پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1391 | دوره:6 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش سنتز آزمایشگاهی کربن فعال به روش فیزیکی در واکنش گاه چرخان با استفاده از گازهای اکسید کننده کربن دی اکسید و بخار آب از پوست سخت پسته به عنوان واکنشگر مورد بررسی قرار گرفت. اثر سه عامل دمای فعال سازی، زمان ماند و دبی گاز اکسید کننده بر روی عدد یدی و میزان سوختن مورد بررسی قرار گرفت.پس از تجزیه و تحلیل و بهینه سازی داده ها در فعال سازی با کربن دی اکسید، کربن فعالی با عدد یدی 1452.14 و میزان سوختن 43.86 درصد در دمای فعال سازی 866.5 درجه سانتی گراد، زمان ماند 26.2 دقیقه و دبی گاز کربن دی اکسید 38 لیتر بر دقیقه و در فعال سازی با بخار آب کربن فعالی با عدد یدی 1464.59 و میزان سوختن 21.83 درصد در دمای فعال سازی 816.5 درجه سانتی گراد، زمان ماند 40 دقیقه و دبی گاز کربن دی اکسید 47.4 لیتر بر دقیقه به دست آمد. جهت بررسی صحت نتیجه ها در شرایط بهینه، آزمایش های تجربی انجام شد. نتیجه ها نشان داد که داده های پیش بینی شده تطبیق خوبی با داده های تجربی دارد. میزان عدد یدی و درجه سوختن در شرایط بهینه نشان داد که بخار آب نسبت به کربن دی اکسید مناسب تر است.

در این پژوهش، پس از تهیه و شناسایی صفحه های گرافن اکسید، تثبیت نانو ذرات آهن (III) هیدروکسید روی این صفحه ها با استفاده از روش رسوب دهی انجام گرفت. گرافن اکسید و کامپوزیت تهیه شده با استفاده از روش های FT-IR، XRD، Raman، AFM و SEM شناسایی شدند. نتیجه ها نشان داد که ذرات آهن (III) هیدروکسید با اندازه 24 نانومتر به صورت یکنواخت روی سطح گرافن اکسید تثبیت شده است. میزان درصد جذب یون های فلزی Zn2+، Ni2+، Co2+، Cr3+ و Pb2+ با استفاده از این کامپوزیت به ترتیب برابر با 29.3، 3.9، 35.0، 7.9 و 98.8 است. این کامپوزیت در جذب سرب به صورت انتخابی عمل کرده است.

پیش پلیمرهای حاوی ایزوسیانات با استفاده از تولوئن دی ایزوسیانات و گلیسیدیل آزید پلیمر تهیه شد. تجزیه کمی گروه ایزوسیانات این پیش پلیمر با استفاده از مشتق سازی گروه ایزوسیانات با هگزا فلوئور ایزوپروپیل الکل با استفاده از 19FNMR و مقایسه سطح زیر پیک به دست آمده با پیک استاندارد داخلی تعیین شد. صحت این روش نیز با استفاده از دی ایزوسیانات های آروماتیک شناخته شده مانند متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات و تولوئن دی ایزوسیانات تایید و تعیین شد. نتیجه های به دست آمده باروش تیتراسیون مقایسه شد. سازگار خوبی بین نتیجه های به دست آمده با 19FNMR و روش تیتر کردن وجود داشت. روش انجام شده با 19FNMR دارای مزیت هایی مهم مانند حساسیت بالا و روش کار آسان در زمان کوتاه نسبت به روش تیتراسیون است.

در این مقاله، تبدیل های فازی حالت جامد نانوذرات تیتانیا در شرایط گرمادهی متفاوت توسط مدل های سینتیکی متفاوت بررسی شده است. میزان تطابق مدل های سینتیکی ارایه شده، که شامل ترکیبی از مدل هسته زایی و رشد هستند، با داده های تجربی تبدیل فاز جامد (آمورف و یا بلوری) به فازهای دیگر بلوری تیتانیا با اندازه های نانو در شرایط عملیاتی گرمادهی خشک و نیز در محلول بررسی شده اند. نتیجه ها نشان می دهند که مدل های ارایه شده در این مقاله بنا به شرایط فرایند، قادر به تفسیر رفتارهای تبدیل سینتیکی میان پلی مورف های متفاوت تیتانیا هستند. نتیجه ها نشان می دهند که مکانیسم هسته زایی فاز آناتاز در تبدیل فازی در محلول، از نوع هسته زایی سطح 1، است و در شرایط گرمادهی خشک در گستره دمایی 300-400oC، چنانچه فازهای در حال تبدیل تفاوت های ساختاری قابل توجهی نداشته باشند، مکانیسم هسته زایی ترکیبی فصل مشترک و سطح 2 است.در تبدیل نانوبلورهای آناتاز به روتیل در گستره دماهای پایین تر از 600oC که توسط پژوهشگران فرض شده است که تبدیل تنها با حضور هسته زایی فصل مشترک رخ می دهد، نتیجه ها نشان می دهند هسته زایی سطحی نیز به علت رشد ذرات به سبب گرمادهی برای مدت زمان های طولانی، می تواند نقش مهمی در سینتیک تبدیل فازی داشته باشد. از مهم ترین مزیت این مدل ها در مقایسه با مدل های مشابه، می توان به عدم نیاز به داده های تجربی اندازه ذرات در طی آزمایش های سینتیکی برای تفسیر تبدیل های فازی در مقیاس نانو اشاره کرد.

