پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1396 | دوره:11 | شماره:3 |تعداد مقالات:11

نانوذرات Cu0.2ZnNi3.27O5.29 با روش هم رسوبی سنتز شد. فعالیت نانوکاتالیستی Cu0.2ZnNi3.27O5.29، به تنهایی و با افزودن نانولوله کربنی و با اضافه کردن نانوذرات پالادیم برای اکسایش الکتروشیمیایی متانول با استفاده از الکترود کربن شیشه ای با روش ولتاسنجی چرخه ای در محیط قلیایی مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر برخی عامل ها مانند غلظت متانول، غلظت الکترولیت و سرعت روبش مورد مطالعه قرار گرفت.نتایج به دست آمده از ولتاسنجی چرخه ای نشان می دهد که چگالی جریان و میزان بار به دست آمده از اکسایش الکتروشیمیایی متانول در سطح الکترود اصلاح شده با نانوذرات Cu0.2ZnNi3.27O5.29، نانولوله کربنی و پالادیم در غلظت های یک مولار سود و 0.96 مولار متانول با سرعت روبش 100 میلی ولت بر ثانیه بالاترین بازدهی را دارد. همچنین، ارتباط خطی بین چگالی جریان و جذر سرعت روبش نشان داد که کنترل فرایند انتقال جرم در اکسایش متانول از طریق نفوذ است.

یکی از بهترین روش ها برای استخراج سریم از فروسیلیکومنیزیم، استفاده از حلال های آلی است. در این مطالعه، از یک روش سریع، حساس و انتخاب پذیر طیف نورسنجی برای تعیین مقدار بسیار کم سریم موجود در فروسیلیکومنیزیم، استفاده شده است. بر این اساس، چندین حلال آلی مورد بررسی قرار گرفته و معرف کلروفرم به عنوان بهترین حلال برای استخراج سریم موجود در فروسیلیکومنیزیم انتخاب شده و درصد استخراج 95.5% گزارش شده است. عامل های تاثیر گذار بر استخراج، شامل حجم حلال، مدت تماس فاز آبی و آلی و pH مورد مطالعه قرار گرفته و شرایط بهینه استخراج شامل 11 میلی لیتر معرف کلروفرم، مدت 3 دقیقه و pH برابر با 10.7 به دست آمده است. به منظور بررسی دقت روش مذکور، نتایج روش با نتایج مواد استاندارد تایید شده با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی (ICP) و فلورسانس پرتو ایکس (XRF) مورد مقایسه قرار گرفت و تفاوت بسیار کمی به دست آمد. بنابراین، روش پیشنهاد شده با صحت و دقت بالا برای تعیین سریم به کار گرفته شد.

در این پژوهش، تجزیه گرمایی آمونیم پرکلرات (AP) با نانو پوشش ژل منگنز اگزالات دو آبه (MnC2O4.2H2O) بررسی شده است. نانو پوشش منگنز اگزالات دو آبه با روش مشخصه یابی پراش پرتو ایکس (XRD) شناسایی شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که MnC2O4.2H2O پوشش یکنواختی بر سطح ذرات آمونیم پرکلرات دارد. در حین تجزیه گرمایی آمونیم پرکلرات، ابتدا نانوذرات منگنز اکسید (Mn3O4) غیر کلوخه از منگنز اگزالات دو آبه تهیه شد و سپس به عنوان نانوکاتالیست اکسید فلزی در تجزیه گرمایی آمونیم پرکلرات با دستگاه گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC) و روش وزن سنجی گرمایی (TG) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دمای تجزیه گرمایی آمونیم پرکلرات در حضور نانوذرات منگنز اکسید از 428oC به 307oC، از طریق سازوکار انتقال الکترون، کاهش یافته است. همچنین، برای ارزیابی عامل های سینتیکی (Eaa و logAa) از روش تجزیه سینتیکی اوزاوا-فلاین-وال و عامل های ترمودینامیکی (SD#a HD#a GD#a) از معادلات ترمودینامیک استفاده شد.

