شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1398 | دوره:38 | شماره:1 (پیاپی 91) |تعداد مقالات:31

در بیماران دیابتی، ترشح انسولین از لوزالمعده مختل شده که منجر به تزریق روزانه انسولین می شود. تزریق انسولین سبب ایجاد عفونت، درد و تنش در درازمدت می شود. دارورسانی خوراکی انسولین می تواند یک جایگزین مناسب برای تزریق باشد. هرچند در رسانش خوراکی، به دلیل تخریب آنزیمی در دستگاه گوارش، پایداری کم در pH معده و سدهای فیزیکی مخاط روده، زیست دسترس پذیری انسولین پایین است. بنابراین، ساخت سامانه های کارآمد حامل، مانند نانوذر ه ها، می تواند راه حل مناسبی برای محافظت از داروهای حساس مانند انسولین باشد. هدف از این پژوهش، تهیه یک سامانه آلژینات/ تری متیل کایتوسان (TMC)/ پل ی اتیلن گلایکول (PEG) در اندازه نانو به منظور کنترل رهایش انسولین از آن و افزایش زمان ماندگاری نانوذره در دستگاه گوارش است. نخست، اندازه نانوذره ها و بازده به دام افتادن (EE) انسولین، بهینه سازی شده و شرایط بهینه برای نسبت های انسولین/ آلژینات، TMC/ آلژینات و دور همزن، به ترتیب برابر با 1، 5/4 و rpm 500 به دست آمد. سپس، در شرایط بهینه، نانوذره های آلژینات بارگذاری شده با انسولین، تهیه شده و به دنبال آن، با TMC پوشش داده شدند و سرانجام، نانوذره ها توسط متوکسی پلی اتیلن گلایکول (mPEG) پگیله شدند. پس از بهینه سازی شرایط، اندازه نانوذره ها و EE به ترتیب 195 نانومتر و % 39/92 به دست آمد و بازده بارگذاری (LE) انسولین در نانوذره ها % 75/21 محاسبه شد. برهمکنش بین لایه های گوناگون نیز، با آزمون FT-IR تأیید شده و بررسی رهایش انسولین در محیط های شبیه سازی شده معده (SGF) و روده (SIF) انجام شد. این مطالعه ها نشان دادند که بیش ترین میزان رهایش انسولین، در طی 6 ساعت اولیه بوده و پس از آن، روند رهایش به تقریب ثابت می شود. همچنین با پگیله کردن نانوذرات، میزان رهایش انسولین به مقدار چشمگیری افزایش می یابد.

در این پژوهش، نانورشته های منگنز دی اکسید (MnO2) با فرایند ساده اکسایش-کاهش شیمیایی تهیه شد. سپس کارایی نانو رشته های تهیه شده برای حذف رنگینه کاتیونی مالاشیت سبز (MG) از محلول های آبی در سامانه ناپیوسته و تعادلی مورد بررسی قرار گرفت. از فناوری های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و الگوی پراش پرتو ایکس(XRD) برای مطالعه ریخت شناسی سطح جاذب، استفاده شد. برای تعیین شرایط بهینه جذب رنگینه، اثر پارامترهای گوناگون مانند pH، غلظت اولیه، زمان تماس، دما و مقدار جرم جاذب بر روی راندمان جذب بررسی شد. از معادله های فروندلیچ و لانگمویر برای رسم هم دماهای جذب و ارزیابی داده های تعادلی جذب و از معادله های سینتیکی شبه درجه اول و دوم برای مطالعه های سینتیکی استفاده شد. مطالعه ترمودینامیکی جذب رنگینه به وسیله نانو رشته های نشان می دهد که این فرایند گرماگیر، خودبه خودی و با افزایش بی نظمی همراه است. همچنین فرایند جذب از هم دمای لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه دوم پیروی می کند. بیشینه ظرفیت جذب (qm) جاذب منگنز دی اکسید با استفاده از هم دمای لانگمویر mg/g 280-275 به دست آمد که بیانگر ظرفیت جذب بسیار خوب جاذب است. افزون بر مطالعه های جذب، مطالعه واجذب نیز انجام گرفت و نتیجه های به دست آمده نشان دهنده امکان بازیابی آسان جاذب با راندمان بالا و استفاده چندباره جاذب تهیه شده است.

نانوبلورهای سیلیکونی Si24H12و Si26H12به لحاظ شکل هندسی، پایداری، ساختار الکترونی و طیف جذبی با استفاده از نظریه تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتیجه ها نشان داده که نانوبلور Si26H12 به میزان eV 14/9 پایدارتر از نانوبلور Si24H12 است که این پایداری مربوط به عدم استقرار الکترون و رفتار آروماتیکی نانوبلور پیشنهادی Si26H12 است. برای بررسی خصلت آروماتیسیته نانوبلور از شاخص هایی چون NICS, PDIو PLR استفاده شد. نتیجه های به دست آمده از این شاخص ها نشان می دهد که نانوبلور Si26H12 دارای خصلت آروماتیسیتهبیش تر از مولکول بنزن است. طیف جذبی این ساختار نیز نتیجه های جالبی از ویژگی های نوری تازه ای را نشان داد. این مطالعهجزئیاتی برای امکان سنتز نانو ساختارهای بیش کئوردینه سیلیکون را مطرح می کند.

