پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 Microwaves as an Efficient, Controllable and Low-Cost Energy Source for Modifying the Structure and Surface Chemistry of Activated Carbon Adsorbent; Effective Removal of Congo Red from Industrial Wastewaters امواج ماکروویو به‌عنوان یک منبع انرژی کارآمد، قابل کنترل و ارزان برای اصلاح ساختار و شیمی‌سطح جاذب کربن فعال؛ حذف موثر کنگو رد از پساب‌های صنعتی 163 179 82035 10.30509/jcst.2024.167315.1228 FA بهرام ابراهیمی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران، صندوق پستی: 6616935391. سیروان محمدی آذر گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران، صندوق پستی: 6616935391. Journal Article 2024 05 13 This study investigated the effectiveness of microwaves as a fast and highly controllable method to modify the structure of activated carbon (AC) absorbent. The endemic walnut shell of the Kamyaran region was used as raw material. The adsorbent was prepared by chemical activation by ZnCl2 with a specific temperature program. Microwaves with 200, 400, and 600 watts powers were applied for one minute, and three adsorbent samples, AC-200, AC-400, and AC-600, were produced. The structural characteristics of the adsorbents were investigated by elemental analysis, SEM, FT-IR, and BET methods. SEM images and FT-IR spectra proved the change in the morphology and surface chemistry of the absorbents. AC and AC-400 were used to remove congo red during a comparative study. The variables of contact time, adsorbent dosage, initial dye concentration, and the pH of the dye solution were optimized. In optimal conditions, the dye removal by AC and AC-400 at 130 mg/L was 61.38 and 94.36%, respectively. Kinetic and isotherm studies showed that the dye removal process follows the pseudo-second-order and Freundlich models. در این مطالعه کارایی امواج ماکروویو به عنوان یک روش سریع با قابلیت کنترل بالا برای اصلاح ساختار جاذب کربن فعال (AC) بررسی گردید. پوست گردو بو‌می‌منطقه کامیاران به عنوان ماده خام استفاده شد. جاذب به روش فعال‌سازی شیمیایی توسط ZnCl2 با برنامه دمایی مشخص تهیه گردید. امواج ماکروویو با توان‌های 200، 400 و 600 وات به مدت زمان یک دقیقه اعمال و سه نمونه جاذب AC-200، AC-400 وAC-600 تولید شدند. خصوصیات ساختاری جاذب‌ها با روش‌های آنالیز عنصری، SEM، FT-IR و BET بررسی شد. تصاویر SEM و طیف‌های FT-IR تغییر در ریخت و شیمی‌سطح جاذب را اثبات نمود. طی یک مطالعه مقایسه‌ای از AC و AC-400 برای حذف کنگو رد استفاده شد. متغیرهای زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگزا و pH محلول بهینه گردیدند. در شرایط بهینه میزان حذف رنگزا توسط AC و AC-400 در سطح غلطتیmg/l 130 به ترتیب 61.38 و 94.36 درصد حاصل شد. مطالعات سینیتیکی و ایزوتر‌می‌پیروی فرایند حذف رنگزا از مدل شبه درجه دوم و فروندلیچ را نشان داد.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82035_597987f09f3157e9e766d74756a604e6.pdf

پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 Investigation of the Effect of Semiconductor and Counter Electrode on the Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells مطالعه اثر نیمه‌هادی و الکترود مقابل در بازده سلول‌های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا 190 181 82047 10.30509/jcst.2024.167373.1238 FA مژگان حسین‌نژاد گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران، صندوق‌پستی: 654-167654 کمال الدین قرنجیگ گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران، صندوق‌پستی: 654-167654 مهدی قهاری گروه پژوهشی نانوفناوری رنگ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران، صندوق‌پستی: 654-167654 محسن فتحی دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران، صندوق‌پستی: 