پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1396 | دوره:11 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

یکی از مهم ترین اهداف در صنعت چندسازه ها، دست یابی به موادی است که خواص مطلوب را فراهم کند. در این پژوهش اثر ضخامت چندسازه ها، کسر حجمی الیاف شیشه تقویت کننده با شکل های هندسی متفاوت برای تعیین ویژگی های کششی و ضربه پذیری نمونه های چندسازه ای مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. نتیجه های به دست آمده نشان داد ویژگی های کششی و ضربه پذیری نمونه های چندسازه ای تابع نوع الیاف تقویت کننده و مقدار مصرفی آن است. آزمون کششی نشان داد، در مقایسه با نمونه های چندسازه ای سوزنی نمدی و دو جهت، چندسازه های ساخته شده از الیاف یک جهت حاوی 20 و 30 درصد کسر حجمی الیاف با ضخامت 3 و 5 میلی متر بالاترین استحکام، مدول کششی و کمترین کرنش را فراهم کردند. درصورتی که نتیجه های به دست آمده از آزمون ضربه پذیری نشان داد که نمونه های چندسازه ای حاوی الیاف دو جهت دارای درصد کسر حجمی الیاف و ضخامت های مشابه، بیشترین مقاومت ضربه پذیری و انرژی ضربه را در مقایسه با چندسازه های حاوی الیاف سوزنی نمدی و یک جهت به نمایش گذاشتند.

طی سال های اخیر، فرایند فتوکاتالیستی نیم رساناها برای حذف ترکیبات آلی از آب، توجه زیادی را به دلیل پتانسیل این فرایند به عنوان یک فناوری تصفیه کم هزینه و دوست دار محیط زیست به خود جلب کرده است. در این پژوهش با هدف به دست آوردن مقدار بهینه محتوای CuS و CdS در نانوفتوکاتالیست های CuS-CdS/TiO2، چهار نمونه با مقدارهای متفاوت CuS و CdS با روش آب گرمایی سنتز شدند. نمونه های سنتز شده با روش های XRD، FESEM، EDX، BET و FT-IR مشخصه یابی شدند. نتیجه های آنالیز XRD تشکیل فازهای CuS و CdS را بر روی سطح TiO2 تایید کرد. بر مبنای نتایج مشخصه یابی دیگر، نمونه با نسبت وزنی 5:5:90 از CuS:CdS:TiO2 به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، بلورینگی نسبی بالاتر و ریخت یکنواخت تر می تواند به عنوان نسبت بهینه برای بارگذاری فاز فعال در این فتوکاتالیست در نظر گرفته شود. فعالیت فتوکاتالیستی نمونه های تهیه شده بر مبنای رنگ بری از اسید اورانژ 7 (AO7) به عنوان آلاینده مدل در محیط آبی تحت تابش نور مرئی بررسی شد. کارایی حذف برای نمونه های CuS (5) CdS (5) /TiO2، CuS (3) CdS (7) /TiO2، TiO2 و CuS (7) CdS (3) /TiO2 به ترتیب برابر با 52.2، 100، 100 و 97.5% در مدت 100 دقیقه به دست آمد. برمبنای آزمون های عملکردی، نمونه با نسبت وزنی 5:5:90 از CuS:CdS:TiO2 در زمان کمتر از سایر نمونه ها (40 دقیقه) به رنگ بری کامل دست پیدا کرد که از نتایج مشخصه یابی نیز همین نتیجه انتظار می رفت. اثر غلظت اولیه AO7 و مقدار نانوفتوکاتالیست نیز بر روی عملکرد نمونه بهینه بررسی شد.

تهیه مواد زیست تخریب پذیر و تجدید پذیر یک مساله چالش برانگیز و مهم در کاربردهای صنعتی است. در این راستا، در پژوهش حاضر نیز خاک رس نانومتخلخل با مساحت سطح بالا و با بهره گیری از روش اصلاح اسیدی خاک رس طبیعی تهیه شد. شناسایی نمونه تهیه شده با طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، جذب و واجذب نیتروژن و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. نتایج نشان دهنده حضور گروه SiO2 به عنوان جز اصلی و متخلخل بودن نمونه بود. در ادامه، نقش خاک رس نانو متخلخل به عنوان کاتالیست ناهمگن، کارآمد و قابل بازیافت برای آسیل دارکردن فریدل- کرافتس حلقه های آروماتیک با کلرید اسید و مشتقات انیدرید بررسی شد. روش ارائه شده برای بسیاری از حلقه های آروماتیک فعال شده کارآمد بوده و از فلزات سنگین و کمک کاتالیست استفاده نمی شود. همچنین، جداسازی کاتالیست ناهمگن از مخلوط واکنش به راحتی قابل انجام است. کاتالیست برای 5 بار در واکنش موردنظر، با موفقیت بازیافت و مجدد استفاده شده است که تاییدی بر پایداری بالای کاتالیست در شرایط واکنش است.

