Name: deposition of porous sorbents on fabric supports
Uploaded: 2018-06-12T14:45:00
Duration: 5 min 58 s
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Esta investigación fue patrocinada por la Agencia de reducción de amenaza de defensa (DTRA BA08PRO015) y la oficina de investigación Naval de Estados Unidos a través de fondos base Naval Research Laboratory. Las opiniones expresadas aquí son las de los autores y no representan las de la marina de guerra de Estados Unidos, el Departamento de defensa de Estados Unidos o el gobierno de Estados Unidos.

1. microondas iniciación
<ol><li>Preparar la solución de iniciación mezclando 10 mL de hidróxido de amonio (28-30%) con 184 mL de isopropanol en un vaso de vidrio con una barra de agitación magnética a 150 rpm. Añadir 6 mL de Tetraetilo ortosilicato (TEOS) a la solución de hidróxido de amonio5. PRECAUCIÓN: el hidróxido de amonio es una solución de álcali que plantea riesgos de irritación y quemaduras en contacto con ojos y piel, así como toxicidad por inhalación o ingestión. PRECAUCIÓN: Tetraetilo ortosilicato es inflamable y tóxico.</li>
	<li>Para iniciar la muestra, sumerja el sustrato de tejido completamente en la mezcla TEOS y retirar a un recipiente adecuado para microondas de cristal. Nota: La tela utilizada aquí fue un peso ligero, de un minorista especializado en artesanías y tejidos de algodón sin blanquear. El proceso descrito es adecuado para una amplia gama de telas con la limitación de que deben tener disponibles los grupos hidroxilo o aminas5. El tamaño del plato no es importante siempre el paño puede mentir plano dentro de él.<ol>
<li>Microondas la muestra de tela saturada con 1.200 W para 30 s. PRECAUCIÓN: Plato y muestra de la tela estará calientes después del tratamiento. Muestras de microondas con ventilación adecuada y evite la inhalación de los vapores resultantes.</li>
		<li>Repetir tratamiento de impregnación y de microondas para un total de tres ciclos. Nota: Mezcla TEOS se convierte en turbia rápidamente como ocurre precipitación. Use inmediatamente.</li>
		<li>Tela tratada seca a 100 ° C por 30 min en un horno de secado. Una vez seco, la tela puede almacenarse en condiciones ambientales. Nota: El horno utilizado aquí fue un horno de gravedad, pero ningún horno suficientemente grande es conveniente para el secado de los materiales.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparación de Sol para la capa de inmersión
<ol><li>Para preparar la sol, mezcle 1,9 g de Pluronic P123, 0.5 g de mesitylene y 2,12 g de etano 1, 2-bis (trimethyoxysilyl) (BTE) en un frasco de plástico a temperatura ambiente15,16,17,18,20 ,21. PRECAUCIÓN: etano 1, 2-Bis (trimethyoxysilyl) es inflamable y tóxico. Evite el contacto con la piel y la inhalación. Mesitylene es inflamable y tóxico. Evite el contacto con la piel y la inhalación.<ol>
<li>Agregar 2,0 g de metanol y una barra de agitación magnética. Sellar el recipiente y revolver a 150 rpm. PRECAUCIÓN: El metanol es inflamable y tóxico y puede presentar otros peligros para la salud. Evite el contacto con la piel y la inhalación. Nota: En las variaciones de esta deposición, puede utilizarse etanol en lugar de metanol del presente Protocolo. Se proporciona información adicional en la discusión.</li>
		<li>Cuando la solución agitada aparece homogénea, agregar gota a gota 6,07 g de 0,1 M HNO3 . PRECAUCIÓN: el ácido nítrico es corrosivo y puede causar irritación de la piel, ojos y sistema respiratorio. Evite el contacto con la piel y la inhalación.</li>
		<li>Continua revolviendo la mezcla durante 6 h. Nota: La mezcla es estable durante la noche en este punto, pero sólo en ausencia de evaporación. Si metanol se evapora durante el almacenamiento, se producirán cambios en el sol-gel.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Sumerja la tela de la capa
<ol><li>Sumergir la tela tratada de TEOS en la sol preparada a una velocidad de 150 mm/min. Nota: Tarifas más rápidas de hasta 270 mm/min se pueden utilizar con ningún impacto negativo en los materiales resultantes. Aquí, cualquier equipo tasas de inmersión y empate entre 150 y 270 mm/min es adecuado.<ol>