در کار پژوهشی حاضر پلیمر کوئوردیناسیون یک بعدی نوینی از سرب ((II، 2(NO3)2(C12H8N2)2]n [Pb2(C2Cl3O2) (1) در اندازه نانو به روش سونو شیمیایی در غلظت های گوناگون سنتز شد. پلیمر کوئوردیناسیون سرب (II) شامل زنجیره های به هم پیوسته فلزی شکل گرفته با پلی از لیگاندهای NO3-و Cl3COO-است. ساختار هندسی نانو پلیمر کوئوردیناسیون پنتاگونال دوقطبی است که این ساختار با توجه به گروه الکترون دهنده N2O5 تعیین شده و هیچ نقش استرئوشیمیایی آشکاری از جفت الکترون غیر پیوندی سرب دیده نشد. نانو ساختارهای نوین با آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی IR، پراش پرتو X پودری (XRD) و تجزیه عنصری شناسایی شدند. متوسط اندازه نانو ذره ها در حدود 80 نانومتر است. اثرات غلظت اولیه مواد بر روی اندازه و ریخت شناسی نانو ذره ها ترکیب 1 مطالعه شده و نشان داد که در غلظت های پایین واکنشگرها اندازه ذره ها کاهش یافته و منجر به یکنواخت شدن شکل ذره ها می شود.

در مطالعه پیش رو، شبکه های فلزی آلی MOF-199 و کامپوزیت هیبریدی CNT@MOF-199 سنتز شد. جاذب های سنتز شده با روش های شناسایی معمول مانند فناوری جذب و اجذب نیتروژن(BET)، پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکتروسکوپی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی و سنتز ترکیبات موردنظر تأیید شد. شبکه های فلزی آلی MOF-199 با ده درصد وزنی نانولوله های کربنی چند دیواره هیبرید شد. برخی پارامترهای مهم مانند زمان دیسپرس شدن پیش ماده های کامپوزیت و همچنین غلظت اسیدها در مرحله کربوکسیله کردن نانولوله های کربنی بهینه شد. میزان جذب سطحی CO2 بر روی جاذب های سنتز شده به روش حجم سنجی اندازه گیری شد. حجم حفره های میکرو پروس بدون تغییر در ساختار شبکه پس از افزوده شدن MWCNT به MOF-199 افزایش یافت که همین امر سبب بهبود میزان جذب از 6/5 به 54/8 میلی مول بر گرم شد.

در بین پلیمرهای هادی گوناگون، پلی پیرول به علت زیست سازگاری، پلیمریزاسیون ساده و پایداری شیمیایی بیش تر مورد توجه بوده است. در این پژوهش سنتز الکترو شیمیایی نانو کامپوزیت پلی پیرول سریم (IV) اکسید به روش ولتامتری چرخه ای بر روی الکترود گرافیت انجام شده، و از آن به عنوان حسگر استفاده شده است. سنتز نانو ذره های سریم (IV) اکسید (CeO2)با روش رسوب شیمیایی انجام شد. نتیجه های به دست آمده از پراش پرتو X (XRD)، تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و تصویرهای میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) سنتز نانو ذره ها در اندازه40-10 نانومتر را تأیید می نمایند. نانو کامپوزیت سنتز شده به منظور حسگر داروی لووکارنتین، که یکی از مشتق های اسیدهای آمینه بوده و جهت اکسیداسیون اسیدهای چرب و تولید انرژی در بدن به کار می رود، به کار رفته است. نتیجه های به دست آمده از بررسی رفتار نانو حسگر حد تشخیص 9¯ 10×6 مولار و حد اندازه گیری-8 10×2 مولار را تأیید می نمایند. . همچنین درصد بازیابی در نمونه حقیقی 101 درصد به دست آمد که نشان دهنده حساسیت خوب این روش در اندازه گیری مقدارهای کم می باشد.

در این پژوهش برای اولین بار هیدروژل نانو کامپوزیت آهن بر پایه پلی (2-دی متیل آمینو) اتیلن متاآکریلات پیوند زده شده بر روی پلیمر زیست سازگار ثعلب سنتز شد. تکپار های (2-دی متیل آمینو) اتیلن متاآکریلات بر روی اسکلت ثعلب پیوند زده می شوند و هم زمان با آن، اتصال های عرضی نیز ایجاد می شوند. در واکنش یاد شده متیلن بیس آکریل آمید (MBA) به عنوان شبکه ساز و آمونیوم پرسولفات (APS) به عنوان آغازگر گرمایی عمل می کنند. عامل های مؤثر بر میزان جذب آب به روش سیستماتیک بهینه سازی شدند تا ابرجاذبی با بالاترین ظرفیت تورمی به دست آید. سپس رفتار تورمی ابرجاذب بهینه شده در شرایط گوناگون (محلول های نمکی متفاوت، محلول آبی با pHهای متفاوت، مخلوط حلال های آلی با آب و. . . ) بررسی شد. سنتیک جذب آب در شرایط عادی و تحت بار نیز مطالعه و در مورد برگشت پذیری تعدادی از رفتار های هوشمندانه آن ها پژوهش شد. رهایش داروی دوکسوروبیسین از ساختار هیدروژل نانو کامپوزیت آهن مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های آزمایش به خوبی نشان داد که رهایش داروی دوکسوروبیسین از هیدروژل سنتز شده بهpH محیط حساس است. برای اثبات پیوند خوردن (2-دی متیل آمینو) اتیلن متاآکریلات بر روی ثعلب از طیف FT-IRاستفاده شد. ریخت شناسی هیدروژل نیز با دستگاه SEM بررسی شد. قطر نانو ذره ها با تصویر TEM و AFM حدود 9 تا 11 نانومتر تخمین زده شد.

