شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1389 | دوره:29 | شماره:3 (58) |تعداد مقالات:15

حدواسط های دو یونی (دو قطبی) گونه هایی ناپایدار و بسیار واکنش پذیرند که در بسیاری از واکنش های آلی به صورت درجا ایجاد شده و در جریان واکنش با واکنش گرهایی دیگر به دام می افتند و فراورده واکنش را تولید می کنند. روش های بسیاری برای ایجاد انواع گوناگون حد واسط های دو یونی معرفی شده است. یکی از متداول ترین روش ها، افزایش نوکلئوفیل های غیر پروتیک به آلکین های فعال است و حد واسطی که به این روش ایجاد می شود به حدواسط هویزگن شهرت دارد. از جمله نوکلئوفیل هایی که با حمله به آلکین های فعال، منجر به ایجاد حدواسط های هویزگن می شوند، ایزوسیانیدها هستند. در دو دهه اخیر مقاله های بسیاری با موضوع به دام اندازی حد واسط هویزگن حاصل از واکنش ایزوسیانیدها با آلکین های فعال توسط ترکیب های آلی مختلف منتشر شده است. در این مقاله مروری، جنبه های مختلف این مقاله ها به ویژه در ارتباط با نقش واکنش گرهای به دام اندازنده و مکانیسم عمل آنها با جزییات بیشتر مورد بحث واقع می شود.

نانو لوله های کربنی با بازدهی و خلوص بالا بر روی کاتالیست Co-Mo/MgO با روش رسوب گذاری شیمیایی بخار(CVD)  در راکتور بستر سیال تولید شد. پارامترهای گوناگونی مانند دما، نسبت گاز منبع کربنی به هیدروﮋن، شدت جریان گاز، مدت زمان واکنش، اندازه ذره های کاتالیست، شیب دمایی و نوع گاز مورد بررسی قرار گرفتند. در این مقاله تاثیر این پارامترها بر کیفیت و بازده نانو لوله های کربنی تولیدی گزارش شده است. در بهترین شرایط شامل دما900°C ، زمان واکنش 30 دقیقه، شدت جریان گاز متان1800mL/min ، شیب دمایی7°C/min ، اندازه ذره ها212µm  و نسبت گاز منبع هیدروکربنی به گاز هیدروژن برابر با یک، نانولوله های کربنی تک دیواره با قطر متوسط 0.9 نانو متر و بازدهی 300% به دست آمد.

در این مقاله بر اساس تحلیل ریاضی در فضای یک بعدی، ضریب هدایت حرارتی اجسام متخلخل با حفره هایی در مقیاس ماکرو مدل سازی شده است. مدل سازی تخلخل مبتنی بر تحلیل ریاضی بوده و در آن سه حالت تخلخل (0.74، 0.68، 0.52=ψ) لحاظ شد. سپس با درنظر گرفتن فرض های نزدیک به واقعیت که با هدف تسهیل در تحلیل محاسبات و حذف مکانیسم های تشعشع و جابه جایی بود مدلی ساده ((Ks-Kg)Ks+ ψ)/ Kp=KgKs توصیه شد. نتیجه های به دست آمده از مدل پیشنهادی برای سه ماده متخلخل پنبه، فیبر و ماسه در دو حالت، هنگامی که درون حفره ها یک بار هوا و بار دیگر آب قرار گیرد ارزیابی شد که نتیجه های به دست آمده از مدل برای محتوی هوا دارای دقت بسیار خوبی بود. در مدل پیشنهادی، هرچه کسر ضریب هدایت جامد به ضریب هدایت گاز در یک جسم متخلخل بیشتر باشد دقت پاسخ مدل بیشتر می شود. به عبارتی هر قدر تودة جسم متخلخل، هدایت بیشتری داشته باشد و یا سیال درون حفره خاصیت هدایت ضعیف تری داشته باشد انطباق مدل بر رفتار حرارتی آن جسم بیشتر شده و دقت پیش بینی آن افزایش می یابد. درنتیجه کاربرد این مدل برای اجسام متخلخلی که چگالی بیشتری دارند توصیه می شود.

