกียรติ ณ ลำพูน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจนของกากน้ำมัน (Residue hydrocracking: RHC) เป็นกระบวนการสำคัญของการกลั่นน้ำมันที่เป็นการแปรรูปกากน้ำมันหนักให้เป็นผลิตภัณฑ์น้ำมันเบาที่มีมูลค่า เช่น ดีเซลและเบนซิน กระบวนการนี้เป็นการเพิ่มมูลค่าของน้ำมันดิบหนักได้อย่างมากโดยการปรับปรุงกากที่มีมูลค่าต่ำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความต้องการในตลาดมากขึ้น โดย RHC เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความดันสูง รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อแตกโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่ที่พบในกากน้ำมันหนัก การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อจำลองกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจนเพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตดีเซลให้ได้ผลลัพธ์สูงสุด โดยพิจารณาพารามิเตอร์ในกระบวนการต่างๆ โดยใช้แอสเพนไฮซิส พารามิเตอร์ในกระบวนการที่ทำการศึกษานั้น ได้แก่ คุณภาพวัตถุดิบ เช่น แก๊สออยล์สุญญากาศเบา (LVGO) แก๊สออยล์สุญญากาศหนัก (HVGO) และชอร์ตเรซิดิว (SR) อัตราการป้อนวัตถุดิบตั้งต้น อัตราส่วนระหว่างแก๊สไฮโดรเจนและน้ำมัน ความบริสุทธิ์ของแก๊สไฮโดรเจนที่เวียนกลับมาใช้ซ้ำ และอัตราส่วนระหว่างวัตถุดิบตั้งต้นและวัตถุดิบตั้งต้นที่ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เวียนกลับมาเกิดปฏิกิริยาซ้ำ (CFR) ศึกษาโดยพัฒนาแบบจำลองของกระบวนการด้วยวิธีการออกแบบแฟกทอเรียลเพื่อตรวจสอบผลกระทบของพารามิเตอร์เหล่านี้ต่อการผลิตดีเซล ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าคุณภาพวัตถุดิบมีอิทธิพลมากที่สุดต่อการผลิตดีเซล ตามด้วยอัตราการป้อนวัตถุดิบ อัตราส่วนแก๊สต่อน้ำมัน ความบริสุทธิ์ของแก๊สไฮโดรเจนที่นำมารีไซเคิลในกระบวนการ และอัตราส่วนวัตถุดิบรวม ตามลำดับ ผลการจำลองยังแสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงพารามิเตอร์ในกระบวนการสามารถเพิ่มผลผลิตดีเซลได้ ผลการจำลองนี้มีประโยชน์เนื่องจากเป็นเครื่องมือที่นำไปปฏิบัติได้จริงสำหรับการปรับปรุงกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจนเพื่อเพิ่มผลผลิตดีเซลให้ได้สูงสุด นอกจากนี้การศึกษายังได้ดำเนินการวิเคราะห์การประมาณการค่าใช้จ่ายอย่างละเอียดเพื่อประเมินความเป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจน โดยได้พิจารณากรณีต่างๆ รวมถึงหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวโดยไม่มีการรีไซเคิลและหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวที่มีการรีไซเคิล การวิเคราะห์ได้พิจารณาต้นทุนในการลงทุน (Inside Battery Limits: ISBL และ Outside Battery Limits: OSBL) ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยา ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และมูลค่าของผลิตภัณฑ์ ผลการศึกษาพบว่าหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวที่มีการรีไซเคิลให้กำไรสูงกว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่าหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวโดยไม่มีการรีไซเคิล โดยอัตราส่วนของกำไรระหว่างหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวที่มีการรีไซเคิลเมื่อเทียบกับหน่วยแตกตัวด้วยไฮโดรเจนแบบขั้นตอนเดียวโดยไม่มีการรีไซเคิลคือ 2.76 เท่า สำหรับวัตถุดิบแก๊สออยล์สุญญากาศเบา 2.35 เท่า สำหรับวัตถุดิบแก๊สออยล์สุญญากาศหนัก และ 3.32 เท่า สำหรับวัตถุดิบชอร์ตเรซิดิว ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงข้อได้เปรียบทางเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการที่มีการรีไซเคิล การวิเคราะห์การประมาณการค่าใช้จ่ายเน้นย้ำถึงประโยชน์ทางเศรษฐกิจในการปรับปรุงการกำหนดค่ากระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรเจนและสภาวะในการดำเนินการเพื่อเพิ่มผลผลิตดีเซลให้สูงสุดโดยพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่น เงินลงทุน ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน และมูลค่าของผลิตภัณฑ์