در این پژوهش فرایند جذب گاز کربن دی اکسید در برج های آکنده توسط حلال 2- آمینو 2- متیل پروپانول، مدل سازی و اعتبار سنجی شده است. مدل مبتنی بر نرخی که در این پژوهش ارایه شده، انتقال جرم و گرما، گرمای آزاد شده توسط جذب و تبخیر، حلالیت کربن دی اکسید در محلول آمین، واکنش جذب، ضریب افزونی و تعادل ترمودینامیکی در سطح تماس بین فاز گاز و مایع را در نظر می گیرد. معادلات جبری و دیفرانسیلی مدل در محیط برنامه «مطلب» پیاده سازی شده و با توابع مناسب به صورت یک مساله مقدار مرزی به روش عددی حل شده است. نتیجه های به دست آمده از این مدل با اطلاعات آزمایشگاهی به دست آمده از یک برج پایلوت و هم چنین با نتیجه های به دست آمده از مدل ارایه شده توسط پژوهشگر دیگر برای همین فرایند با شرایط مشابه، مقایسه شده اند. نتیجه ها نشان دادند که مدل ارایه شده در این پژوهش به خوبی با نتیجه های آزمایشگاهی مطابقت داشته و مدل، تغییرات بار آمین، پروفایل دمای آمین و جز مولی کربن دی اکسید در فاز گاز در طول برج را به ترتیب با خطای میانگین 12.33، 2.47 و 8.46 درصد پیش بینی می کند. هم چنین خطای مطلق پیش بینی این مدل در مقایسه با مدل ارایه شده توسط پژوهشگری دیگر برای برج جذب مشابه، برای پیش بینی جز مولی کربن دی اکسید و دمای محلول آمین به ترتیب 13.094 و 6.56 کاهش یافته است.

این پژوهش به پیش بینی فعالیت دارویی 38 مشتق آمینواسید به عنوان بازدارنده های هیستون دی استیلاز (HDAC) جهت درمان سرطان و برخی از بیماری ها اختصاص دارد. آنزیم های HDAC موجب تسریع روند حذف گروه های استیل از باقیمانده های لیزین از پروتیین های شامل هیستون (Histone) می شوند. پس از محاسبه توصیف کننده های مولکولی مستقل، با استفاده از روش مرحله ای انتخاب متغیر و گزینش 4 توصیف کننده، جهت مدل سازی از رگرسیون خطی چندگانه (MLR) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) استفاده شد. سری های آموزش و آزمون جهت ساخت مدل و ارزیابی قدرت پیش بینی روش های MLR و ANN به ترتیب شامل 30 و 8 ترکیب بودند. افزون بر آن، از روش های متفاوت جهت ارزیابی مدل ها استفاده شد. نتیجه ها حاکی از آن است که روش غیرخطی شبکه عصبی مصنوعی در مجموع دارای توانمندی پیش بینی مناسب تر در مقایسه با روش MLR است. شاخص های آماری مرتبط با مدل مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی دلالت بر این حقیقت دارد که مدل ارایه شده می تواند جهت پیش بینی فعالیت دارویی ترکیب های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

با توجه به این که تغییر در فرمولاسیون آمیزه های لاستیکی، به طور مستقیم بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی و هم چنین طیف FTIR به دست آمده از آن ها اثرگذار است، شناسایی آمیزه ها و ترکیب های الاستومری متفاوت و یافتن رابطه منطقی بین ویژگی های رئولوژیکی آمیزه های لاستیکی بر پایه NR/BR و رفتار طیفی آن ها در گستره زیر قرمز جهت پیش بینی و تحلیل ویژگی های رئولوژیکی آمیزه ها در صنعت تایر حائز اهمیت است. در این مطالعه از 11 آمیزه های لاستیکی پخت نشده بر پایه NR/BR طیف FTIR گرفته شد و با مقایسه طیف نمونه های ساخته شده 2 پیک شاخص انتخاب شده و در نهایت بر اساس شاخص های به دست آمده از طیف IR، مدل ریاضی برای پیش بینی ویژگی های رئولوژیکی آمیزه های لاستیکی بر پایه NR/BR ارایه شد.

در این کار پژوهشی، نانو ذره های تیتانیا با استفاده از نمک آمونیم تیتانیل اگزالات در درون کانال های زئولیت MX (M=Ni, Co, Zn) کپسوله شدند. برای تهیه ترکیب یاد شده، ابتدا با روش تبادل یونی زئولیت NH4X از زئولیت NaX تهیه و سپس با استفاده از نمک های نیترات فلزهای نیکل، کبالت و روی، زئولیت MX تهیه شد. نمونه های تهیه شده با روش های پراش پرتو X (XRD)، طیف سنجی زیر قرمز (FT-IR)، طیف سنج بازتاب پخشی (DRS) شناسایی و برای ریخت شناسی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. تجزیه عنصری نمونه ها با روش EDX انجام پذیرفت. هم چنین فعالیت فتوکاتالیتیکی نمونه های سنتز شده در حضور فنل و نیتروفنل بررسی شد. نتیجه های به دست آمده حاکی از آن است که قرار گرفتن تیتانیم و فلزهای مورد نظر در زئولیت X مورد استفاده، نمونه های به دست آمده از درجه بلورینگی به نسبت خوبی برخوردارند.هم چنین فلزها در موقعیت های چهاروجهی و هشت وجهی در زئولیت X جایگزین می شوند. فعالیت فتوکاتالیتیکی نمونه های تهیه شده برای تخریب نیتروفنل بیشتر از فنل است و در مجموع این نمونه ها از تیتانیا خالص فعال ترند.