<li>Transferir la muestra a colgar seca en un horno de 60 ° C durante 24 h.</li>
		<li>Continúe el curado a 80 ° C para un 24 h adicional. Nota: Temperaturas de curado de hasta 120 ° C son aceptables en este punto. Después de curar, la tela puede almacenarse a temperatura ambiente, permitiendo la extracción posterior.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sumerja la muestra de tejido en exceso de etanol a 65 ° C durante 48 h para Extracto de agente tensioactivo. PRECAUCIÓN: El etanol es inflamable. Nota: Asegúrese que el recipiente va a tolerar las temperaturas necesarias.<ol>
<li>Enjuague a la tela con más etanol.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Secar a la tela durante la noche a 60-65 ° C. Una vez seco, la tela puede almacenarse en condiciones ambientales.</li>
</ol>4. porfirina funcionalización de telas recubiertas
<ol><li>Para funcionalizar el material absorbente con grupos de amina primaria, preparar una solución de silano 3-aminopropyltriethoxy (APS) en tolueno en 0.5% volumen/volumen15,16. PRECAUCIÓN: 3-Aminopropyltriethoxy silano es corrosivo y tóxico. Evite el contacto con la piel y la inhalación. Tolueno es inflamable, tóxico y un carcinógeno conocido. Evite el contacto con la piel y la inhalación.<ol>
<li>Sumerja la tela en la solución e incubar durante 1 h, cubierto.</li>
		<li>Lavar las muestras con tolueno.</li>
		<li>Seco las muestras de tejido durante la noche a 100 ° C.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para preparar el complejo de cobre de Deuteroporphyrin IX bis 2.4 etilenglicol (DIX), disolver 20 mg de la porfirina en 2 mL de sulfóxido de dimetilo22. PRECAUCIÓN: Las porfirinas pueden presentar peligros para la salud; Siga los procedimientos cautelares recomendados.<ol>
<li>Añadir la solución de porfirina a 100 mL de agua con 12,8 mg de cloruro de cobre (II) en un matraz de fondo redondo. PRECAUCIÓN: Cloruro de cobre es corrosivo, tóxico y presenta riesgos para el medio ambiente acuático. Evite el contacto con la piel y la inhalación.</li>
		<li>La solución de reflujo durante la noche.</li>
		<li>Use evaporación rotatoria para reducir volumen de la muestra total a 5 mL. Nota: La porfirina se puede preparar en grandes cantidades para su uso posterior. Preparada la porfirina debe almacenarse en la oscuridad a temperatura ambiente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Agregar la solución preparada de la porfirina para 15 mL de 0.1 M 2-(N-morfolino) ethansulfonic (MES) buffer pH ácido 5.5.<ol>
<li>Añadir 5 mg de 1-etil - 3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) a la solución e inmediatamente sumerja las muestras de tejido.</li>
		<li>Cubra las muestras e incube durante la noche.</li>
		<li>Lavar las muestras con agua.</li>
		<li>Seco las muestras de tejido durante la noche a 100 ° C.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Caracterización de los tejidos
<ol><li>Utilice cualquier sistema de caracterización de adsorción de nitrógeno disponible en el mercado según protocolos de fabricante para caracterizar la porosidad de las muestras de tejido. Nota: Aquí, análisis de adsorción de nitrógeno fue terminado 77 K. dependiendo del sistema utilizado, puede ser necesario pesar las muestras o degas ≥65 ° C antes del análisis.<ol>
<li>Utilice el método de Brunauer-Emmett-Teller (BET) para la determinación del área superficial.</li>
		<li>Utilice el método de Barrett-Joyner-Halenda (BJH) para la determinación del tamaño del poro del rama del isoterma de adsorción.</li>