در این پژوهش از سه عصاره طبیعی آب انار، چای قرمز و چای سبز به عنوان رنگدانه در سلول خورشیدی رنگدانه ای استفاده شد. ویژگی های سلول های خورشیدی ساخته شده از این سه رنگدانه طبیعی با استفاده از اندازه گیری های فتوولتایی و روش طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. از یک سلول خورشیدی ساخته شده از رنگدانه روتنیم (N719)، به عنوان یک رنگدانه استاندارد، برای مقایسه استفاده شد. سلول های خورشیدی از دو صفحه شیشه ای پوشیده شده با اکسید رسانای شفاف (الکترودهای آند و کاتد) تهیه شدند. لایه نازک آند با استفاده از نانوذرات تیتانیم دی اکسید و به روش دکتر بلید بر روی صفحه شیشه ای رسانا ساخته شد. الکترود کاتد با کاتالیست پلاتین پوشش داده شد. مقایسه این رنگدانه ها با 29 رنگدانه که توسط دیگر پژوهشگران بررسی شده اند نشان داده است که رنگدانه چای قرمز می تواند به عنوان یک رنگدانه مناسب برای سلول های خورشیدی به کار رود. سلول خورشیدی محتوی رنگدانه چای قرمز، ضریب پرشدگی 0.42 و بازده 1.02% را نشان داد.

در این پژوهش، نانوصفحات گرافن با استفاده از روش ولتاسنجی چرخه ای از محلول کلوئیدی گرافن اکسید بر الکترود کربن شیشه ای نشانده و کاهیده شد. روش کاهش شیمیایی و غوطه ورسازی نیز به منظور مقایسه با روش الکتروشیمیایی برای کاهش و نشاندن گرافن اکسید روی الکترود کربن شیشه ای بررسی و مقدار بارگذاری نانوذره فلزی کبالت در دو روش مورد مقایسه شد. نانوذرات فلزی کبالت نیز به روش الکتروشیمیایی روی الکترودهای بر پایه گرافن سنتز شدند. الکترودهای به دست آمده با میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی شدند. همچنین، پاسخ ولتاسنجی چرخه ای الکترودهای چندسازه گرافن-نانوذره کبالت در محلول آبی فسفات مورد مقایسه قرار گرفت و مشخص شد که پاسخ ولتاسنجی چرخه ای الکترود ساخته شده نسبت به روش الکتروشیمیایی پاسخ و نوفه قوی تری نسبت به یون فسفات ایجاد می کند. بر پایه نتایج به دست آمده نتیجه گیری می شود که روش کاهش کاتدی نسبت به روش کاهش شیمیایی و غوطه ورسازی روش مناسبی برای ساخت الکترودهای بر پایه گرافن است. یافته های این مطالعه می تواند در آینده در طراحی و ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی بر پایه گرافن و نانوذرات فلزی به عنوان عوامل حسگر مورداستفاده قرار گیرد.