الکتروریسی فرایندی است که با استفاده از نیروی الکترو استاتیکی، از محلول یا مذاب پلیمری، الیاف پلیمری در اندازه های نانو و میکرو تولید می کند. در این پژوهش الیاف پلی استایرنی با استفاده از محلول پلی استایرن در حلال دی متیل فرم آمید در شرایط گوناگون دمایی (° C 45-25)، رطوبت (70-30 %) و مقدارهای گوناگون نانو ذره های سیلیس (w%4-0 ) ریسیده شد. به منظور ایجاد شرایط محیطی (دما و رطوبت) زمان فرایند الکتروریسی، محفظه ای که قابلیت کنترل دما و رطوبت را دارا می باشد، ساخته شد. برای بررسی اثر متغیرهای دما، رطوبت و مقدار ذره های سیلیس، طراحی آزمایش انجام شد. به منظور بررسی ساختار بستر و سطح الیاف پلی-استایرنی از تصویرهای دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که با افزایش هر یک از متغیرهای دما، رطوبت و میزان نانو ذره های سیلیس ساختار بستر الیاف از الیاف دانه داربه الیاف بدون دانه تغییر می یابد. ایجاد نانو تخلخل روی سطح الیاف پلی استایرنی با تغییر متغیرهای یاد شده دیده شده است. نتیجه های به دست آمده از تصویرهای دستگاه میکروسکوپی الکترون روبشی نشان داد که تعداد و تراکم نانو حفره های ناشی از جدایش فازی موجود در سطح پلیمری الیاف پلی استایرنی، با افزایش رطوبت، دما و مقدار نانو ذره های سیلیس کاهش یافته است.

در این کار پژوهشی، با توجه به اهمیت بسیار زیاد کرون اترها در شیمی کمپلکس ها و نیز در زمینه علوم فارماکولوژی، روشی جدید برای تهیه چندین کرون هتروسیکل بر پایه ایندول با استفاده از کاتالیزگر تیتانیوم نانو اکسید ابداع شد. برای این منظور نخست از واکنش 2-متیل ایندول با تری اتیلن گلیکول توسیله شده، در حلال DMF و شرایط بازی KOH، ترکیب 2-متیل-1-(2-(2-(2-(2-متیل-H1-1-ایندول)اتوکسی)اتوکسی)اتیل)-H1-ایندول با بازده مناسب به دست آمد. پس از تعیین شرایط بهینه برای تهیه کرون اترها (دمای محیط، حلال دی کلرومتان و نسبت کاتالیزگری % 5 مولی)، مشتق های کرونی موردنظر از واکنش ترکیب 2-متیل-1-(2-(2-(2-(2-متیل-H1-1-ایندول)اتوکسی)اتوکسی)اتیل)-H1-ایندول با مشتق های متفاوت آلدهیدی تهیه شدند. از جمله برتری های این روش می توان به بازده بالا، غیر سمی بودن کاتالیزگر و استفاده دوباره از آن اشاره کرد.

بیماری های باکتریایی یکی از مهم ترین معضل های پیش روی توسعه آبزی پروری ایران محسوب می شود. باکتری های گرم مثبت و منفی گوناگونی مانند Aeromonas hydrophilaو Streptococcus iniae سبب ایجاد عارضه های گسترده ای در ماهیان شده اند. استفاده از آنتی بیوتیک ها سبب مشکل هایی در مصرف کنندگان م ی شود. از این رو، استفاده از ترکیب های ضد میکروبی نوین با کم ترین عارضه مرسوم شده است. در این پژوهش ساختار رس بنتونیت با استفاده از سورفکتانت کاتیونی و روش اسیدی گرمایی اصلاح شد. مطالعه ها مشخص نمود که تغییرهایی طی اصلاح با دو روش در ساختار بنتونیت به دست آمده است. در این مطالعه اثر ضد باکتریایی دو نوع بنتونیت اصلاح شده علیه باکتری گرم مثبت Streptococcus iniae و باکتری گرم منفی Aeromonas hydrophila در شرایط آزمایشگاهی با دو روش منطقه مهار رشد باکتری (روش دیسکی) و آزمون لوله آزمایش( مایکرودایلوشن) مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین قدرت ضدمیکروبی به صورت کم ترین غلظت بازدارندگی و کم ترین غلظت کشندگی (MIC و MBC) از روش مایکرودایلوشن و شمارش کلونی در محیط کشت مولر هینتون اگار استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که ترکیب اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی دارای MBC به میزان 85/42 و 57/28 میلی گرم در لیتر برای باکتری Aeromonas hydrophila در ده و سی دقیقه و 42/71 میلی گرم در لیتر در ده و سی دقیقه برای Streptococcus iniae به ترتیب بودند. برای ماده اصلاح شده با روش اسیدی-گرمایی MBC به میزان 57/28 و 42/71 میلی گرم در لیتر برای باکتری Aeromonas hydrophila در ده و سی دقیقه به ترتیب 57/28 و 28/14 میلی گرم در لیتر در ده و سی دقیقه برای Streptococcus iniae بودند. نتیجه های این پژوهش نشان داد که ترکیب های اصلاح شده بنتونیتی دارای اثرهای ضد میکروبی قوی بوده و قابلیت حذف عامل های بیماری زا را در شرایط آزمایشگاهی داشته و می توانند به عنوان ترکیب های نوین به منظور کنترل عامل های بیماری زا در سامانه های پرورشی مورد استفاده قرار گیرند.