		<li>Utilice el método de punto único para determinar el volumen de poro a la presión relativa (P/P0) 0.97.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Caracterizar la penetración de 2-chloroethyl sulfuro de etilo (CEES) a través de muestras de la tela siguiendo la orientación proporcionada por prueba de operaciones procedimiento (parte superior) 8-2-501, pruebas de materiales impregnación con agentes químicos o simuladores (prueba muestra)23 ,24. PRECAUCIÓN: 2-Chloroethyl sulfuro de etilo es inflamable, corrosivo, tóxico y presenta un peligro para la salud. Evite el contacto con la piel y la inhalación. Nota: en este estudio, un interno, calentador de la sonda impulsada fue utilizado para controlar la temperatura dentro de un ambiente personalizado. La proporción de humedad al aire seco que entra en esta cámara se dirige con sonda impulsada por controladores de flujo másico. La célula de acero inoxidable aerosol-vapor-líquido-evaluación grupo (AVLAG) lleva a cabo la muestra horizontalmente con juntas tóricas. Pruebas de permeabilidad difusiva utiliza una corriente de nitrógeno. El headspace por encima de la muestra, en el cual se coloca el objetivo, está estancada sin diferencia de presión por encima y por debajo de la muestra. La muestra se apoya entre dos discos de soporte sólido con aberturas circulares de alineados 0,64 cm2 . Este conjunto se coloca en la celda AVLAG y humedad es equilibrada para 2 h. objetivo se presenta como gotitas líquidas usando un dispensador de repetición. Un FID dedicado permite el monitoreo continuo de las concentraciones objetivo.</li>
	<li>Siga la orientación proporcionada por ASTM E96, transporte de Vapor de agua: método de taza abierta vertical para caracterizar el transporte de vapor de agua a través de la tela muestras4,24,25.<ol>
<li>Modificar una incubadora para proporcionar un recinto para este análisis a 25 ° C.</li>
		<li>Llenar un vial de centelleo (20 mL) con 16,9 mL de agua desionizada. El sello de la muestra del material en este vial y pesar el frasco. Utilice el desecante para conducir una humedad diferencial en la incubadora y alinear una corriente de nitrógeno seco para que fluyó por la superficie de la muestra (0,25 L/min).</li>
		<li>Medir el peso de la cubeta de la muestra cubierta a intervalos de 30 a 45 min, utilizando una balanza analítica.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Bromberg, L., Pomerantz, N., Schreuder-Gibson, H., Hatton, T. 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Los autores declaran que no tienen intereses financieros que compiten.

Aquí, hemos demostrado que la deposición de TEOS Iniciado por microondas puede usarse para preparar a la tela para la posterior deposición de un organosilicate poroso absorbente. El enfoque conduce a la carga de la tela con 1,12 g de adsorbente por m2 de superficie de la tela. Análisis de la tela revestida por adsorción de nitrógeno indicó la deposición de una capa porosa con diferencias significativas entre el material tratado completo y el de la tela iniciada. La superficie fue, sin embargo, menor que el observado para un material similar compuesto sintetizado como un monolito. El solvente solo redujo la tasa de transporte de CEES a través de la tela en un 85%. Adición de la funcionalización de la porfirina para el soporte absorbente disminuyó más transporte (reducción total 93%). Avance inicial de la porfirina funcionalizados tela tratada en 2 min; avance inicial la tela de algodón estaba en 0,6 min. Esta reducción en permeabilidad química logró con poco impacto en el transporte de vapor de agua de la tela.
El depositado es absorbente no una película fina continua. El acercamiento produce una capa que está más cerca conforme al hilo de la tela. Como resultado, reducción de permeabilidad es limitada por el tejido de la tela. Aquí, un tejido ligero de algodón se utiliza como material de apoyo. La iniciación de microondas es conveniente para el uso en otros tejidos que prevén modificación de grupos amino o hidroxilo. Un tejido más denso, como la mezcla de nylon y algodón utilizada en el Nosotros Ejército combate uniforme (ACU), produciría una mayor reducción de transporte destino simplemente sobre la base de reducción de espacios vacíos dentro de la armadura. Un denso tejido utilizado como material de refugio proporcionaría ventajas similares. Recordando que el tratamiento absorbente no se limita a la superficie de la tela, un material de cierta profundidad a la manera de un forro polar o tejido de punto pesado también se espera para producir reducciones adicionales en la penetración. Este concepto también aplicaría a los materiales plisados tridimensionales utilizados en filtración de aire.