سدیم آلانیت (NaAlH4) یکی از هیدریدهای کمپلکس فلزی برای ذخیره هیدروژن در پیل های سوختی است که هیدروژن بالایی دارد اما به علت پیوندهای قوی در این ترکیب، واجذب هیدروژن در دماهای بالا اتفاق می افتد.ثابت جفت شدگی چارقطبی هسته برای هسته های چارقطبی معیاری از مقدار جفت شدن گرادیان میدان الکتریکی به دست آمده از بارهای الکتریکی و گشتاور چارقطبی الکتریکی هسته است. باتوجه به اینکه وضعیت قرار گرفتن و موقعیت اتم در مولکول در مقدار ثابت جفت شدگی چارقطبی هسته ها نقش اساسی دارد، محاسبه ثابت جفت شدگی چارقطبی هسته های دارای گشتاور چارقطبی یک ابزار مفید برای تعیین دقیق ساختار مولکول هاست. شیمی محاسباتی از حدود نیم قرن پیش با کارهای نظری که بر روی مولکول های کوچک انجام شده بود شروع شد و سپس به سامانه های بزرگ و چندجزئی رسید. در این پژوهش با محاسبه ثابت های جفت شدگی چارقطبی هسته های هیدروژن، اثر کاتالیستی برخی نانوساختارهای کربنی در واجذب هیدروژن در ترکیب سدیم آلانیت با یکدیگر مقایسه شد. محاسبات در مجموعه پایه 6-31G* و روش HF با استفاده از نرم افزار Gaussian 03 انجام شد. با مقایسه مقادیر محاسبه شده ثابت های جفت شدگی چارقطبی هسته های هیدروژن در ساختارهای مورد مطالعه مشاهده شد مقادیر گرادیان میدان الکتریکی و در نتیجه ثابت های جفت شدگی چارقطبی هسته های هیدروژن در سدیم آلانیت در حضور فولرن، کاهش یافته است که نشان می دهد چگالی بار روی هسته های هیدروژن کمتر شده است. به عبارت دیگر با کاهش چگالی بار روی هسته های هیدروژن، قدرت پیوند Al-H کاهش می یابد و انتظار می رود فرایند واجذب هیدروژن در شرایط آسان تر و دمای پایین تر انجام شود.

شیمی ناجورحلقه ها یکی از گسترده ترین شاخه ها در شیمی آلی است. ناجورحلقه ها، نشان دهنده طیف گسترده ای از ترکیب های آلی هستند. ساختار این ترکیب ها نه تنها در ترکیب های زیستی مهم هستند، بلکه در شیمی دارویی و شیمی زیستی نیز موردتوجه هستند. همچنین، ناجورحلقه ها به عنوان حدواسط های مهم در شیمی سنتزی استفاده می شوند. در میان انواع گوناگون ناجورحلقه ها، ایمیدازول ها، تیازول ها، کرومن ها، 3، 4 -دی هیدرو پیریمیدین- 2 (1H) اون (تیون) ها و 1، 4 -دی هیدرو پیریدین ها به عنوان گروهی از مهم ترین ترکیب های آلی در زمینه های متنوعی کاربرد دارند. هیدروژن های تبادلی در این ترکیب ها در شناسایی ساختار آن ها مهم است. در این پژوهش، هیدروژن های تبادلی در انواع ناجورحلقه های آروماتیک شامل ایمیدازول های سه استخلافی، 2- آمینو تیازول ها، کرومن ها، ناجورحلقه های بیجینلی و هانش به وسیله طیف سنجی تشدید مغناطیس هسته هیدروژن (1H NMR) مورد بررسی قرار گرفته اند که در شناسایی دقیق تر ساختار این ترکیب ها کمک شایانی می کنند.

در این پژوهش، باهدف بهبود ویژگی های مکانیکی پلی استایرن (PS)، نانوصفحات مونت موریلونیت (MMT) به عنوان عامل تقویت کننده انتخاب شد. نانوچندسازه پلی استایرن- مونت موریلونیت (PS-MMT) از طریق اختلاط نانوصفحات مونت موریلونیت با محلول پلی استایرن تهیه شد. روش طراحی آزمایش تاگوچی برای تعیین شرایط بهینه تهیه نانوچندسازه مورداستفاده قرار گرفت. اثر 5 عامل (درصد مونت موریلونیت، نوع حلال، نوع پلی استایرن، دمای خشک شدن فیلم و مدت زمان هم زدن پس از افزودن مونت موریلونیت) در سطوح متفاوت بررسی شد. حالت بهینه با به کارگیری روش تجزیه نشانک به نوفه (S/N) تعیین شد. مشخص شد بیشترین و کمترین سهم، به ترتیب متعلق به عامل های نوع پلی استایرن و نوع حلال است. در روش S/N، تمام عامل ها در سطح اطمینان 95% معنی دار هستند.میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سامانه پراش پرتو ایکس بر اساس پاشش انرژی (EDX) برای مشخص کردن ترکیب و ساختار نانوچندسازه تهیه شده در حالت بهینه مورداستفاده قرار گرفت.

