پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1393 | دوره:8 | شماره:3 |تعداد مقالات:9

بازیابی ترفتالیک اسید (TPA) از ضایعات پلی اتیلن ترفتالات (PET) تحت تابش ریزموج در حضور دی اتیلن گلیکول (DEG) به عنوان حلال، سدیم هیدروکسید (NaOH) به عنوان کاتالیست و نانو ذرات آهن اکسید اصلاح شده با نانو سیلیکا (nano-Fe3O4@SiO2) به عنوان بستر جامد انجام شد. واکنش در یک راکتور قابل کنترل ریزموج انجام شد و نسبت وزنی PET:NaOH، PET:DEG و nano-Fe3O4@SiO2:NaOH با جزئیات مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد در حضور 0.4 گرم از NaOH، 1.0 گرم از nano-Fe3O4@SiO2 و نسبت مولی 1:6 از PET:DEG، %96 از TPA بازیافت شد. در پایان واکنش، nano-Fe3O4@SiO2 با یک آهن ربای مغناطیسی از محیط واکنش خارج شد و بدون این که کارایی آن کم شود و کاهش قابل ملاحظه ای در مقدار ترفتالیک اسید به دست آمده مشاهده شود، چندین بار مورد استفاده قرار گرفت.

سنتز مزو حفره های سیلیکایی از سال 1992 تا به حال زمینه پژوهشی و کاربردی بسیار وسیعی را ایجاد کرده است. در مقایسه با سایر مزوحفره های سیلیکایی SBA-15 دارای دیواره های ضخیم تری بوده و حجم حفره و مساحت سطح بیشتری دارند. سطح مزوحفره های سیلیکایی را می توان با گروه های آلی برای دست یابی به هدف های خاص بهینه کرد. کاربرد اصلی مزوحفره ها فرایندهای جذبی برای تصفیه پساب های موجود در محیط زیست است. حذف رنگ از محلول های آبی از مهم ترین مشکلاتی است که بشر با آن روبه رو است. زیرا این مواد سمی بوده و مانع ورود نور به داخل آب می شوند. مالاشیت سبز (تری فنیل متان) به صورت گسترده در رنگ رزی چرم، پشم و ابریشم مورد استفاده بوده است. اما در سال های اخیر مشخص شده است که این رنگدانه اثرات سمی روی آبزیان داشته و با تاثیر گذاری بر روی DNA موجب سرطان می شود. به همین دلیل کاربرد آن توسط سازمان کنترل دارو و مواد غذایی آمریکا ممنوع اعلام شده است. در این پژوهش مقدار جذب مالاشیت سبز روی SBA-15 عامل دار شده با گروه کربوکسیل اندازه گیری و مطالعات سینتیک و نمودار هم دمای جذب انجام شد. نمودار هم دما های جذب و واجذب نیتروژن، سطح ویژه SBA-15 را 603m2g-1، SBA-15-NH2 را 277m2g-1 و SBA-15-COOH را 252m2g-1 نشان داد، کم شدن مساحت سطح، حاکی از نشستن مرحله به مرحله گروه های عاملی درون حفرات جاذب است. در ادامه مطالعات نمودار هم دما روی رنگدانه مالاشیت سبز انجام گرفت. داده های نمودار هم دمای به دست آمده از مدل فروندلیچ پیروی می کنند و نشان از جذب چندلایه ای مالاشیت سبز بر روی سطح جاذب SBA-15-COOH دارد. این جاذب نسبت به دو جاذب فاقد گروه های عاملی کربوکسیل جذب بسیار مطلوبی را نشان می دهد. داده های سینتیکی به دست آمده نیز حاکی از شبه درجه اول بودن مدل جذبی بر روی سطح جاذب SBA-15-COOH است.