การพัฒนาไฮโดรเจลนำไฟฟ้าจากสารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์, ทิชากร สังอรดี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ไฮโดรเจลเมมเบรนของแบคทีเรียเซลลูโลส/สารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์คอมพอสิต ได้ถูกเตรียมเพื่อใช้เป็นตั้วกั้นขั้วอิเล็กโทรด โดยสารละลายสารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์ถูกเตรียมจากการผสม พอลิโซเดียม 4-สไตรีนซัลโฟเนต (พอลิอิเล็กโทรไลต์ประจุลบ) ปริมาณร้อยละ 40-60 โดยโมล กับพอลิ(ไดเมทิลไดอัลลิลแอมโมเนียมคลอไรด์) (พอลิอิเล็กโทรไลต์ประจุบวก) โดยมีเกลือโซเดียมคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นชีลด์ดิ้ง เอเจนต์ (เพื่อลดอันตรกิริยาระหว่างประจุลบและประจุบวก) โดยแบคทีเรียเซลลูโลสได้ถูกเตรียมให้อยู่ในรูปของฟองน้ำที่มีรูพรุน 3 มิติ ที่ได้จากการนำแบคทีเรียเซลลูโลสไปปั่นในสารละลายด่าง (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ก่อนนำไปผ่านกระบวนการฟรีซ-ธอร์เพื่อให้ได้โครงร่างที่มีรูพรุนจำนวนมาก แล้วจึงนำฟองน้ำแบคทีเรียเซลลูโลสที่เตรียมได้ไปทำการเชื่อมขวางสายโซ่ด้วยกลูตารัลดีไฮด์เพื่อเพิ่มความแข็งแรง จากนั้นนำฟองน้ำแบคทีเรียเซลลูโลสจุ่มลงในสารละลายสารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์ก่อนนำไปกำจัดเกลือโซเดียมคลอไรด์ด้วยการแช่ใน น้ำกลั่น โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือ ไฮโดรเจลของสารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์ที่มีแบคทีเรียเซลลูโลสเป็นตัวพยุง จากการทดสอบสมบัติต่างๆ ของไฮโดรเจลเมมเบรนที่เตรียมได้ พบว่า ความทนแรงดึงมีค่าอยู่ในช่วง 56-108 กิโลปาสคาล ความสามารถดูดซึมสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีค่าอยู่ในช่วงร้อยละ 413-476 การซึมผ่านของ ไฮดรอกไซด์ไอออนมีค่าประมาณ 2 x 10-2 เซนติเมตร²/นาที การนำไอออนของไฮดรอกไซด์มีค่าระหว่าง 30.9–42.5 มิลลิซีเมนส์/เซนติเมตร ค่าประสิทธิภาพคูลอมบิกจากการทดสอบเก็บประจุ/คายประจุที่ความหนาแน่นกระแส 0.5 แอมแปร์/กรัม จำนวน 2000 รอบ มีค่าระหว่างร้อยละ 84.2-89.1 และการทดสอบการพอกพูน และการละลายสังกะสีในเซลล์สังกะสีแบบสมมาตร ทำให้ขั้วสังกะสีมีการกัดกร่อนน้อยลง และมีการเติบโตของ เดนไดรต์ช้าลงจากการมีประจุทางไฟฟ้าไปชะลอหรือดึงดูดไอออนของสังกะสี จากผลการทดลองแสดงว่า ไฮโดรเจลเมมเบรนของแบคทีเรียเซลลูโลส/สารเชิงซ้อนพอลิอิเล็กโทรไลต์คอมพอสิตที่เตรียมได้สามารถนำไปใช้เป็นแผ่นกั้นขั้วอิเล็กโทรด และเพิ่มความเสถียรในแบตเตอรี่สังกะสีไอออนได้