به تازگی فناوری های کاتالیستی تبدیل متانول به اولفین بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش تأثیر پارامترهای بارگذاری لانتانیوم و نسبت Si/Al در دماهای گوناگون بر عملکرد کاتالیستی HZSM-5 در فرایند تبدیل متانول به اولفین بررسی شد. در این پژوهش پایه کاتالیستی HZSM-5 با نسبت های گوناگون Si/Al با استفاده از فلز لانتانیوم و روش تلقیح تر اصلاح شد. پس از بارگذاری فلز لانتانیوم به روش تلقیح مرطوب، کاتالیست های اصلاح شده برای تعیین دقیق ویژگی ها و ارزیابی آن ها، مورد آنالیزهای XRD و SEM، BET و FT-IR قرار گرفتند. نتیجه های آنالیز XRD و FT-IR نشان داد که افزودن فلز لانتانیوم به زئولیت HZSM-5 باعث تخریب ساختار نمی شود و ساختار پس از افزودن فلز لانتانیوم همچنان دارای بلورینگی بالایی بود. برای بررسی تاثیر پارامترهای لانتانیوم، نسبت Si/Al و دما و بررسی تاثیر برهمکنش بین آن ها برای تولید اتیلن و پروپیلن در فرایند متانول به اولفین از طراحی آزمایش Box-Behnken استفاده شد. برای این منظور از بارگذاری لانتانیوم در بازه ی 10-0 درصد وزنی، نسبت Si/Al در بازه ی 180-60 و دما در بازه ی 450-350 درجه سلسیوس به عنوان متغیرهای ورودی روش Box-Behnken استفاده شد. با استفاده از نتیجه های طراحی آزمایش Box-Behnken مشخص شد بیش ترین میزان بازده اتیلن بر روی کاتالیستی که در حد بالای بارگذاری لانتانیوم، نسبت Si/Al پایین و دمای بالا بود، به دست می آید. برای بیشینه پروپیلن تولیدی نیز برای سه متغیر نسبت Si/Al، دما و میزان بارگذاری لانتانیوم یک حالت بهینه وجود داشت، یعنی نخست با افزایش این متغیرها بازده پروپیلن افزایش و سپس کاهش پیدا می کرد.

فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال یکی از مهم ترین فرایندهای پالایشگاهی است که خوراک های هیدروکربنی سنگین را به فراورده های سبک تر تبدیل می کند. به دلیل اهمیت بالای این فرایند، پژوهشگران زیادی جنبه های گوناگون این فرایند را مورد بررسی قرار داده اند. در این مقاله مرور جامعی بر مطالعه های مربوطه انجام شده است. تمرکز اصلی این بررسی روی سه دسته شامل شبکه های سینتیکی، مدل سازی پایا و ناپایا و بهینه سازی فرایند است. مرور پژوهش ها از سال 1970 میلادی نشان می دهد که بررسی های سینتیکی اساساً بر اساس روش توده ای بودند که در آن مخلوط واکنش با طبقه بندی های گوناگون به گروه های اصلی تقسیم می شود که ممکن است بر اساس تعداد کربن گونه ها یا نوع اجزاء تعریف شود. تعداد توده های مربوطه به طور عمده از 3 تا 19 توده محدود می شدند. افزون بر این در مدل سازی فرایند به طور معمول دو تجهیز اصلی شامل بالابرنده ی راکتور و احیاءکننده در نظر گرفته شده اند. مدل های اولیه ی احیاءکننده شامل مدل های احیاءکننده ی تک فازی، تماس ساده با جریان لوله ای و واکنش های پراکندگی با مخزن های متوالی در مطالعه ها در نظر گرفته شده اند. همچنین مطالعه های گوناگونی به منظور در نظر گرفتن تجهیزهای بیش تر انجام شد. در برخی از مطالعه ها استفاده از معادله های مومنتم افزون بر معادله های جرم و انرژی در احیاءکننده نیز در نظر گرفته شد که چالش اصلی در توسعه ی مدل مربوطه تعیین پارامترهای مورد استفاده بود. بررسی تأثیر دمای کاتالیست ورودی و نسبت کاتالیست به خوراک نیز در پژوهش های دیگر انجام شده است. بهینه سازی فرایند نیز به طور معمول در شرایط پایا بوده است و بهینه سازی دینامیکی کم تر استفاده شده است. الگوریتم های گوناگونی از جمله ژنتیک و ازدحام ذره ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. دیده شد که الگوریتم ازدحام ذره ها از الگوریتم ژنتیک ساده تر تنظیم می شود و کار کردن با آن راحت تر است.