El tratamiento descrito aquí no se limita a utilizar en los tejidos tradicionales. Proporciona el potencial para la modificación del papel, capas y materiales más típicamente aplicados en enfoques de la filtración, así como textiles no tejidos con pliegues. En algunos casos, las condiciones descritas aquí deba ser suaviza para mantener la integridad del material de apoyo. Reducción de la concentración de la base (hidróxido de amonio) puede ser necesario, como en el caso de las telas de polietileno. Acortar la duración del periodo de microondas puede ser necesario para evitar el chamusqueo (materiales de papel). Algunas telas sintéticas, polipropileno por ejemplo, requieren reducción en las temperaturas de secado utilizadas. Cambios a sol envejecimiento temperaturas y duraciones deben evitarse ya que estas condiciones tienen impacto significativo en la morfología de la absorbente resultante.
Etanol se puede sustituir por metanol en el sol de la capa de dip. Esto se recomienda cuando el escalado de una síntesis y el uso de un volumen mayor de sol, porque el etanol presenta un menor riesgo para la salud. El sol puede ser considerablemente diluida con alcohol, por ejemplo, de 4 a 12 g etanol en lugar de metanol 2 g) para preparar a un mayor volumen de la mezcla sin un aumento proporcional de las masas de BTE, Pluronic P123, mesitylene y ácido. También pueden multiplicar cantidades relativas de reactivos y solventes para preparar un sol para la generación de muestras más grandes de materiales revestidos. El grado de dilución o concentración de un sol puede afectar la carga de material absorbente en un tejido particular masa resultante. Múltiples ciclos de inmersión en una mezcla de sol deberían conducir también a cambios en la carga total.
Optimización del enfoque de la deposición de otros materiales de apoyo es permanente. Modificación de la tela de mezcla de nylon y algodón ACU es de particular interés para una solución de desgaste diario con protección química base como materiales base punto jersey. La deposición de otros materiales absorbentes también se está estudiando. Los sorbentes dietilbenceno puenteada desarrollaron para la captura de objetivos de pesticidas, por ejemplo, utilizar una preparación de sol que difiere el uno descrito aquí17,20,27 y catálisis se basa en una diferente porfirina. Por último, evaluación de los materiales de tela apoyado contra aerosol, líquido y vapor objetivos está en curso.

Actualmente disponible ropa protectora química utilizada por el Departamento de defensa (DoD) proporciona una barrera completa, el traje de protección química de nivel A, por ejemplo, o usa varias capas de tela para la protección, como en el común servicio ligero Traje integral de tecnología (JSLIST). Barrera completa ropa impone una carga significativa para el usuario. No hay transporte de vapor de agua a través del material, la regulación térmica se ve dificultada. Como resultado, la duración del uso (duración de la misión) es restringida; la ropa es apropiada para un rango limitado de situaciones. El JSLIST, por el contrario, utiliza una capa de carbón adsorbente entre una tela de la cáscara y una capa de comodidad. La carga resultante en el usuario es reducida pero no eliminada, y las capacidades de protección se reducen en comparación con los trajes de la barrera. Más allá de la carga térmica, el traje JSLIST es conveniente para sólo 24 horas de uso continuo. Ninguno de estos tipos de tecnología son adecuado para proporcionar una capacidad de protección de línea de base a largo plazo, todos los días ropa de desgaste. Protección de línea de base sería de uso en entornos de bajo peligro, condiciones adecuadas para MOPP 0 a 2 (MOPP - postura protectora orientada de misión) y otras condiciones de bajo riesgo. Más allá de preocupaciones del DoD, referencia protección sería de utilidad para los primeros respondedores que pueden entrar en entornos contaminados, sin previo aviso.
Investigación, búsqueda de mejoras a la ropa protectora de DoD es permanente y continuo1,2,3,4. Un esfuerzo anterior identificado el potencial de un proceso de microondas Iniciado por deposición de 1,1,2,2-heptadecafluoro-tetrahydrodecyl) Isobutiltrimetoxisilano en telas para producir oleophobic comportamiento5. La intención era producir a un tejido que puede mejorar la capa de la cáscara de la ropa JSLIST. Mientras que este oleophobicity puede mejorar la resistencia química de la ropa en capas, no abordará la carga térmica impuesta por el traje. No hay labor más enfocada de adsorbentes y catalizadores para la captura y/o descomposición de amenazas químicas6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Utiliza un enfoque recientemente descrito organosilicate poroso adsorbentes combinan con porfirinas para capturar y degradar Fosgeno y utilizan materiales similares para la captura de compuestos industriales tóxicos (TICS) así como simuladores de plaguicidas y nitroenergetics15 ,16,17,18,19,20. Al mismo tiempo prometedor, estos materiales en polvo no son directamente aplicables a tecnologías de la ropa.
