پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1391 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

یک نانوجاذب مغناطیسی جدید از طریق اصلاح نانوذرات Fe3O4 با 3- آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) و 4- مرکاپتو بنزوئیک اسید برای حذف یون های جیوه از محلول های آبی تهیه شد. 4- مرکاپتوبنزوئیک اسید از طریق برهمکنش بین گروه های کربوکسیلیک 4- مرکاپتوبنزوئیک اسید و گروه های آمین APTES به Fe3O4 پیوندزده شد. نانوجاذب به دست آمده با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) بررسی شد. نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده برای جذب یون های جیوه از طریق برهم کنش با گروه های مرکاپتوی موجود بر سطح Fe3O4 مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات جذب برحسب عوامل pH، زمان تماس و اثر برخی یون های موجود در محلول آبی انجام شد. بازیابی جیوه جذب شده تا 99.3% توسط 1M-HCl امکان پذیر است و نانوجاذب پیشنهادی قابلیت استفاده مجدد را دارد.

در این پژوهش، فنی جدید برگرفته شده از روش های حذف اسفنج پلیمری و قالب گیری ژل، به منظور ساخت داربست های ماکروتخلخلی هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا معرفی خواهد شد. با استفاده از این فن، امکان کنترل بیشتری به روی آرایش تخلخلی داربست ها به وجود می آید و ساخت داربست های با ویژگی های مکانیکی بهبود یافته تر امکان پذیر می شود. ترکیب های فازی، ساختار تخلخلی، ویژگی های مکانیکی و ویژگی های زیست فعالی این داربست ها به ترتیب با استفاده از پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون های مکانیکی و آزمون های زیست فعالی بررسی شدند.بررسی پراش پرتو X نمونه ها، فازهای هیدروکسی آپاتیت، تری کلسیم فسفات (a و b)، روتایل (تیتانیا) و کلسیم تیتانات را به عنوان، فازهای اصلی داربست های متخلخل هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا مشخص کرد. تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی به دست آمده از داربست های متخلخل هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا، تخلخل های باز، یکنواخت، به هم پیوسته و راه به در با اندازه تخلخلی 200 تا 400 میکرومتر را نشان می دهد. بررسی ویژگی مکانیکی داربست های هیدروکسی آپاتیت/تیتانیا، کاهش استحکام فشاری داربست ها را در پی افزایش درصد تیتانیا در سامانه تایید می کند. نتیجه های آزمون های زیست فعالی، ویژگی زیستی مطلوب داربست های هیدروکسی-آپاتیت/تیتانیا را به اثر تیتانیا در تهییج فرایند جوانه زنی هیدروکسی آپاتیت به روی سطح نمونه ها پس از غوطه وری آن ها در محلول شبیه سازی شده بدن نسبت می دهد.

در این پژوهش اکسایش کاتالیتیکی D-گلوکز بر روی الکترودهای Pt/TiO2/Ti، که این الکترودها به وسیله ترسیب گالوانیکی ذرات پلاتین در حمام اسیدی H2PtCl6 بر روی تیتانیم آنددار شده تهیه شدند، در محلول قلیایی 1 مولار سدیم هیدروکسید مورد بررسی قرار گرفت. ریخت شناسی و ویژگی های سطح الکترودهای Pt/TiO2/Ti به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد و نتیجه ها نشان داد که ذره های پلاتین به صورت یکنواخت روی سطح تیتانیم آنددار شده رسوب داده شده است. رفتار الکتروکاتالیتیکی الکترودهای Pt/TiO2/Ti در الکترواکسایش گلوکز با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که روش آبکاری به کار رفته برای تهیه الکترودهای مذکور باعث حذف لایه اکسیدی شده و تماس خوبی میان پلاتین رسوب کرده و لایه زیرین وجود دارد. الکترود های فوق در مقایسه با الکترود پلاتین خالص فعالیت الکتروکاتالیتیکی قابل ملاحضه ای از خود نشان می دهند، می توان گفت که به دلیل آنددار شدن و ایجاد حفره ها بر روی سطح تیتانیم و سپس آبکاری پلاتین در داخل این حفره ها، این الکترودها در مقایسه با الکترود پلاتین سطح کاتالیتیکی نسبتا بزرگی دارند. سطح کاتالیتیکی زیاد باعث افزایش فعالیت کاتالیتیکی و در نهایت افزایش شدت پیک ها در الکترود می شود. جریان پیک اکسایش کاتالیتیکی وابستگی خطی با غلظت گلوکز را نشان می دهد و منحنی کالیبراسیون خطی در بازه 0.1-0.5 مولار از گلوکز به دست آمده است.

دو کمپلکس جدید دی اکسومولیبدن (VI) از واکنش بیس استیل استوناتو دی اکسو مولیبدن (VI) با لیگاند 8، 1- نفتالن دی آمین و 5، -1 نفتالن دی آمین در حلال متانول به دست آمده است. از واکنش بیس استیل استوناتودی اکسومولیبدن [MoO2(acac)2] I (VI) با -1، 8 نفتالن دی آمین(CH3)2 II   [MoO2(C10H6(NH)2)2]با بازده 83% به دست آمده است که گروه های نفتالن دی آمین به صورت سیس به مولیبدن (VI) متصل شده و ساختار شبه هشت وجهی کمپلکس را به وجود می آورند. از واکنش بیس استیل استوناتو دی اکسو مولیبدن (VI) با 5، -1 نفتالن دی آمین فراورده دی متالیک[MoO2(acac)(H2O)]2[m-C10H6(NH)2]III  با بازده 71% به دست آمده است که گروه های دی اکسو به صورت سیس به مولیبدن (VI) متصل شده و گروه نفتالن دی آمین به صورت پل بین دوکمپلکس مولیبدن (VI) قرار گرفته وموجب ساختار شبه هشت وجهی دراطراف هر مولیبدن (VI) شده است. ساختار دو ترکیب به وسیله NMR, IR 1H, 13C و تجزیه عنصری مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. فعالیت کاتالیتیکی دو کمپلکس (II و III) تهیه شده به وسیله اپوکسیداسیون سیکلوهگزن و 1- اکتن در حضور ترشیو بوتیل هیدروپرکسید (TBHP) به عنوان اکسید کننده انجام و تایید شده است. بازده اپوکسیداسیون سیکلوهگزن (با بازده 92% برای ترکیب II و 98% برای ترکیب III) بیشتر از -1 اکتن (با بازده 23% برای ترکیب II و 38% برای ترکیب III) است. فعالیت کاتالیتیکی دو کمپلکس تهیه شده در واکنش اپوکسیداسیون سیکلوهگزن تقریبا یکسان است.