ฟลูออเรสเซนต์จากอนุพันธ์ 4-อะมิโน-1,8-แนฟทาลิไมด์บนโซลเจล, ธนเดช นิลเกตุ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ได้สังเคราะห์อนุพันธ์ของ 4-amino-1,8-naphthalimide สองชนิดด้วยร้อยละผลผลิต 49-57 ได้สำเร็จ และศึกษาคุณสมบัติการเรืองแสงตามฟังก์ชันของ pH และปริมาณน้ำในตัวทำละลายอินทรีย์โดยผ่านปฏิกริยาการควบแน่นของอิไมด์และการแทนที่อะโรมาติกของนิวคลีโอฟิล มีจำนวนหน่วย N,N-dimethyl ethylenediamine แตกต่างกัน ความยาวคลื่นการดูดกลืนแสงและการคายพลังงานสูงสุดอยู่ที่ 444 และ 532 นาโนเมตรตามลำดับ เนื่องจากสารละลายที่เป็นน้ำ ความเข้มแสงจะลดลงเมื่อค่า pH เพิ่มขึ้น และปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นในรูปแบบที่ผันกลับได้ การตอบสนองของค่า pH ของสารประกอบทั้งสองนี้อาจเป็นผลมาจากกระบวนการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่เกิดจากภาพถ่ายจากการโปรตอนและการสลายตัวของกลุ่มเอมีน ในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่สัญญาณเรืองแสงของสารประกอบทั้งสองนี้จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณน้ำที่เติมเข้าไป ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกลไกการให้โปรตอน อย่างไรก็ตาม ความเข้มของฟลูออเรสเซนซ์ของสารประกอบทั้งสองในเตตระไฮโดรฟูแรน (THF) จะสูงสุดเมื่อไม่มีน้ำ และจะอ่อนลงเมื่อปริมาณน้ำเพิ่มขึ้นระหว่าง 0-10% ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่การใช้สารประกอบเหล่านี้ในการกำหนดปริมาณน้ำใน THF ซึ่งแสดงความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างอัตราส่วนการดับเรืองแสงและปริมาณน้ำระหว่าง 0 ถึง 1%

Determination Of Methanol Using Polymers And Mn-Doped Zns Quantum Dots, Sophanat Khenthaphak

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aimed to develop a method for methanol detection using digital-image colorimetry (DIC). We synthesized and characterized nanomaterials, including gold nanoparticles (AuNPs) and Mn-doped ZnS quantum dots (Mn/ZnS-QDs), to determine their minimum detectable concentration using DIC. We investigated NMPPy-modified Mn/ZnS-QDs, focusing on optimal temperature for the synthesis, and the effects of NMPPy volume, pH, and buffer solution concentration on methanol detection. However, direct methanol detection was not achieved, this research highlights the potential of NMPPy-modified Mn/ZnS-QDs for methanol detection using DIC. Further development is needed to enhance direct methanol detection.

Synthesis And Application Of Redox-Active Covalent Organic Frameworks In Rechargeable Batteries, Mohammad K. Shehab

Theses and Dissertations

Synthesis and Application of Redox-Active Covalent Organic Frameworks in Rechargeable Batteries

Mohammad K. Shehab

Department of Chemistry, Virginia Commonwealth University, Richmond, Virginia 23284, United States

Abstract

In recent years, lithium-ion batteries (LIBs) have been considered the dominant energy storage devices for portable electronics and electric vehicles due to their high energy density, low self-discharge rate, and long cycle life. In LIBs, the traditional positive electrodes employed are mainly derived from metal-containing inorganic compounds composed of cobalt, iron, nickel, or manganese (LiCoO₂, LiMn₂O₄, and LiFePO₄) coupled with graphite as the negative electrode. Despite …

Amphiphilic Block Copolymers And The Applications In Therapeutics Delivery, Jie Dou

Dissertations

Well-defined thermo-responsive triblock copolymers containing polyethylene oxide (PEO) and poly(N-isopropyl acrylamide) PNIPAM are synthesized by a type of living controlled polymerization, named iniferter polymerization. The polymers are amphiphilic in nature and are self-assembled into a micelle. Their properties and application are characterized and investigated in this work.

Foremost, the initiator of the polymerization (iniferter) is designed and synthesized by condensation polymerization, where PEO is incorporated into the structure to improve biocompatibility, which has great potential for biological application. Moreover, this iniferter reagent could be applied to more than 70 percent of vinyl monomers.