در این پژوهش، فرایند جذب با فشار نوسانی (PSA) به منظور جداسازی هیدروژن از متان با جاذب کربن فعال مورد بررسی قرار گرفت. این فرایند کاربردهای فراوانی برای خال صسازی هیدروژن در واحدهای تولید هیدروژن دارد. بنابراین، ارائه یک مدل برای پی شبینی عملکرد آن اهمیت ویژ های دارد. نسبت هیدروژن مصرفی در مرحله شستشو به هیدروژن خورک (P/F) و زمان جذب به عنوان متغیرهای فرایند در نظر گرفته شد. همچنین، مدل سازی با در نظر گرفتن تمام عام لهای مهم ستون PSA (درصد خلوص هیدروژن، بازیابی و بهره وری( صورت پذیرفت. روش آماری طرح مرکب مرکزی (CCD) برای طراحی آزمایش، مدل سازی و بهینه سازی فرایند در سامانه آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از این روش، برای هر عامل یک مدل بدون در نظر گرفتن معادلات پیچیده و زمان بر رایج به دست آمد. با توجه به روش تجزیه آماری، معادلات درجه دو برای هر عامل با مقدار P کمتر از 0.001 مقدار F بیشتر از 300 و R2 بیشتر از 0.993 به دست آمد که نشان دهنده دقت مناسب مدل برای پیش بینی داده های آزمایشگاهی است. همچنین، مقادیر پیش بینی شده به وسیله مد لها با داده های آزمایشگاهی تفاوت ناچیزی داشتند. با افزایش نسبت، درصد خلوص هیدروژن افزایش، ولی بازیابی و بهره وری هیدروژن کاهش می یابد. با افزایش زمان جذب، بازیابی و بهره وری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین، با افزایش زمان جذب تا مقدار تقریبی 10 دقیقه، درصد خلوص ثابت م یماند و پس از این زمان کاهش می یابد که دلیل این موضوع را می توان به عدم احیاء کامل جاذب موجود در ستون نسبت داد. همچنین، بیشینه سازی عامل ها با توجه به مدل های مذکور انجام شد.

در این پژوهش، با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) مقدار اسیدهای چرب روغن های سویا، کلزا و آفتاب گردان منطقه گلستان تعیین شدند. اپوکسیددارکردن این روغن ها با استفاده از هیدروژن پراکسید در نسبت مولی 1.7: 1 (C=C:H2O2)، دو زمان 7 و 10 ساعت و سه دمای متفاوت 25، 50 و 75 درجه سانتی گراد و فشار اتمسفر در حین هم زدن انجام شد. مقدار اپوکسیددار شدن روغن ها با تعیین عدد اپوکسی به روش تیترکردن و طیف سنجی FT-IR موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مقدار غیراشباعی، زمان و دما عامل های موثری در اپوکسیددار کردن روغن های گیاهی هستند. روغن آفتاب گردان و کلزا به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار غیراشباعی را دارند. ازاین رو، بیشترین و کمترین مقدار اپوکسیددارشدن مربوط به آن هاست. زمان دادن بیشتر به واکنش اپوکسیددار کردن نیز، بهره واکنش را بالا می برد. دما نیز عامل بسیار مهمی در اپوکسی دارکردن روغن های گیاهی بود، به گونه ای که دماهای بالاتر یا پایین تر از 50 درجه سانتی گراد باعث کاهش بهره اپوکسیددارشدن می شوند. درنهایت، بیشترین مقدار اپوکسی به دست آمده از روغن های آفتاب گردان، سویا و کلزا به ترتیب 25.6%، 11.6% و 53.4% در زمان 10 ساعت و دمای درجه 50 سانتی گراد بودند.