عامل های پیوند ی یکی از مهم ترین افزودنی های مورد نیاز در تولید پیشرانه های جامد مرکب می باشد. این ترکیب ها باعث افزایش چسبندگی میان رزین پلیمری و اکسید کننده و بهبود ویژگی های مکانیکی-فیزیکی و افزایش در بارگذاری جامد (فیلرپذیری) پیشرانه ها می شوند. در این مطالعه، نخست حد واسط 2-متیل آزیریدین از ترکیب 1-آمینو 2-پروپانول با ارایه روشی نوین و با راندمان 51% سنتز شد. حد واسط ایزوفتالوئیل کلرید نیز از کلره کردن ایزوفتالئیک اسید با تیونیل کلرید (SOCl2)در محیط بازی تهیه شد. سپس از واکنش 2-متیل آزیریدین و ایزوفتالوئیل کلرید در محیط بازی، ترکیب 1، 1-ایزوفتالوئیل بیس (2-متیل آزیریدین)، HX-752، با راندمان 93% سنتز شد. 5 ترکیب دیگر از عامل های پیوندی، همانند HX-752 و MAPO نیز (با استفاده از پای پریدین و دی اتیل آمین به جای ترکیب 2-متیل آزیریدین) با راندمان های مناسب به عنوان عامل پیوندی ایمیدی سنتز شدند. ساختار حد واسط ها و فراورده های سنتزی با طیف بینی 1H-NMR، 13C-NMR و FT-IR و انجام آزمایش های فیزیکی مانند تعیین دمای ذوب و. . . مورد تأیید قرار گرفت.

هتروپلی اسیدها کاتالیست های دوعاملی می باشند که می توانند هم واکنش های اسید کاتالیست و هم واکنش های اکسایشی را کاتالیز کنند. این کاتالیست ها غیر سمی بوده و پایداری گرمایی به نسبت بالایی دارند. با این حال انحلال زیاد این مواد در آب و بسیاری از حلال های آلی باعث محدود شدن کاربرد آن ها شده است. در این پژوهش برای رفع این مشکل و تولید کاتالیستی ناهمگون، از کلی هالویسیت به عنوان پایه کاتالیست استفاده شد. برای بهبود تثبیت هتروپلی اسید بر روی سطح این کلی، نخست هالویسیت توسط مایع یونی عامل دار شد. برای بررسی فعالیت کاتالیستی این ترکیب هیبریدی، عملکرد آن برای کاتالیز نمودن واکنش چهار جزئی باربیتوریک اسید، هیدرازین هیدرات، اتیل استواستات و بنزآلدهید برای تهیه پیرازولوپیرانوپیریمیدین ها با شرایط آلتراسونیک به عنوان روشی دوست دار محیط زیست، کارآمد و سریع بررسی شد. نتیجه ها اثبات نمودند که مقدارهای اندک کاتالیست می تواند به تولید بهره های بالا از فراورده در زمان های واکنش به نسبت کم بیانجامد. همچنین کاتالیست به دست آمده قابلیت بازیافت و استفاده دوباره تا چهار مرتبه را داشت.

4-هیدروکسی کینازولین در واکنش ملایم با دی آلکیل استیلن دی کربوکسیلات ها در نزدیکی ایزوکینولین به عنوان کاتالیزگر و در حلال دی کلرو متان منجر به تشکیل فراورده های هتروسیکلی دارای ایزومرهای E/Z از آلکیل آکریلات ها، شد. ساختارها به وسیله طیف سنجی فروسرخ و طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته ای و طیف سنجی جرمی مورد بررسی و تأیید قرار گرفته اند. تشخیص ایزومر های Z و E به وسیله1H NMR و بر اساس جابه جایی شیمیایی هیدروژن های اولفینی انجام می شود. زمانی که این واکنش در شرایط یکسان با 2 هیدروکسی پیریدین، 2 هیدروکسی کینولین و 4 هیدروکسی پیریدین تکرار شد، فراورده های هتروسیکلی E/Z از دی آلکیل آکریلات ها دیده شد. در این پژوهش روشی ملایم و آسان برای دستیابی به مشتق های آکریلات هتروسیکلی، به وسیله واکنش های چند جزئی ارایه شده است.

در این پژوهش، نخستا کلروسولفونیل کالیکس[4]آرن تثبیت شده بر روی سیلیکاژل (CSC[4]A-SiO2) سنتز شد و سپس به کمک آن طیف-های 1H-NMRمربوط به سه ترکیب شیمیایی مورد استفاده در صنعت لاستیک سازی مانند: دی فنیل گوانیدین (DPG)، N سیکلوهگزیل 2 بنزوتیازول سولفنامید (CBS) و 2 مرکاپتوبنزوتیازول (MBT) مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد کلروسولفونیل کالیکس[4]آرن تثبیت شده بر روی سیلیکاژل برای دی فنیل گوانیدین و N سیکلوهگزیل 2 بنزوتیازول سولفنامید (به عنوان شتاب دهنده در تولید ترکیب های صنعت لاستیک سازی مورد استفاده قرار می گیرند) به عنوان یک واکنشگر جا به جایی شیمیایی عمل کرده است که این امر به دلیل برهم کنش های الکترواستاتیک و پیوندهای هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل حلقه ی کالیکس[4]آرن و گروه NH در مولکول های DPG و CBS اتفاق می افتد. به نظر می رسد که اندازه مولکول مهمان در این بر همنکنش نقش اساسی بازی می کند.