Organosilicate sistemas se ha aplicado extensamente en inmersión y centrifugado enfoques, por lo general, la capa en obleas de silicio y vidrio. La técnica de deposición de microondas descrita proporciona un mecanismo para la aplicación de estos materiales a los tejidos. Aquí, utilizamos el proceso descrito en combinación con tetraethylorthosilicate para preparar a las telas. Luego se tratan con los adsorbentes porosos a través de un enfoque de la capa de inmersión. Caracterización morfológica demuestra la presencia de los porosos absorbente en la tela. Evaluación de impregnación de sulfuro (CEES) de etilo 2-cloroetilo a través de la tela con y sin este tratamiento muestra un impacto significativo sobre el transporte de la blanco a través del material.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1345">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">unbleached 100% cotton fabric</td>
			<td style="width:239px;">JOANN Stores</td>
			<td style="width:275px;">N/A</td>
			<td style="width:471px;">Protocol is suitable for use on a variety of fabrics</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">ammonium hydroxide</td>
			<td style="width:239px;">Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">32,014-5</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">tetraethyl orthosilicate</td>
			<td style="width:239px;">Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">13,190-3</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Pluronic P123</td>
			<td style="width:239px;">Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">435465</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">mesitylene</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">M7200</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane</td>
			<td style="width:239px;">Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">447242</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">methanol</td>
			<td style="width:239px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:275px;">A454SK-4</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">nitric acid</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">438073</td>
			<td style="width:471px;">Prepare 0.1 M aqueous solution</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">3-aminopropyltriethoxysilane</td>
			<td style="width:239px;">Gelest</td>
			<td style="width:275px;">SIA0603.4</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">toluene</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">650579</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Deuteroporphyrin IX bis ethylene glycol</td>
			<td style="width:239px;">Frontier Scientific</td>
			<td style="width:275px;">D630-9</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">dimethyl sulfoxide</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">276855</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">copper chloride</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">256528</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">2-(N-morpholino)ethansulfonic acid</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">M3671</td>
			<td style="width:471px;">Prepare 0.1M buffer at pH 5.5</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">E6383</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">ethyl alcohol</td>
			<td style="width:239px;">Warner-Graham</td>
			<td style="width:275px;">64-17-5</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Drierite</td>
			<td style="width:239px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:275px;">737828</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Microwave</td>
			<td style="width:239px;">Daewoo</td>
			<td style="width:275px;">KOR-630A</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Nitrogen adsorption instrument</td>
			<td>Micromeritics</td>
			<td style="width:275px;">&#160;TriStar II Plus&#160;</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Environmental chamber</td>
			<td style="width:239px;">custom part</td>
			<td style="width:275px;">N/A</td>
			<td style="width:471px;">Here, a modified Thermolyne incubator, Compact Series 5000 was used</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Flame ionization detector (FID)</td>
			<td style="width:239px;">SRI Instruments</td>
			<td style="width:275px;">8690-0010</td>
			<td style="width:471px;">Model 110</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Humidity probe</td>
			<td style="width:239px;">Vaisala</td>
			<td>HMT3303E0A193BCAC100A0CCABEA1</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">AVLAG Cell</td>
			<td style="width:239px;">custom part</td>
			<td style="width:275px;">N/A</td>
			<td style="width:471px;">AERO-Space Tooling and Machining, P/N RS0010 Permeation cell</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Computer controlled heater</td>