در این مطالعه، رفتار جذبی یک رزین آغشته به استخراج کننده (Ambrlite XAD-4 / Cyanex 301) با یون های (La (III، sm (III)، ce (III)، Gd (III)، dy (III)، nd (III) و (Lu (III در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور آماده سازی رزین آغشته شده به استخراج کننده، مقدار مشخصی از سیانکس 301 با اتانول با نسبت حجمی 1:1 رقیق شد و سپس فرایند آغشته سازی رزین XAD-4 Amberlite با این محلول در دمای 25 درجه سانتی گراد و دور 100rpm به مدت 24 ساعت، در لرزاننده انجام گرفت. رزین پس از جدا شدن از محلول با استفاده از کاغذ صافی، به مدت 48 ساعت در دمای 40 درجه سانتی گراد در آون قرار گرفت. مقدار سیانکس نشانده شده بر رزین، %49 تعیین شد. ضریب توزیع (kd) در شرایط متفاوت pH، غلظت نیتریک اسید، مقدار جاذب و دما اندازه گیری شد. در تمامی مراحل برای تعیین دقیق مقدار یون های فلزی از دستگاه پلاسمای جفت شده القایی با طیف سنج نشر اتمی (ICP-AES) استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که بیشینه جذب برای لانتانیدهای سنگین مانند (Lu (III و (Dy (III در pH های کمتر از 4.8 صورت می گیرد، در حالی که در مورد (La (III، بیشینه جذب در pH برابر با 5.1 و برای لانتانیدهای متوسط بیشینه جذب برای دو یون Gd و Sm در pH برابر با 5.1 مشاهده شد. چنین رفتاری نشان می دهد که جداسازی لانتانیدهای سبک از سنگین با استفاده از تغییرات در pH امکان پذیر است. نتیجه های به دست آمده از اندازه گیری kd، حاکی از این است که با افزایش غلظت نیتریک اسید، مقدار جذب لانتانیدها کاهش می یابد.

در این مقاله سعی شده تا به بررسی اثر تقویت کننده سریا بر روی عملکرد اکسیدهای نانوساختار Cu، Zn و Al سنتزی شده به روش احتراقی در فرایند تبدیل متانول با بخارآب پرداخته شود. روش سنتز احتراقی به عنوان روشی نوین، ساده و سریع برای دست یابی به ساختار نانو و متخلخل استفاده شده است. اکسیدهای نانوساختارسنتزی پس از شکل دهی، در سامانه آزمون عملکرد کاتالیستی در فشار اتمسفری و بازه دمایی 200 تا 300oC مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه ویژگی های فیزیکی شیمیایی اکسیدهای نانوساختار سنتزی با روش های BET، EDX، FESEM، XRD و FT-IR بررسی شدند. گونه های CuO و ZnO در الگوهای پراش پرتو X مشاهده شدند و حضور آلومینا به علت شاخص نبودن پیک ها در XRD با روش های FT-IR و EDX اثبات شد. روش FESEM مشخص کرد که ذرات کاتالیست سنتزی در گستره نانو قرار دارند. از بررسی الگوی XRD به کاهش نسبی بلورینگی پی برده شد. آزمون های عملکردی نمونه ها نشان دادند که سریا باعث افزایش مقدار تبدیل، انتخاب پذیری هیدروژن و کاهش انتخاب پذیری فراورده های نامطلوب مانند CO و CO2 شده است.

این مقاله روشی جدید جهت تهیه نانو پوشش سیلیکا آب گریز بر روی سطوح شیشه ای در دمای اتاق، با استفاده از تترامتوکسی سیلان (TMOS) به عنوان پیش ماده و اکتا دسیل تری کلرو سیلان (OTS) به عنوان عامل اصلاح کننده سطح به روش غوطه وری را توصیف می کند. با تغییر نسبت مولی OTS/TMOS، ویژگی آب گریزی سطح متناسب با پوشش دهی، تغییر می کند. بهترین عملکرد پوششی با استفاده از واکنشگرهای NH3، OTS، TMOS، MeOH با نسبت مولی به ترتیب 8: 1.4: 1: 14.8 به دست آمد. زاویه تماس آب با سطح شیشه آب گریز شده با استفاده از این مواد در حدود 132 درجه تعیین شد. اندازه ذرات نانوپوشش مذکور به روش اندازه گیری DLS در حدود 2 تا 29 نانومتر تخمین زده شد. نتیجه های تجربی نشان دادند که نانوپوشش های سیلیکای آب گریز، ویژگی آب گریزی خود را تا دمای 200 حفظ کرده، اما در دماهای بالاتر از آن به تدریج این ویژگی را از دست می دهند. افزون بر اندازه گیری زاویه تماس و توزیع اندازه ذرات، نانو پوشش های تهیه شده با دستگاه های UV-Vis، FT-IR و TEM نیز مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. به کارگیری TMOS و OTS در کنار یکدیگر برای تهیه نانو پوشش آبگریز و دست یابی به زاویه تماس 132 درجه قطره آب با سطح شیشه، نواوری این کار پژوهشی است.