NIPAM, a commercial vinyl monomer, is chosen …

Bio-Based Uv-Curable Films And The Effect Of Bio-Content On The Properties Of The Films, Sahilkumar Chaudhary

Electronic Theses & Dissertations

The use of renewable resources in film formation has become a new focal point for industry because it is abundantly available and has less carbon emission during production than traditional ones. This has drawn researchers to investigate the functionality of bio-based raw materials and their end-usage. By modifying their chemical structures, the properties of these films like thermal resistance, impact resistance, and chemical resistance can be increased. In this research, limonene was used as a partial replacement for petroleum-based chemicals in film formation. A two-step chemical process was carried out to modify the limonene and the final product was used …

Sunflower Oil-Based Polyol In Flame-Retardant Rigid Polyurethane Foams, Magdalene Asare

Electronic Theses & Dissertations

The current shift from solely depending on petroleum sources to seeking renewable alternatives is due to their fast depletion, spike in prices, and the need to reduce our carbon footprint. For instance, the polyurethane industry currently calls for renewable and less toxic polyols and isocyanates for their synthesis over the traditionally used ones. To tackle an aspect of this matter, this work investigates the generation of polyol from sunflower oil, and further probes their use in rigid foams, one of the widely utilized polyurethanes. Epoxidation and ring-opening reactions were used to convert the sunflower oil into a more reactive form, …

Water Management And Corrosion Performance From Protective Polymer Coatings With Spatially Controlled Hydrophilic Domains, Jessica M. Davison

Dissertations

Metallic corrosion has become an annual multibillion-dollar problem for the industrialized world and global contamination issue through the process of repair, removing, and reapplying protective coatings. Typical corrosion resistant coatings are comprised of polymeric coating layers with anti-corrosive pigments, plasticizers, sacrificial additives, and/or other formulation materials, which are formulated to prevent, detect, and manage corrosion. Our counterintuitive approach was to improve upon the understanding of how, when, where, and why environmental contaminants (reactants, mainly water and electrolytes) driving corrosion, propagate and accumulate as localized hydrophilicity shifts within a model polymer coated substrate. Herein, hydrogel particles (HGP) were synthesized of defines …

Direct Ink Write And Thermomechanical Characterization Of Thermoset Composites, Sergio Dante Favela

Open Access Theses & Dissertations

This research will be divided into two sections. The first section discusses direct ink writing and thermomechanical characterization for thermoset composites. The thermoset ink is prepared with fillers aiding the printing process by modifying the rheology of the ink and geometry retention by allowing for the part to have an initial UV cure step. Three specimen formulations with different weight percentages were printed by material extrusion in the shape of tensile specimens following ASTM standard D638 to characterize the mechanical properties at room temperature, 100â?? and 200â??. Furthermore, the ink resin was characterized through DSC, TGA, and rheology testing. The …

Exploring The Biomedical Applications Of Polyurethane-Based Foams, Films, And Hydrogels, Anand Utpal Vakil

Dissertations - ALL

Shape memory polymers (SMPs) are a class of smart materials that can be temporarily stored in a deformed shape and can actively recover their original shape upon exposure to an external stimulus, such as heat, magnetic field, moisture, pH, light, or electric field. The ability of SMPs to change shape when required can be used for a wide range of applications, especially in the case of minimally invasive biomedical applications. In this work, polyurethane-based SMPs were explored for their use in tissue engineering, drug delivery, and wound healing applications.

In the second chapter, low density porous foams with tunable degradability …

Thermal Degradation Of Erythritol, Sudheendra Gamoji

Physics

The Insulated Solar Electric Cooker (ISEC) is a double walled Aluminum pot with a resistive heater directly connected to a solar panel whose goal is to create and disseminate cheap solar cookers in rural areas that primarily rely on biomass for cooking. Phase Change Materials (PCMs) like Erythritol, a sugar substitute, take a tremendous amount of energy to melt, and when they solidify they release the energy. Through the use of PCMs, the ISECs will produce enough heat to cook food even after the sun sets. However, PCMs like Erythritol degrade over repeated heat exposure, so the purpose of this …