ترکیب های حاوی فلزهای سنگین با غلظت بیش از حد مجاز، به دلیل سمیت بالا و خطراتی که برای بشر و موجودات زنده ایجاد می کنند، یکی از اصلی ترین آلودگی های محیط زیست به شمار می روند. در این پژوهش جذب Pb (II) و Cu (II) بر نمونه گیاهی خودرو (Leptolepis (OL Onopordon فراوری شده مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از تهیه این گیاه از اطراف تهران و آماده سازی و فراوری شیمیایی آن با نمک ها کلرید (یا نیترات) منیزیم، نقره، آهن و آلومینیم در حضور هیدروژن پراکسید، قابلیت جذب این نمونه نسبت به سرب و مس، اندازه گیری و بررسی شد. ریخت شناسی نمونه ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه عنصری آن ها با روش (EDX) انجام شد. مطالعه مقدار جذب Pb (II) و Cu (II) بر روی نمونه ها، به وسیله دستگاه جذب اتمی (SAA) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تصویرهای SEM این نمونه گیاهی، حاکی از آن بود که ذره ها نشانده شده روی سطح این گیاه، در حد نانومتر بوده است. نتیجه ها نشان دادند که گیاه OL بهینه شده، در بالاترین مقدار جذب خود، %79 سرب و %18 مس موجود در محلول 500 ppm را جذب کرد.

نانو فتوکاتالیست های TiO2/SiO2 و V2O5/TiO2/SiO2 به روش سل- ژل تهیه شده اند. XRD SEM, FT-IR و UV-Vis برای بررسی ساختار و ویژگی های فتوکاتالیست ها استفاده شده اند. اندازه ذرات با استفاده از معادله شرر nm 7 به دست آمده است. نتایج XRD و FT-IR حضور  SiO2, V2O5, TiO2را تایید می کنند. به منظور بررسی و مقایسه فعالیت فتوکاتالیستی TiO2/SiO2 و V2O5/TiO2/SiO2 تخریب نوری منو و دی کلرو بنزن در محیط آبی تحت تابش نور فرابنفش و مرئی انجام شد. کاهش غلظت منو و دی کلرو بنزن با استفاده از طیف سنجی UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تخریب نشان دهنده این است که در نور مرئی V2O5/TiO2/SiO2 در مقایسه با TiO2/SiO2 فعالیت فتوکاتالیستی بهتری دارد.

کراکینگ کاتالیتیکی بستر سیال (FCC) فرایند مهمی برای تبدیل برش های سنگین نفتی به برش های سبکی چون بنزین و اولفین های سبک می باشد. در این پژوهش الگوی سازی پایا و یک بعدی رایزر فرایند FCC، با در نظرگیری الگوی سینتیکی 4 لامپ انجام شد. الگوی با استفاده از معادلات مربوط به موازنه جرم مومنتم و انرژی نوشته و به کمک نرم افزار MATLAB برنامه نویسی شد. فرض شده است که ذرات کاتالیست به صورت خوشه در طول رایزر به سمت بالا حرکت می کنند. با استفاده از الگوی به دست آمده، بازده فراورده ها، پروفایل دمای درون رایزر، سرعت فاز گاز و جامد، سرعت کاهش فعالیت کاتالیست در طول رایزر مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها به دست آمده هم خوانی خوبی با داده های صنعتی منتشر شده نشان می دهد.

در این تحقیق نانوکامپوزیت پلی یورتانی فوم سخت سوپر پارامغناطیسی به روش درجا سنتز شد. برای سنتز این نانوکامپوزیت، نانوذرات هسته-پوسته Fe3O4@SiO2 با روش سل-ژل و با پیش ماده تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) سنتز شدند و با آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) مشخصه یابی شدند. فاز کریستالی مورد نظر در هسته مگنتیت (Fe3O4) و نانو ذرات هسته-پوسته به روش آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) تایید شد.نانوذرات هسته-پوسته با درصدهای 1 تا 3، به زمینه پلی یورتانی اضافه شدند. خواص حرارتی و مغناطیسی نانوکامپوزیت های سنتز شده به ترتیب با روش های آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) و آنالیز خواص مغناطیسی (VSM) مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها حاکی از این بود که اضافه شدن نانو ذرات هسته-پوسته تا 2 درصد سبب بهبود خواص حرارتی فوم های سخت پلی یورتانی می شود و افزایش این درصد تا 3، بهبود قابل توجهی را سبب نمی شود. آنالیز خواص مغناطیسی نشان داد، نانوکامپوزیت سنتز شده خواص سوپرپارامغناطیسی و اندکی خواص فرومغناطیسی از خود نشان داد که قابلیت کاربرد در حوزه های مختلفی را داراست.