Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/50024

TitlePhotocatalytic and self-cleaning functionalized textiles with TiO2 nanoparticles and thin films
Author(s)Barbosa, Tiago Manuel Martinho
Advisor(s)Teixeira, Vasco M. P.
Neves, Jorge
Issue date2014
Abstract(s)Nanocoatings applied in textile finishing are a very attractive way to add value to dayto- day products offering an interesting set of important and differentiated properties. The photocatalytic activity of titanium dioxide (TiO2) based nanomaterials for textile applications has been identified as a strategic vector with great industrial impact. The development of self-cleaning and antimicrobial surface finishes in common textiles has the potential to be used as a prophylactic measure to reduce the infection rates in hospitals as well as reduce the environmental impact of washing processes. In this research work Pulsed DC Magnetron Sputtering technique was used to deposit TiO2 thin films onto glass and Poly(lactic acid) (PLA) and cotton based substrates. On the other hand, TiO2 nanoparticles were also deposited on the textile surfaces by means of a dip-coating process. The main goal of the research work was the production of TiO2 - based functionalized textile substrates without changing its surface characteristics such as aesthetic and sensorial (e.g. touch feeling) properties. The applied textile finishing techniques in this research work need less to none of the solvents or surfactants commonly used in the industry leading to a cleaner production process reducing significantly the environment pollution. The samples were characterized by using Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), Contact Angle measurements and UV – visible Spectroscopy techniques. The photocatalytic activity of the samples was studied by measuring the Methylene Blue (MB) degradation over time as a result of the catalyst exposure to ultraviolet (UV) radiation and its correlation with the initial concentration. This effect is directly correlated to the photocatalytic efficiency and rate of the samples. The self-cleaning activity was also evaluated by a wine stain removal test under UV light exposure.
Nanorevestimentos aplicados no processo de acabamento de materiais têxtil são uma forma muito atrativa para adicionar valor a produtos do quotidiano conferindo-lhes um conjunto de propriedades importantes e inovadoras. A atividade fotocatalítica dos nanomateriais à base de dióxido de titânio (TiO2) em aplicações têxteis tem sido identificado como um vetor estratégico com um elevado impacto industrial. O desenvolvimento de superfícies com acabamentos autolimpantes e antimicrobianos em têxteis comuns tem o potencial de ser utilizado como medida profilática na redução de taxas de infeção em ambientes hospitalares e reduzir o impacto ambiental relacionado com os processos de lavagem. Neste trabalho de investigação foi utilizada a técnica de pulverização catódica em magnetrão utilizando fonte DC pulsada para depositar filmes finos de TiO2 em substratos de vidro e de materiais têxteis baseados em ácido poliláctico (PLA) e algodão. Por outro lado, depositaram-se nanopartículas de TiO2 em substratos têxteis pela utilização de um processo de imersão. O principal objectivo do trabalho de investigação foi a produção de materiais têxteis com acabamentos de TiO2 sem que ocorresse a alteração das características superficiais tais como propriedades estéticas e sensoriais (e.g. sensação ao toque). As técnicas de acabamento superficial nos materiais têxteis utilizados neste trabalho de investigação utilizam uma quantidade inferior de solventes e tensioativos comparativamente com as normalmente utilizadas na indústria reduzindo, significativamente, a poluição ambiental. As amostras foram caracterizadas pela utilização das técnicas de Microscopia Electrónica de Varrimento (MEV), Microscopia de Força Atómica (MFA), medição do ângulo de contacto e Espectroscopia UV-Visível. A atividade fotocatalítica das amostras foi estudada inicialmente pela medição da degradação do Azul-de-metileno ao longo do tempo em resultado da exposição do catalisador à radiação ultravioleta (UV) e a sua correlação com a concentração inicial. Este efeito é diretamente correlacionado com a eficiência e velocidade fotocatalítica das amostras. A actividade autolimpante foi testada através de um teste de remoção de uma nódoa de vinho de um substrato têxtil funcionalizado com TiO2 exposto à luz UV sendo medido o valor de K/S correspondente ao longo do tempo de exposição.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas
URIhttp://hdl.handle.net/1822/50024
AccessRestricted access (UMinho)
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
CDF - GRF - Dissertações de Mestrado/Master Thesis

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Tese Tiago Manuel Martinho Barbosa 19641.pdf
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