در این مطالعه ویژگی های ساختاری از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی و الکترونی ترکیب های (X=S, Se, Te) AgGaX2 وCuSbX2 (X=S, Se, Te) در حالت انبوه در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و روش موج های تخت بهبود یافته ی خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW) با استفاده از نرم افزار Wien2k محاسبه شده است. هم چنین برای بررسی ویژگی های الکترونی این ترکیب ها، چگالی حالت های کل، ساختار نواری، چگالی حالت های جزیی و چگالی ابر الکترونی رسم شده اند. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که هر سه ترکیب نیم رسانا دارای گاف مستقیم در نقطه ی Γ می باشد. با توجه به چگالی ابر الکترونی و چگونگی توزیع ابر الکترونی در اطراف اتم ها، نشان م ی دهد که پیوند بین ات م ها در ترکیب های(X=S, Se, Te) AgGaX2 وCuSbX2 (X=S, Se, Te) کووالانسی است. هم چنین با استفاده از منحنی های چگالی حالت ها، چگونگی هم پوشانی اربیتال ها بیان شده اند. از سویی با رسم نمودار ساختار نواری ترکی ب ها با تقریب های گوناگون برای انرژی تبادلی همبستگی، میزان و دقت گاف های نواری ترکیب ها مشخص شده است که نتیج ه های به دست آمده با دیگر نتیجه های تجربی موجود سازگار می باشد.

زئولیت به عنوان یکی از جاذب های طبیعی در جذب فلزهای سنگین استفاده می شود. فعال سازی زئولیت های طبیعی با مواد گوناگون موجب افزایش ظرفیت جذب فلزهای سنگین این نوع جاذب ها می شود بدین منظور در این پژوهش از محلول سدیم کلرید و آمونیم کلرید برای اصلاح شیمیایی زئولیت طبیعی استفاده شد. طبق نتیجه های به دست آمده، زئولیت های اصلاح شده بi وسیله سدیم کلرید بالاترین توانایی جذب کادمیم را دارند. نتیجه تأثیر دانه بندی بر جذب نشان داد که افزایش جذب سطحی همزمان با کاهش اندازه ها را می توان با مشارکت تبادل یونی به همراه جذب سطحی داخلی یا خارجی توجیه نمود. همچنین در این مطالعه، تاثیر پارامترهای گوناگون بر جذب کادمیم توسط زئولیت اصلاح شده با سدیم کلرید، به کمک طراحی آزمایش آماری ترکیب مرکزی (CCD) بررسی شده است. تأثیر پارامترهایی مانند pH، زمان و دما به کمک ابزارهایی مانند نمودارهای سه بعدی و تحلیل واریانس در این مطالعه ارزیابی شد. با توجه به نتیجه ها، طبفه بندی اهمیت تاثیر متغیرهای گوناگون بر حذف کادمیم، به صورت زمان آزمایش < دمای واکنش < غلظت فلز < میزان pH است.

در این پژوهش، اندازه گیری نیتروژن با سه روش در فرآورده های نفتی و نفت خام خوراک ورودی پالایشگاه اصفهان انجام شد و نتیجه-های به دست آمده با یک دیگر مقایسه شدند. در روش نخست (تیتراسیون pH متری) نیتروژن نمونه ها پس از هضم و تقطیر توسط دستگاه میکروکجلدال، توسط تیتراسیون pH متری اندازه گیری شد. در روش دوم (روش نسلر)، نیتروژن نمونه ها پس از تقطیر میکروکجلدال، با دستگاه اسپکتروفوتومتر و در حضور معرف نسلر اندازه گیری شد و در روش سوم (اندازه گیری توسط تیتراسیون مستقیم) پس از انجام میکروکجلدال، تیتراسیون با سولفوریک اسید در حضور شناساگر متیل سرخ، انجام شد. پیش از اندازه گیری نیتروژن در برش های نفتی سبک، استخراج توسط روش استخراج مایع مایع با سولفوریک اسید غلیظ در یک قیف جدا کننده انجام می گرفتنتیجه آماری جواب های تجزیه های مکّرر با هر سه روش نشان داد که از نظر درستی اندازه گیری، هر سه روش یاد شده دارای درستی یکسانی می باشند و زمان صرف شده برای تجزیه با روش تیتزاسیون مستقیم از همه بیش تر و روش نسلر کوتاه تر است؛ اما پیچیدگی روش نسلر از روش های تیتراسیون بیش تر است. مقدار نیتروژن نفت در خوراک ورودی با توجه به روش نسلر بین 3/1-0/1 گرم بر لیتر بود و این مقدار در فراورده های نفتی بین 0/4300-1/0 میلی گرم بر لیتر در نوسان بود که در بازه ی استاندارد جهانی می باشد. در پایان، نتیجه آماری جواب ها نشان داد که روش اندازه گیری تیتراسیون pH متری روشی مناسب برای چنین اندازه گیری ها است و دارای دقت قابل پذیرشی نیز می باشد. سپس روش رنگ سنجی نسلر جواب قابل پذیرشی برای نمونه های با نیتروژن کم تر دارد ولی دقت روش پایین است و در سرانجام تیتراسیون مستقیم قرار می گیرد که دقّت آن از دو روش دیگر کم تر است.