در این پژوهش، نانوذرات مس (I) اکسید با استفاده از مس استات به عنوان پیش ساز به روش فوق اشباع سنتز شد. به منظور افزایش ویژگی فوتوکاتالیستی Au بر روی نانوذرات Cu2O به روش تلقیح مرطوب بارگذاری شد و با استفاده از روش های پراش پرتو XRD) X)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه عنصری به روش EDX مورد مشخصه یابی قرار گرفت. تخریب فوتوکاتالیستی رنگ آزویی Direct Red 264 با نانوذرات Cu2O و Au بارگذاری شده بر روی Cu2O تحت تابش نور مرئی و بدون تابش نور مرئی مورد بررسی قرار گرفت. بازده تخریب فوتوکاتالیستی با کاتالیست های یادشده تحت تابش نور مرئی به ترتیب برابر با 63.71 و 96.18% به دست آمد. مطالعات ایزوترمیک تخریب فوتوکاتالیستی توسط این کاتالیست ها موردبررسی قرار گرفت. هم دماهای فریتز شلاندر 4 پارامتری و بادو به عنوان بهترین مدل با ضریب همبستگی 0.9960 و 0.9988 و کمترین میزان خطا به ترتیب برای نانوذرات Cu2O و Au بارگذاری شده بر روی Cu2O انتخاب شد.

در این پژوهش، ابرساختارهای سرب سولفید با استفاده از روش حلال گرمایی و به کار بردن پیش ماده تک منبع سرب هیدروکسی تیوسیانات (Pb (OH) SCN) تهیه شدند. ابرساختارهای سرب سولفید در دو حلال اولئیک اسید (OA) و دی متیل فرمامید (DMF) تهیه شدند و تاثیر ریخت بر ویژگی های نوری آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. پس از تهیه سرب سولفید ساختار بلوری ذرات با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس و مورفولوژی آن ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) تعیین شد. ویژگی های جذب و بازتابش آن ها با طیف نورسنج DR-UV-Vis بررسی شد. بررسی ویژگی های نوری آن ها در ناحیه مرئی- فرابنفش نشان داد که سرب سولفید تهیه شده در حلال DMF در مقایسه با سرب سولفید تهیه شده در حلال OA بازتابش کمتری دارد و ضریب جذب خورشیدی (a) برای آن ها به ترتیب 0.955 و 0.918 است. ضریب جذب خورشیدی بالا و ضریب نشر پایین این مواد نشان می دهد که برای استفاده در پوشش های جاذب نور خورشیدی مناسب هستند.

پیش بینی فراورده های (هیدروژن و کربن مونوکسید) تبدیل خشک متان به کمک پلاسما در فشار جوی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی شبیه سازی شد. داده های تجربی موردنیاز برای مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی از یک واکنشگاه پلاسمایی تخلیه کرونا جمع آوری شد. اثر عامل های فرایندی (توان تخلیه پلاسما، دبی خوراک ورودی) بر کارایی تبدیل متان و گزینش پذیری نسبت به فراورده های مورد بررسی قرار گرفتند. شبکه پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطا، تابع آموزش انتشار رو به عقب لونبرگ مارکوارت، تابع فعال سازی سیگموئیدی برای لایه مخفی و تابع فعال سازی خطی برای لایه خروجی، مناسب ترین شبکه عصبی به دست آمده در این پژوهش است. برای مثال، مدل شبکه عصبی مصنوعی تبدیل متان 25.12% و گزینش پذیری نسبت به هیدروژن و کربن مونوکسید به ترتیب 71.15% و 74.85% را در توان تخلیه 4 وات پیش بینی کرد که مقادیر خطای مدل برای درصد تبدیل متان، گزینش پذیری نسبت به هیدروژن و کربن مونوکسید به ترتیب برابر0.47 %، 1.2% و 0.2% است. برای رسیدن به شرایط بهینه عملیاتی در فرایند تبدیل از ترکیب الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. نتیجه ها نشان دادند که شدت جریان خو.راک ورودی بهینه 175 میلی لیتر بر دقیقه و توان تخلیه بهینه 6 وات بود. در این شرایط درصد تبدیل متان 25.85% و گزینش پذیری نسبت به هیدروژن برابر 65.15% به دست آمد. اختلاف کوچک در شرایط عملیاتی بهینه بین مقادیر پیش بینی شده و تجربی، تایید می کند که مدل شبکه عصبی مصنوعی ترکیب شده با الگوریتم ژنتیک، ابزاری مناسب برای مدل سازی و بهینه سازی فرایند تبدیل خشک متان به کمک پلاسماست.