316-36155. Journal Article 2024 08 24 Dye-sensitized solar cells are a good option for producing renewable energy based on converting sunlight into electrical energy. To facilitate the commercialization of this technology, it can be effective to replace expensive parts and reduce the recombination phenomenon. For this purpose, two parts of the semiconductor and the counter electrode were investigated. Semiconductors are used in the photoanode preparation and receive the electron produced by the dye excitation. In this research, two semiconductors, ZnO and Na-doped TiO2, are selected, and their performance is compared with that of titanium dioxide. Two organometallic dyes with two different electron acceptor groups were prepared as sensitizers. The highest yield was obtained in the presence of organic dye containing cyanoacrylic acid and Na-doped TiO2, equal to 6.27 %. Platinum as the counter electrode is an expensive part of dye-sensitized solar cells. Graphene oxide, its hybrid, and its composite with MoS2 were investigated to replace platinum. Graphene oxide has weak electrocatalytic properties, which can be solved by using MoS2. The highest yield was obtained in organic dye containing cyanoacrylic acid, MoS2/GO composite, and Na-doped TiO2, equivalent to 6.03 %. The results illustrated that MoS2/GO can be used instead of platinum. سلول‌های خورشیدی حساس‌شده به مواد رنگزا، یک فناوری کارآمد در تولید انرژی تجدیدپذیر بوده که برای تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی معرفی شدهاند. برای تسهیل تجاری‌سازی این فناوری، جایگزینی بخشهای گران قیمت و کاهش پدیده بازترکیب، می‌تواند موثر باشد. برای این منظور اثر دو بخش نیمه‌هادی و الکترود مقابل در تهیه سلولهای خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا مورد بررسی قرار گرفت. نیمه هادیها در تهیه فوتوآند مورد استفاده قرار گرفته و الکترون تولید شده در اثر تهییج ماده رنگزا را دریافت میکنند. در این پژوهش دو نیمه هادی اکسید روی و دیاکسید تیتانیم دوپ شده با سدیم انتخاب و عملکرد آن‌ها با دیاکسید تیتانیم مقایسه شد. دو ماده رنگزای آلی- معدنی دارای دو گروه الکترون‌ گیرنده مختلف به عنوان حساس‌کننده تهیه گردید. بیشترین بازده در حضور ماده رنگزای دارای گروه سیانوآکریلیک اسید و دیاکسید تیتانیم دوپ شده با سدیم و در حدود 6.27 درصد به دست آمد. پلاتین به عنوان الکترود مقابل، بخش گران قیمت سلول‌های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا است. اکسید گرافن، هیبرید و کامپوزیت آن با دی‌سولفید مولیبدن برای جایگزینی پلاتین انتخاب گردید. اکسید گرافن دارای خواص الکتروکاتالیستی ضعیفی بوده که با استفاده از دیسولفید مولیبدن این محدودیت برطرف میگردد. بیشترین بازده در حضور ماده رنگزای دارای گروه سیانوآکریلیک اسید، کامپوزیت MoS2/GO و دی‌اکسید تیتانیم دوپ شده با سدیم در حدود 6.03 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که می‌توان از کامپوزیت MoS2/GO به جای پلاتین در ساختار سلول‌های خورشیدی حساس به مواد رنگزا استفاده کرد.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82047_07af206ec9589c55fc22f384933145d8.pdf

پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 Effect of Carbon Nanotube on the Morphological and Photovoltaic Property of P3HT:PCBM Based Solar Cell تاثیر نانولوله کربنی بر خواص فوتوولتایی و ریخت‌شناسی سلول خورشیدی برپایه P3HT:PCBM 191 204 82048 10.30509/jcst.2024.167358.1236 FA رضوان سلطانی شاهیوردی گروه مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی معدن، نفت و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران، صندوق پستی: ۱۴۵۱۵/۷۷۵ علی اصغر کتباب داﻧﺸﮑﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﭘﻠﯿﻤﺮ و رﻧﮓ، داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ اﻣﯿﺮﮐﺒﯿﺮ، ﺗﻬﺮان، اﯾﺮان، ﺻﻨﺪوق ﭘﺴﺘﯽ: 15875-4413 Journal Article 2024 08 20 In the past few years, there has been great interest in polymer solar cells due to their transparency, flexibility, and low cost of materials. In the present work, inverted bulk heterojunction polymer solar cell based on regioregular poly (3-hexyl thiophene) -(rrP3HT): (6,6)- phenyl- C61- butyric acid methyl ester and acid treated single wall carbon nanotube (SWCNT) has been manufactured and the effect of incorporating SWCNT on the photovoltaic property and morphology of the prepared solar cells has been investigated. Results demonstrate that even though SWCNT improves open circuit voltage as well as short circuit current density resulting from enhancement of light harvesting all over the spectra and better charge transport (for samples containing higher amount of SWCNT JSC reduces), power conversion efficiency declines as a consequence of diminishing fill factor which is affected by lower exciton dissociation, destruction of desired morphology for charge dissociation and reduced molecular ordering of P3HT. در سال‌های اخیر، سلول‌های خورشیدی پلیمری بدلیل انعطاف‌پذیری بالا، شفافیت و قیمت پایین مواد، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده‌اند. در مطالعه حاضر سلول خورشیدی ناهمگون حجمی معکوس بر پایه پلیمر پلی‌تری‌هگزیل‌تیوفن (P3HT) ، فولرن‌ (PC61BM) و نانولوله کربنی تک دیواره عامل‌دار شده با گروه‌های اسیدی تهیه و اثر حضور نانولوله‌های کربنی بر خواص فوتوولتایی و ریخت‌شناسی بررسی گردید. نتایج نشان می‌دهد که حضور نانولوله‌های کربنی اگرچه سبب بهبود ولتاژ مدار باز می گردد و چگالی جریان را نیز افزایش می‌دهد، در نمونه‌های حاوی مقادیر بیشتری از SWCNT چگالی جریان روند کاهشی نشان می‌دهد. این موضوع ناشی از افزایش جذب فوتون پلیمر P3HT در محدوده طول موج‌های مرئی و نزدیک به فروسرخ و بهبود قابلیت انتقال بار الکتریکی است. بدلیل تضعیف فاکتور پرشدگی، توان تبدیل سلول‌های خورشیدی به میزان ۱۱ درصد کاهش می‌یابد که علت آن را می‌توان به کاهش سرعت جدایش اکسایتون، کاهش بلورینگی نسبی پلیمر و تخریب ریخت مطلوب جدایش اکسایتون نسبت داد.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82048_b69854b0b3bf9519e1080253acfbdc38.pdf

پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 Effective Removal of Cationic Dye from Aqueous Solution by Modified Hydrochar Derived from Potato Peel Waste حذف موثر رنگ کاتیونی از محلول آبی توسط هیدروچار اصلاح شده از ضایعات پوست سیب‌زمینی 205 219 82051 10.30509/jcst.2024.167377.1239 FA حسین رحیم زاد لامعی مرکز تحقیقات کربن سبز دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز ، ایران، صندوق‌پستی: 513351996 رضا خوشبوی مرکز تحقیقات کربن سبز دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز ، ایران، صندوق‌پستی: 513351996 Journal Article 2024 09 02 This study investigates synthesizing porous biocarbon materials derived from wet potato peel to remove cationic dyes from aqueous solutions. The influence of wet carbonization process parameters (temperature, residence time) on the synthesis of hydrochar (HC) and the effect of modification process parameters including the type of modifying agent (potassium carbonate and ammonium chloride), mass ratio (1-3), and modification temperature (400-800 °C) on the physicochemical properties of the modified hydrochar (MHC) were investigated. The adsorption performance was examined under varying conditions, including solution pH, isotherms and kinetics adsorption, and the mechanism of methylene blue removal. Results showed that K₂CO₃ significantly enhanced MHC's SBET and adsorption performance due to surface interactions