انتشار بیش از حد کربن دی اکسید از سامانه های گوناگون مانند زیست گاز (CH4+CO2)، سوخت گازی (H2+CO2) و گازدودکش (N2+CO2)، یکی از دلیل های اصلی گرمایش زمین و مشکل های زیست محیطی می باشد. در سال های اخیر، فرایند جداسازی برمبنای هیدرات گازی توجه های ویژه ای را به خود اختصاص داده است. در این کار تلاش شده است یک مدل جامع هوشمند شبکه عصبی، برای پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات از سامانه های گوناگون و در حضور بهبود دهنده های متفاوت از خانواده نمک های چهار جزیی آمونیوم و فسفنیم به منظور جداسازی CO2 از سامانه های گوناگون ارایه شود. سرانجام داده های آزمایشگاهی با داده های پیش بینی شده مقایسه شدند، و مدل شبکه عصبی توانایی پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات را با دقت قابل پذیرشی (98/0~R2) دارد. سایر نتیجه های آنالیز خطا برای داده های آزمون شبکه (24/0MSE = و 19/7MEAE %=) نیز نشان دهنده عملکرد قابل پذیرش مدل ارایه شده می باشد.

یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری غشایی، جداسازی ذره های جامد از سوسپانسیون می باشد. غشاهای سرامیکی به دلیل برتری هایی چون استحکام مکانیکی بالا، مقاومت گرمایی و شیمیایی بالا و غیره در سال های اخیر موردبررسی قرار گرفته است. در این پژوهش برای اولین بار از غشای سرامیکی برای جداسازی مواد جامد موجود در محلول آمونیوم کربنات شرکت پتروشیمی ارومیه استفاده شده است. نتیجه های آزمایشگاهی بیانگر آن بود که با افزایش دما و فشار عملیاتی، ضریب بازیافت کاهش یافت (کم تر از %10). همچنین با افزایش زمان جداسازی، ضریب بازیافت مواد جامد تا ٪ 97 افزایش ولی شدت جریان عبوری جریان تا cc/min 5/0 کاهش یافت که به دلیل تشکیل لایه کیک بر روی سطح غشا می باشد. غشای سرامیکی مورد استفاده در مدت زمان های طولانی، پس از 30 دقیقه شستشو با آب به شرایط اولیه خود بازگشت. بنابراین نتیجه های آزمایشگاهی مؤید آن است که غشاهای سرامیکی می تواند گزینه مناسبی برای جداسازی مواد جامد معلق در محلول آمونیوم کربنات باشد.

درک این که یک فرایند چگونه کار می کند، لازمه ی طراحی و بهره برداری موفق از آن فرآیند می باشد. هضم بی هوازی یک فرایند بیوشیمیایی پیچیده ی چند مرحله ای است که شامل تعدادی واکنش های میانی است که توسط گروه های گوناگونی از میکروارگانیسم های بی هوازی صورت می گیرد. در این پژوهش شبیه سازی بر پایه ی دینامیک سیال های محاسباتی (CFD) سه بعدی جفت شده با واکنش ها در یک راکتور نیمه پیوسته ی پلاگ انجام شد. از نرم افزار تجاری FLUENT 6. 3 برای حل معادله های حاکم استفاده شد. شبیه سازی جریان دو فازی گاز مایع با استفاده از مدل چند فازی اولر و مدل آشفتگی k-e (RNG) انجام شد. هیدرودینامیک و واکنش های هضم بی هوازی درون راکتور از روش قاب مرجع چندگانه (MRF) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های شبیه سازی نشان داد الگوی جریان درون راکتور به شدت تحت تاثیر لزجت و چگالی سوبسترا و شدت همزدن است. مقایسه سه سرعت هم زدن نشان داد هم زدن با شدت زیاد، فاز گاز بالای راکتور را تحت تأثیر قرار می دهد. کانتور غلظت های مولی CH4 و CO2 در سامانه بی هوازی یک الگوی جریان پلاگ را نشان داد.

برانگیختگی نانوذره های مغناطیسی تحت میدان مغناطیسی بیرونی یکی از راه های افزایش اختلاط در میکرومخلوط کننده ها است که با تحریک سیال و ایجاد درهمی در آن، باعث بهبود و افزایش اختلاط در آن ها می شود. هدف از این پژوهش، بررسی اثر میدان مغناطیسی بر اختلاط جریان آب و فروسیال در سه نوع میکرومخلوط کننده می باشد. سه نوع میکرومخلوط کننده Y، T و Oriented Y در نرم افزار گمبیت طراحی شد. پس از مش بندی و تعیین شرایط مرزی آن ها، هندسه مورد نظر در نرم افزار فلوئنت فراخوانی شده و مدل سازی CFD جریان سیال انجام شده است. میدان مغناطیسی خارجی با قدرت برابر G2200 (mT 22/0) در قسمت میانی هر میکرومخلوط کننده اعمال شده است. از نتیجه های مدل سازی CFD، می توان نتیجه گرفت که با اعمال میدان مغناطیسی روی هر میکرومخلوط کننده، فروسیال تحت تأثیر دو نیروی هیدرودینامیک و مغناطیسی قرار گرفته که منجر به ایجاد جریان هایعرضی در کانال اختلاط شده و بنابراین، میزان اختلاط افزایش می یابد. مقایسه بازده اختلاط در سه نوع میکرومخلوط کننده نشان می دهد که بهترین اختلاط به ترتیب در مخلوط کننده Oriented Y به دلیل زاویه برخورد دو جریان ورودی، میکرومخلوط کنندهT و سرانجام میکرومخلوط کننده Y صورت گرفته است. مقایسه نتیجه های مدل سازی با داده های آزمایشگاهی موجود در یک مرجع معتبر، تطابق قابل پذیرشی بین آن ها را نشان داد.