در این پژوهش، مدل حجم انتقالی معادله حالت پنگ-رابینسون (VTPR EoS) برای سامانه های جامد-سیال فوق بحرانی به منظور تخمین حلالیت مواد جامد در محدوده وسیع از ترکیب و فشار، توسعه داده شده است. جامدات بررسی شده 2 و 3- دی متیل نفتالن، 2 و 6- دی متیل نفتالن، آنتراسن، ایندول، سینامیک اسید، تری فینلین، کرایزین، کلسترول، فنن ترین و نفتالین و سیالات فوق بحرانی کربن دی اکسید، اتیلن و اتان هستند. نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی نشان داد، معادله VTPR تطابق بهتری با داده های تجربی نسبت به معادله PR دارد. کمترین درصد خطای مطلق میانگین (AAPD) برای معادله VTPR و سامانه آنتراسن-اتان (3.72%) و بیشترین مقدار AAPD برای معادله PR و سامانه کلسترول- کربن دی اکسید (20.44%) بود.

در این پژوهش، نانوذرات نقره- وانادیم اکساید با روش سل- ژل به عنوان ترکیب ضد باکتری تهیه شد. برای تهیه نمونه از وانادیم پنتاکسید به عنوان منبع وانادیم و از نقره نیترات به عنوان منبع نقره استفاده شد. نانوذرات تهیه شده به وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سامانه تجزیه عنصری (EDX) شناسایی شدند. نتیجه های به دست آمده ساختار مونوکلینیک را برای این نمونه تایید کرد. آزمون ضد باکتری نمونه سنتز شده به دو روش انتشار دیسک و تعیین کمترین غلظت مهار رشد بر روی باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک اشرشیاکلی (ATCC25922) به عنوان یک باکتری گرم منفی و استافیلوکوکوس اورئوس (ATCC6538) به عنوان یک باکتری گرم مثبت انجام شد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که ترکیب نانوذره نقره-وانادیم اکساید سنتز شده در هر دو روش، ویژگی ضد باکتری بالایی را دارد.

کمپلکس جدید "2 و '2- بی پیریدین هگزیل گلایسیناتوپالادیم (II) نیترات" از واکنش دی آکو 2 و'2- بی پیریدین پالادیوم (II) نیترات با محلول نمک سدیم هگزیل گلایسینات سنتز شد. این کمپلکس با روش های رسانایی سنجی، تجزیه عنصری و روش های طیف سنجی UV-Vis، FT-IR و 1HNMR شناسایی شد. برهم کنش این کمپلکس با پروتئین سرم آلبومین گاوی با روش های طیف سنجی UV-Vis در دو دمای 310 و 320 کلوین و همچنین، کالوریمتری در دمای 320 کلوین در محلول تریس بافر در pH برابر 7 بررسی شد. این کمپلکس قادر است پروتئین را با یک فرایند متعاون و مثبت (برهم کنش یک مولکول با BSA باعث تسهیل برهم کنش مولکول بعدی می شود) غیرطبیعی کند. مقادیر L1.2 (غلظت کمپلکس در نقطه میانی انتقال پروتئین از صورت بندی طبیعی به غیرطبیعی) در دو دمای 310 و 320 کلوین معادل0.3 و 0.26 میلی مولار به دست آمد که بسیار پایین است. همچنین، در این مطالعه عامل های پیوندی g (تعداد جایگاه پیوندی)، K (ثابت تجمع پیوندی)، n (ضریب هیل که نشان دهنده تعاونی سامانه است) و m (مقدار توانایی کمپلکس فلزی برای غیرطبیعی کردن BSA) در دو دمای 310 و 320 کلوین هستند. همچنین، عامل های ترمودینامیکی (پایداری ساختار پروتئین در عدم حضور کمپلکس فلزی) و (گرمای لازم برای غیرطبیعی شدن پروتئین در عدم حضور کمپلکس فلزی) به دست آمد.