Polymer Mimetics For Soil Modeling And Detection Of Biomarkers, Md Ragib Hasan

LSU Doctoral Dissertations

The population of the world is increasing day by day and is expected to reach 9.8 billion by the year 2050. The ever-increasing demand for agricultural products is putting an unprecedented strain on the world's soils as the human population continues to expand. Soil degradation caused by over-farming and the agrochemicals (fertilizers, pesticides, etc.) used in agriculture is a growing problem, although its causes remain murky. In addition, little is understood about the molecular-level interactions of substances that are subsequently introduced to soils, such as agricultural chemicals (ACs). Therefore, it is expected that these constraints may be circumvented by the …

Converting Hydrazone-Based Photoswitches Into Functional Materials, Sirun Yang

Dartmouth College Ph.D Dissertations

The development of new classes of molecular switches with enhanced performance and brand-new functionalities enables practitioners to push the frontiers of adaptive materials. In the realm of photoswitches, the bistability of hydrazones (i.e., molecules that incorporate the C=N-NH functional group) allows for the kinetic trapping of polymer and supramolecular assemblies resulting in multistate actuation and emergent phenomena that are not tractable with other photoswitches. This property has transformed hydrazone photoswitches into powerful tools that can be used in understanding fundamental molecular interactions and how to apply them in modulating the physicochemical properties of materials.

Progressing from disordered to …

Application Of Peo-Ppo-Peo Triblock Copolymers In Synthesis Of Silica And Organosilica Nanomaterials, Shu Zhang

Dissertations, Theses, and Capstone Projects

In this dissertation, the research work focused on the application of Pluronic triblock copolymers, poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) (PEO-PPO-PEO), in the synthesis of mesoporous material, such as double-helical silica nanotube structures as well as bridged organosilica nanotubes by using swollen micelles of Pluronic surfactants and their mixtures. Chapter 1 introduced the background and several important mesoporous structures, and the relevant topics in this dissertation, such as, silica nanotubes, helical silica nanotubes, silica vesicles and organosilica nanotubes. Chapter 2, continued research works from earlier published paper (ACS Nano 2021, 15, 1016-1029), discussed static treatment and stirring effect on the formation of …

Conformation Of The U12-U6atac Snrna Complex Of The Minor Spliceosome And Binding By Ntc-Related Protein Rbm22, Joanna Ciavarella

Dissertations, Theses, and Capstone Projects

Splicing of precursor messenger (pre-m)RNA is a critical process in eukaryotes in which the non-coding regions, called introns, are removed and coding regions, or exons, are ligated to form a mature mRNA. This process is catalyzed by the spliceosome, a multi-mega Dalton ribonucleoprotein complex assembled from five small nuclear ribonucleoproteins (snRNP) in the form of small nuclear (sn)RNA-protein complexes (U1, U2, U4, U5 and U6) and >100 proteins. snRNA components catalyze the two transesterification reactions while proteins perform critical roles in assembly and rearrangement. U2 and U6 snRNAs are the only snRNAs directly implicated in catalyzing the splicing of pre-mRNA. …

Polyaniline-Derivatives Based On Poly (Heterocyclic Diphenylamine) With Improved Electrochemical Stability And Processability, Mohammed Noifa Almtiri

Theses and Dissertations

Today, smart innovation has become an essential part of human life; thus, contemporary technologies are always looking for intelligent, responsive, and efficient materials to satisfy these demands. Consequently, synthetic "metals" or, more precisely, intrinsically conducting polymers (CPs) have begun to find a place as valuable and practical materials for a new generation of devices. Amongst all intrinsic conducting polymers, polyaniline (PANI) has attracted significant attention due to its outstanding air and moisture stability, simple preparation technique, and high electrical conductivity (chapter I).

Chapter II represents the synthesis of a new PANI derivative that contains a phenoxazine unit co-polymerized with p-phenylenediamine …

Designing Dynamic And Degradable Polymeric Materials With Thiol-X Chemistries, Reese Sloan

Dissertations

With plastic production poised to increase in coming years, there arises a need to develop new polymeric materials designed to combat the global pollution crisis. A commonly utilized approach in addressing this challenge is to employ a responsive functional moiety into the polymer architecture. Thiol-X reactions, a commonly utilized class of “click” reactions, have garnered broad implementation in new stimuli-responsive materials. This work specifically focuses on utilizing radical-mediated thiol-ene coupling and base-catalyzed thiol-isocyanate reactions to develop a library of ternary thiol-ene/thiourethane covalent adaptable networks (CANs) and hydrolytically labile poly(thioether ketal) thermoplastics. CANs are a class of network materials capable of …