with HC. Maximum adsorption capacities of HC and MHC were achieved as 17.6 mg·g⁻¹ and 84.5 mg·g⁻¹, respectively, under alkaline conditions (pH ≥8). Adsorption data fitted well to the Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetic model (R² > 0.99), indicating chemisorption as the dominant mechanism. Therefore, wet carbonization presents a valuable strategy for minimizing wet organic waste and creating nano-structured carbon adsorbents for environmental applications. این پژوهش به سنتز مواد متخلخل کربن زیستی از ضایعات مرطوب زیست‌توده پوست سیب‌‌زمینی جهت حذف رنگزای کاتیونی از محلول آبی پرداخته است. پارامترهای موثر فرآیند کربن‌سازی مرطوب (دما، زمان ماند) در سنتز هیدروچار (HC) و پارامترهای موثر فرایند اصلاح شامل نوع (پتاسیم‌کربنات و ‌آمونیم کلرید)، نسبت جرمی (1: 3) و دمای اصلاح (800 -400 درجه سانتی‌گراد) روی خواص فیزیکی - شیمیایی هیدروچار اصلاح‌شده (MHC) مطالعه شد. شرایط مختلف فرآیند جذب از جمله pH محلول، ایزوترم و سینتیک جذب و نهایتاً سازوکار جذب متیلن‌بلو به طور ویژه بررسی شد. نتایج نشان داد، در شرایط مشابه، ‌پتاسیم کربنات به دلیل واکنش‌های سطحی با HC، منجر به توسعه چشمگیر SBET و بهبود عملکرد MHC می‌‌شود. حداکثر ظرفیت جذب برای HC وMHC در محیط قلیایی (pH≥8)، به ترتیب 17.6 و mg.g-1 84.5 محاسبه شد که برای هر دو جاذب از ایزوترم لانگمویر و مدل سینتکی شبه مرتبه دوم (R2>0.99) پیروی می‌کند که نشان‌دهنده غالب بودن جذب شیمیایی است. لذا روش کربن‌سازی مرطوب می‌تواند گامی مهم در جهت کاهش حجم ضایعات مرطوب آلی و تبدیل آنها به جاذب نانوساختار کربنی باشد.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82051_0c2d2855e113d45ac545e7eb4c06c812.pdf

پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 Identification of the Type of Coloring Materials in Safavid-era Mural Paintings in Jarchi Bashi Mosque, Isfahan شناسایی نوع مواد رنگ‌ساز نقاشی دیواری دوره‌صفوی در مسجد جارچی‌باشی اصفهان 221 234 82064 10.30509/jcst.2025.167396.1240 FA سیدمحسن حاجی سید جوادی گروه هنرو معماری، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران، صندوق پستی: 4697-19395 آرزو پشلنگ گروه هنرو معماری، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران، صندوق پستی: 4697-19395 Journal Article 2024 10 02 This research aims to identify pigments and color agents in the remains of Safavid murals in Jarchibashi Mosque, Isfahan. In this regard, red, blue, white, and gold-colored layers were sampled, as well as the lower layers of the authentic parts of the Safavid period. Analyses such as Fourier transform infrared analysis (FT-IR), Raman spectroscopy, X-ray diffractometry (XRD), and microscopic studies under a polarized microscope (PLM) were used for structural and elemental investigations. Based on the results obtained, in the colored decorations of Jarchibashi Mosque, red syringe pigment was used for red decorations, natural azure blue for blue-colored decorations, white mud (halonite) for white-colored decorations, and gold leaf for golden-colored decorations. هدف از این پژوهش شناسایی رنگدانه‌ها و عوامل رنگی در بقایای دیوارنگاره‌های صفوی مسجد جارچی‌باشی اصفهان است. در این راستا، لایه‌های رنگی فام‌های قرمز، آبی، سفید و طلایی و نیز لایه بستر بخش‌های اصیل دوره صفوی نمونه‌برداری شد. برای بررسی‌های ساختاری و عنصری آزمون‌هایی نظیر طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف‌سنجی رامان، فلورسانس پرتو ایکس (XRF)، پراش پرتو ایکس (XRD) و مطالعات میکروسکوپی پلاریزه (PLM) استفاده گردید. نتایج نشان می‌دهد که در تزئینات رنگی مسجد جارچی باشی، از رنگدانه قرمز سرنج برای تزئینات قرمز، آبی لاجورد طبیعی برای تزئینات آبی، گل سفید (هانتیت) برای تزئینات نواحی سفید و نیز پودر طلا برای تزئینات رنگی طلایی استفاده شده است.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82064_c20a07b762f03048068d2cee3d4dd412.pdf