			<td style="width:239px;">World Precision Instruments</td>
			<td>AIRTHERMY-ATX</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Mass flow controller</td>
			<td style="width:239px;">MKS Instruments</td>
			<td style="width:275px;">1179A01312CS</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Dipper mechanism Type D1L</td>
			<td style="width:239px;">NIMA Technology Ltd</td>
			<td style="width:275px;">D1L</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Gravity oven</td>
			<td style="width:239px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:275px;">15-103-0520</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Stirring hotplate</td>
			<td style="width:239px;">Fisherbrand</td>
			<td style="width:275px;">S28482</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Octagon spinbar, magnetic stirring bar</td>
			<td style="width:239px;">Fisherbrand</td>
			<td style="width:275px;">14-513-82</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">PSI-Plot version 9.5</td>
			<td style="width:239px;">Poly Software International, Inc</td>
			<td style="width:275px;">N/A</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:363px;">Microsoft Office Professional Plus - Excel 2013 32-bit</td>
			<td style="width:239px;">Microsoft</td>
			<td style="width:275px;">N/A</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:363px;">MicroActive TriStar II Plus Software</td>
			<td>Micromeritics</td>
			<td style="width:275px;">packaged with the TriStar II nitrogen adsorption instrument</td>
			<td style="width:471px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

deposition of porous sorbents on fabric supports

Una técnica de deposición de microondas para silanes, descrito previamente para la producción de tejidos de oleofobicidad, está adaptada para proporcionar una tela de soporte material que puede ser tratado posteriormente por la capa de dip. Capa de inmersión con un preparado de sol proporciona un soporte poroso sobre la tela. En este caso, la capa porosa es un sistema absorbente de porfirina funcionalizado, basado en un material en polvo que se ha demostrado previamente para la captura y conversión de fosgeno. Una representante capa se aplica a la tela de algodón con un nivel de carga de 10 mg/g. Esta capa tiene un impacto mínimo sobre el transporte de vapor de agua a través de la tela (93% de la tasa de tejido de soporte) reduciendo significativamente el transporte de 2-chloroethyl sulfuro de etilo (CEES) a través del material (7% de tasa de tejido de soporte). Los enfoques descritos son adecuados para uso con otras telas proporcionando grupos amina y el hidroxilo para la modificación y pueden utilizarse en combinación con otros preparados del sol para producir diversa funcionalidad.

Adsorción de nitrógeno se utilizó para evaluar al tejido tratado siguiendo el procedimiento de la capa de dip. Como se muestra en la figura 1, el isoterma que se obtuvo para el recubrimiento poroso. Esto contrasta con el comportamiento observado para el tejido no tratado y la tela iniciada por microondas. Adsorción de nitrógeno insignificantes se observó para la tela sola y la tela después del tratamiento de microondas. No se determinaron tamaños de poro. La capa porosa produce una superficie de 3,39 m2/g con poro volumen 0,013 cm3/g. Mientras que un tamaño de poro BJH adsorción de 76 Å, no el instrumento características significativas se observan en la distribución de tamaño de poro. Imágenes de la tela en cada etapa en el proceso de recubrimiento se proporcionan en la figura 2. La masa media de adsorbente depositado sobre el algodón soporte fue determinado para ser 0.01 g/g, basado en el peso diferencial de las muestras antes de deposición y después del proceso de secado final, un aumento de peso de ~ 1% de la tela original. Si el volumen de área y poro superficial medido es corregido para tener en cuenta solamente el componente masa absorbente del material, la superficie del adsorbente es 339 m2/g con poro volumen 1,3 cm3/g. Para la comparación, cuando este absorbente fue sintetizado como un monolito en un reactor cerrado, porosimetría de nitrógeno indica un área superficial BET de 1143 m2/g con poro volumen 1,01 m2/g y diámetro de poro 76 Å26. Una isoterma de tipo IV-como se observó para este material con histéresis significativos (figura 3). Se preparó una muestra de película gruesa por el curado de la sol de recubrimiento por inmersión en un plato de Petri y procesamiento basado en el protocolo utilizado para las muestras de tejido recubierto. Porosimetría de nitrógeno indica un área superficial BET de 968 m2/g con poro volumen 0,78 cm3/g y diámetro de poro 39 Å para este material (figura 3).