در این بررسی ساختار هسته و پوسته با هسته شامل نانو ذرات سوپرپارامغناطیس اکسید آهن و پوسته پلی (امیدوآمین) سنتز شد. نانو ذرات مگنتیت به روش هم رسوبی از محلول حاوی یون های آهن و در حضور آمونیم هیدروکسید تهیه شد؛ سپس عامل دار کردن سطح ذرات به کمک (3-آمینو پروپیل) تری اتوکسی سیلان انجام و در نهایت درخت سان پلی (آمیدوآمین) روی سطح ذرات عامل دار شده تا نسل 3.5 رشد داده شد. نمونه ها با پراش سنجی پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی فوریه فروسرخ (FT-IR) شناسایی شدند. وزن سنجی گرمایی (TGA) برای بررسی رفتار پوسته درخت سان و ارزشیابی وی‍ژگی های مغناطیسی به روش مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) برای بررسی وی‍ژگی های سوپر پارامغناطیسی هسته، صورت گرفت. نتیجه های بررسی XRD مگنتیت با خلوص بالا و رشد درخت سان ها بر سطح هسته را نشان می دهد. اندازه ذره به دست آمده با روش دبای شرر برای نانو ذره سوپر پارامغناطیس اکسید آهن 10.3 و برای نمونه پوشش داده شده با درخت سان 14.3 بود. نتیجه های FT-IR نیز روند مناسب واکنش آمین دار کردن و پلیمریزاسیون بر سطح نانو ذرات را تایید می کند. نتیجه های TGA، کاهش وزن 8.2 و 59.1 درصدی را به ترتیب برای نمونه با نسل صفر و 3.5 درخت سان نشان می دهد. بیشینه مغناطش اشباع برای ذرات مگنتیت برابر 67.9 و برای هسته-پوسته با پوسته نسل 3.5 معادل 60.5 و نشان دهنده هسته-پوسته سوپر پارامغناطیس است.

زئولیت موردنیت یکی از زئولیت های با سیلیکای بالاست که با ژلی با نسبت های مولی متفاوت از واکنشگرهای اولیه در شرایط متفاوت قابل سنتز است. این زئولیت به دلیل پایداری حرارتی و اسیدیته بالا و تخلخل زیاد به عنوان جاذب گزینش گر و در شکل اسیدی به عنوان کاتالیست جامد به طور وسیع در صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می شود. بلورهای موردنیت با اندازه های در گستره 93 تا 77 نانومتر در غیاب جهت دهنده ساختار (الگو) در شرایط متفاوت (Na2O/Al2O3=1-4 و 16 و SiO2/Al2O3=10 و 247-260، 96، H2O/Al2O3=48) با زمان های پیرسازی صفر تا سه روز به روش آب گرمایی در یک اتوکلاو با پوشش تفلونی در دو دمای 155oC و 175 سنتز شدند. از روش های EDX، SEM، FT-IR، XRD و BET برای شناسایی و بررسی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی زئولیت های سنتز شده استفاده شد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که می توان نانو زئولیت موردنیت را با ریخت بسیار یکنواخت میله مانند با نسبت جهتی c/b بالا و یا بیضوی گونه سنتز کرد. سنتز این نوع یکنواخت برای موردنیت از سامانه ژل با استوکیومتری های به کار گرفته شده در غیاب الگو در این کار تا کنون گزارش نشده است.

فلزات سنگین برای گیاهان و جانوران مضرند. فاضلاب های صنعتی یکی از منابع آلاینده محیط زیست هستند، بنابراین تصفیه پساب و حذف کاتیون های فلزات سنگین از اهمیت زیادی بر خوردارست. در این پژوهش، جذب یون های سرب (PB2+) از محلول های آبی با کلینوپتیلولیت (زئولیت طبیعی ایران) تقویت شده با نانو ذرات (TiO2 و Fe3O4)، در شرایط متفاوت به روش ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه نمونه مورد نظر از روش پراکندگی حالت جامد (SSD) استفاده و مشخصات آن با روش های SEM، BET، XRD و EDS بررسی شده است. تاثیر عوامل موثر از جمله غلظت اولیه فلز، زمان تماس، pH، مقدار جاذب، دما و سرعت لرزننده بر میزان جذب اندازه گیری شده است. نتیجه های آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش غلظت فلز، درصد جذب کاهش اما میزان جذب به ازای واحد وزن جاذب (mg/g) افزایش می یابد و افزایش pH بیش از 4 تاثیر چندانی بر روی جذب ندارد. نمودارهای هم دمای جذب لانگمویر و فرندلیش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و ظرفیت جذب 109.89mgg-1 دست آمد. با افزایش دما تا 313K فرایند گرماگیر و پس از آن گرمازاست. درجه واکنش از نوع اول بوده و ثابت سرعت 0.0093min-1 در غلظت 100ppm در دمای 303K است.