تشکیل رسوب آسفالتین در نفت خام، یکی از مشکل های جدی صنعت نفت است و یکی از اصلی ترین راه های مقابله با این مشکل استفاده از حلال های شیمیایی مانند زایلن بوده که دارای اثرهای مخرب زیست محیطی است. هدف از این پژوهش یافتن حلال جایگزین حلال های آروماتیکی به ویژه زایلن با استفاده از سامانه نوین حلال های امولسیون آبی می باشد. حلال های ساخته شده دارای 50 تا 60 % آب، 30 تا 35 % حلال آروماتیکی (زایلن، تولوئن، ترپن و. . . ) 3 تا 5 % حلال کمکی ( نفت سفید، گازوئیل، اتانول و. . . . . ) و کم تر از 1 درصد فعال کننده سطحی می باشد. در این پژوهش 5 نمونه از این نوع حلال امولسیونی با ترکیب های متفاوت ساخته شد. نمونه ها هم در شرایط محیطی و هم در دمای 80 درجه سلسیوس چاه مورد آزمایش قرار گرفت. برای همه نمونه های حلال مورد مطالعه در این پژوهش، افزایش دما سبب افزایش درصد حلالیت آسفالتین نمونه ها شد. همچنین، نتیجه های آزمایش های انجام گرفته بر روی امولسیون آبی نشان داد که کارایی به نسبت بالایی داشته و قابل مقایسه با حلال های آروماتیکی مانند زایلن و تولوئن است. درنتیجه امولسیون های آبی می توانند جایگزین مناسبی برای حلال های آروماتیکی مضر در صنعت نفت شوند و اثرهای مخرب آن ها را کاهش دهند.

در این پژوهش، فلوکولاسیون زیستی هماتیت های ریز دانه در دو اندازه گوناگون با استفاده از سلول های باسیلوس لیچنیفورمیس و فراورده های متابولیک آن بررسی شد. طبق نتیجه ها در بهترین حالت، بیش از 99 درصد هماتیت ریزدانه (µ m7/3=50d) و خیلی ریزدانه (µ m7/1=50d) به ترتیب درpH های 5 و 7 با استفاده از سلول های باکتریایی ته نشین شد. مقایسه نتیجه های به دست آمده مشخص کرد که ته نشینی ذره های هماتیت خیلی ریزدانه نسبت به آزمایش شاهد % 33 و ذره های هماتیت ریزدانه، % 18 بهبود یافت. همچنین، آزمایش-های جذب بیوفلوکولانت ها نشان داد که نتیجه های ته نشینی از مقدارهای جذب پیروی می کنند، به طوری که درpH های اسیدی، جذب سلول، پروتئین و پلی ساکارید های برون سلولی بر هماتیت ریزدانه و درpH خنثی و بازی، جذب بر هماتیت خیلی ریزدانه، بیش تر است. بنابراین، همین پدیده باعث افزایش ته نشینی هماتیت خیلی ریز دانه در حد هماتیت ریز دانه و حتی بالاتر در pH های خنثی و بازی شده است.

در این پژوهش جذب سطحی کاتیون های کبالت و روی توسط زیست توده غیر زنده PTCC5270 Phanerochaet crysosperium مورد بررسی قرار گرفت. برای به دست آوردن نقطه بهینه حذب، اثرهای تغییر pH، غلظت زیست توده، زمان تماس و دما در جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های این پژوهش نشان داد بیشینه جذب فلز روی از محلول توسط بیومس در 7pH= و برای فلز کبالت در pH برابر با 4 رخ می دهد. همچنین زمان مناسب برای انجام فرایند جذب برای روی 120 دقیقه و برای کبالت 90 دقیق به دست آمد. براساس نتیجه های این پژوهش مشخص شد که بهترین دما برای حذف فلزهای روی و کبالت، C° 35 می باشد. سرانجام در غلظت g/L 5 از قارچ غیر زنده بیش ترین مقدار حذب برای هر دو فلز دیده شد. در نقطه بهینه بیشینه یون فلزی جذب شده توسط زیست توده برای فلز رویmg/g 46/15 و برای فلز کبالت mg/g32/14 به دست آمده است. با توجه به نتیجه های به دست آمده می توان گفت قارچ غیر زنده PTCC5270 Phanerochaet crysosperium یک جاذب زیستی مناسب و ارزان برای حذف فلزهای سنگین روی و کبالت از محلول آبی می باشد و می تواند در صنایع به عنوان یک روش زیستی استفاده شود.

استفاده از آنزیم ها به دلیل اختصاصیت و ویژگی های کاتالیستی بالا برای تهیه زیست حسگر ها رایج است. به منظور توسعه حسگر های زیستی آنزیمی، آنزیم با روش های گوناگون مانند جذب، به دام افتادن، پیوند کووالانسی، اتصال عرضی و میل ترکیبی بر روی سطح مبدل تثبیت می شود. برای افزایش سرعت انتقال الکترون و کاتالیز واکنش های آنزیمی، آنزیم بر روی /درون نانو مواد گوناگون از جمله نانو ذره های کربن مانند نانو لوله های کربن و گرافن، نانو ذره های فلزی مانند طلا، نانو ذره های سیلیکا و مانند آن تثبیت می شود. در این مطالعه، کاربرد نانو مواد پیشرفته در ساختار زیست حسگر های آنزیمی مورد مطالعه قرار می گیرد.