La tasa de transporte (WVT) de vapor de agua de los tejidos tratados se evaluó usando dos cámaras celular4,24,25. Esta evaluación utiliza una muestra de tejido circular con un área expuesta total de 1,65 cm2. Como se muestra en la figura 4, iniciación de microondas de la tela causó una ligera reducción en el transporte de vapor de agua en comparación con el algodón no tratado. No hay cambios adicionales en el transporte de vapor de agua se observaron después de la deposición del sorbente o funcionalización con porfirina. La tasa de WVT la tela de algodón se determinó que era de 121 g/h/m2. La tasa WVT se redujo a 112 g/h/m2 sobre la iniciación de microondas. Un índice WVT de 113 g/h/m2 se determinó para el tratamiento completo funcionalizados de porfirina.
2-Chloroethyl sulfuro de etilo (CEES) fue utilizado como un simulador para determinar si la deposición del tratamiento poroso produjo cambios a propiedades de transporte de químicos para la tela. CEES se utiliza comúnmente como un simulador para la mostaza de azufre, un agente de guerra química. El material absorbente utilizado aquí consiste en grupos puente etano y ha sido funcionalizado con una metaloporfirina de glicol de etileno (CuDIX) cobre Deuteroporphyrin IX 2, 4 bis. Esto refleja las características del sistema absorbente demostrado previamente para su uso en captura de fosgeno15,16. Transporte de vapor químico se determinó usando aerosol-vapor-líquido-evaluación grupo (AVLAG) células23,24. Los usos del método flujo continuo con detección de ionización de llama (FID) bajo control temperatura (40 ° C) y humedad relativa (50%) para el total de área expuesta de 0,64 cm2. Figura 5 ofrece respuestas FID dependiente del tiempo. Cuando se evaluó la tela de algodón solamente, una velocidad máxima de 67 g/h/m2 se observó con la no retención de la blanco (total 214 μg). El poroso tratamiento dio lugar a una reducción significativa a ambos la tasa máxima de transporte (9,6 g/h/m2) y el transporte total de destino a través de la tela. Sólo 78 μg de la 214 μg CEES aplicación originalmente fue recuperado durante un período de 83 h. El tratamiento de porfirina funcionalizado porosos reduce aún más la tasa máxima de transporte a 4,5 g/h/m2 con un total de transporte de 39 μg CEES sobre las 83 h experimento.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig1.jpg"> Figura 1: caracterización morfológica de los tejidos. Son isotermas de adsorción de nitrógeno representativo (A) y distribuciones de tamaño de poro (B) para una muestra de la típica tela (rojo), una muestra similar siguiendo el proceso de iniciación de microondas (azul), la tela después de la aplicación de la absorbente (verde) y la tela después de la aplicación del sistema completo absorbente (negro). <a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig2.jpg"> Figura 2: fotografías de la tela de. La fotografía muestra el microondas iniciado, absorbente recubierto material (A), la porfirina CuDIX solamente en algodón (B), y una completa porfirina funcionalizados capa en algodón (C). Las muestras tratadas son overlaid en la tela de algodón sin tratar. <a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig3.jpg"> Figura 3: caracterización morfológica de unsupported absorbente. Se muestra aquí son isotermas de adsorción de nitrógeno representativo (A) y distribuciones de tamaño de poro (B) para el absorbente cuando se sintetiza como un monolito (negro) y cuando se sintetizan como una película gruesa (rojo)26. <a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig4.jpg"> Figura 4: penetración de vapor de agua. Se presentan los resultados del análisis de permeabilidad de vapor de agua para la completa porfirina CuDIX funcionalizada absorbente de tela de algodón (negro). Algodón tejido único (rojo) y tela de algodón con solamente el componente absorbente (azul) se presentan para la comparación. <a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig5.jpg"> Figura 5: penetración de CEES. Impregnación de CEES a través de una capa absorbente de porfirina completa funcionalizada sobre tela de algodón se presenta (negro). Tejido único (rojo) y tela con solamente el componente absorbente (azul) se presentan para la comparación. El interior ofrece una vista ampliada de la época de avance inicial de los tres materiales. <a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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Deposition of Porous Sorbents on Fabric Supports

Este informe detalla un enfoque Iniciado por microondas para la deposición de porfirina funcionalizada poroso organosilicate absorbentes en una tela de algodón y demuestra la reducción en el transporte de sulfuro (CEES) de etilo 2-cloroetilo a través de la tela el resultado tratamiento.

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