پژوهشگاه رنگ با همکاری انجمن علمی رنگ ایران علوم و فناوری رنگ 1735-8779 18 3 2024 11 21 The Efficiency of Congo red Dye Removal Using Inorganic Nano-Adsorbent Beidellite and Organic Graphene کارایی حذف رنگزای کنگورد توسط نانو جاذب‌های معدنی بیدلیت و آلی گرافن 235 252 82060 10.30509/jcst.2025.167405.1243 FA شهریار مهدوی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741 مهسا موسوی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741 امین ترنجیان گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران، کدپستی: 84621-65741 Journal Article 2024 10 20 This study aimed to evaluate the efficiency of Beidellite and graphene adsorbents in removing Congo red dye from water to enhance water treatment processes. Due to Congo Red's environmental and health risks, its effective removal from water resources is essential. This research examined Beidellite and graphene adsorbents using instrumental analyses such as SEM, FTIR, EDAX, XRD, and zeta potential. The influence of adsorbent concentration, pH, temperature, and contact time on dye adsorption was also investigated. The results demonstrated that graphene achieved a removal efficiency of 87.66 % at a temperature of 50°C and pH=9, while Beidellite exhibited a removal efficiency of 80.78 % at a temperature of 20 °C and pH=6, showing optimal performance in removing Congo red from water. The pseudo-second-order kinetic model and Freundlich isotherm provided the best fit for the experimental data. Besides, thermodynamic parameter analysis revealed that the adsorption process for both graphene and Beidellite was spontaneous, with the reaction being exothermic for Beidellite and endothermic for graphene. The adsorption capacities for graphene and Beidellite were determined to be 5.47 mg/g and 6.73 mg/g, respectively. Desorption experiments indicated a high recovery rate, particularly at low dye concentrations. Therefore, further research on these compounds is recommended, given the high efficiency of Beidellite and graphene adsorbents in removing Congo red and their potential for reuse in water treatment processes. هدف این پژوهش، بررسی کارایی جاذب‌های بیدلیت و گرافن در حذف رنگزای کنگورد از آب به منظور بهبود فرآیندهای تصفیه آب است. رنگزای کنگورد به دلیل خطرات زیست‌محیطی و بهداشتی، نیازمند حذف مؤثر از منابع آبی است. در این پژوهش، جاذب‌های بیدلیت و گرافن با آنالیزهای دستگاهی همانندSEM, FTIR, EDAX, XRD و پتانسیل زتا بررسی می‌شود. اثر عواملی نظیر غلظت جاذب، pH، دما و زمان تماس بر روی جذب رنگ مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جاذب گرافن با راندمان 87.66 درصد در دمای 50 درجه سانتی‌گراد و 9pH= و جاذب بیدلیت با راندمان 80.78 درصد در دمای 20 درجه سانتی‌گراد و 6pH= بهترین عملکرد را در حذف کنگورد از آب داشتند. مدل‌های سینتیکی شبه مرتبه دوم و ایزوترم فروندلیچ به ترتیب بهترین برازش را با داده‌های آزمایشگاهی نشان دادند. همچنین، بررسی متغیرهای ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب در هر دو جاذب گرافن و بیدلیت خودبه‌خودی اما واکنش در بیدلیت گرمازا و گرافن گرماگیر بود. ضمنا ظرفیت جذب برای گرافن و بیدلیت به ترتیب 5.47 و 6.73 میلی‌گرم بر گرم به‌دست آمد. نتایج آزمایش‌های واجذب نشان دادند به ویژه در غلظت‌های پایین رنگزا میزان بازیافت بالا است. بنابراین با توجه کارایی بالای جاذب‌های بیدلیت و گرافن در حذف رنگزای کنگورد و امکان استفاده مجدد از آن‌ها در فرآیندهای تصفیه آب، پژوهش‌های بیشتر بر روی این ترکیبات توصیه می‌شود.

https://jcst.icrc.ac.ir/article_82060_fda9dcf556a4c02aefcd573a2b21070b.pdf