از اولین باری که مبدل های حرارتی چند جریانه مورد استفاده قرار گرفتند، تا کنون زمان زیادی نمی گذرد. تبادل حرارتی همزمان چندین سیال تنها در یک واحد انتقال حرارت، و ایجاد صرفه جویی های قابل ملاحظه در فضا، انرژی، تامین ساختار نگهدارنده، و انعطاف پذیری این مبدل ها در کاربرد های گوناگون، طراحان را بر آن داشته تا در صدد توسعه روش های طراحی این ساختارهای فشرده برآیند. اگرچه تاکنون روش های گوناگونی برای طراحی این گونه مبدل ها در مقاله ها و کتاب ها ارایه شده است، لیکن در هیچکدام از آنها موضوع مهم افت فشار جریانها به عنوان یک پارامتر قابل بهینه سازی در نظر گرفته نشده است. از طرفی، در یک سیستم حرارتی بهینه، برای برآورد کردن هزینه های واقعی، هزینه تامین افت فشار جریان ها نیز باید به عنوان یک پارامتر مهم طراحی در سرمایه گذاری کلی منظور شود. برای نیل به این هدف، پژوهش حاضر انجام شده است که در آن اثرات افت فشار جریان ها، روی میزان سطح مورد نیاز مبدل مورد بررسی قرار گرفته و یک الگوریتم طراحی برای محاسبه بهترین مقادیر افت فشار جریان ها، جهت رسیدن به حداقل هزینه کل سالیانه ارایه شده است. به این منظور هزینه های کلی سالیانه مبدل به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شبه آنیلینگ (SA) و بهره گیری از اصول فناوری پینچ به حداقل مقدار خود رسیده است. در ادامه کاربرد روش جدید در یک مثال نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس برای ارزیابی میزان بهبود نتیجه های حاصل از بهینه سازی و نیز دقت و کیفیت این روش، مقایسه ای با یکی از تازه ترین روش های طراحی موجود، که بر پایه بیشینه سازی افت فشارها می باشد و توسط پیکون ـ نونز ارایه شده است، صورت گرفته است. نتیجه مقایسه نشان دهنده کاهش 25 درصدی در هزینه های کلی سالیانه و کاهش حجم مبدل به میزان 16.2 درصد می باشد. این امر، صحت کاربرد روش جدید را در رسیدن به نتیجه های بهینه تایید و تصدیق می کند.

در این کار آزمایشگاهی، اثر حضور جزء منتقل شونده بر میانگین اندازه قطره ها در استخراج مایع ـ مایع مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، دو سری آزمایش در یک دستگاه مخلوط کن ـ ته نشین کن افقی با امولسیون تولوئن- آب انجام شده است. در سری اول آزمایش ها، اثر دور همزن و ماندگی بر میانگین اندازه قطره ها در غیاب جزء منتقل شونده (استن) و در سری دوم آزمایش ها، این اثرها در حضور جزء منتقل شونده بررسی شده است. نتیجه ها نشان می دهند در شرایط هیدرودینامیکی ثابت، اندازه قطره ها با افزایش غلظت جزء منتقل شونده کم می شوند. همچنین نرخ کاهش قطر میانگین ساتر با افزایش دور همزن کاهش می یابد. برای غلظت های مختلف جزء منتقل شونده، یک مدل ریاضی کلی برای قطر میانگین ساتر ارایه شده است. این مدل همخوانی خوبی با نتیجه های آزمایشگاهی دارد.

در این مقاله ابتدا با استفاده از روش های استاندارد تحلیل برج های خنک کن باز، یک کد کامپیوتری با نام MATPRES تدوین شده که توسط آن می توان به طراحی و بارگذاری این نوع از برجها پرداخت. سپس روشی جدید برای طراحی نوعی از برجهای خنک کن انباشته معرفی شده است. کد کامپیوتری MATDCT نیز برای حل مساله این نوع از برج ها ارایه شده است. در ادامه با هدف ارزیابی این دو مدل در یک برج خنک کن انباشته با معرفی تعریف ضریب انتقال جرم متوسط و ضریب انتقال حرارت همرفتی میانگین و استفاده از آن در مدل PRES امکان بررسی و ارزیابی نتیجه های حاصل از مدل های DCT و PRES در این برج در دو حالت طراحی و بارگذاری فراهم شد. همچنین در بررسی های به عمل آمده اثرات مقاومت فیلم آب در روش DCT و اختلاف آن با نتیجه های به دست آمده از ارزیابی مدل PRES مورد تجزیه و تحلیل فرار گرفته است.

در این پژوهش به منظور بررسی اثرهای درصدهای گوناگون گرفتگی و همچنین اثرهای ناشی از زاویه های گوناگون پیوندی بر روی الگوی جریان خون به ویژه بر روی مقدارهای تنش برشی وارده بر ناحیه های مستعد گرفتگی که به طور عمدهToe ،Heel و بستر رگ کرونری مقابل ناحیه انشعاب می باشند جریان پالسی و سه بعدی خون با استفاده از فرض نیوتنی و همگن بودن خون و صلب بودن جداره عروق کرونری، در بای پس کرونری - کرونری به ازای زاویه های پیوندی 20، 30 و 40 درجه و درصدهای گرفتگی 50، 75 و 85 درصد با استفاده از نرم افزار Fluent شبیه سازی شد. از جمله نتیجه های مهم به دست آمده می توان به تاثیر میزان گرفتگی بر روی مقدارهای تنش برشی وارده بر ناحیه های مستعد در موردهایی که برگشت جریان به ناحیه بالادست کرونری وجود دارد اشاره کرد. همچنین استفاده از زاویه های پیوندی نزدیک به 30 درجه که به عنوان زاویه های مطلوب پیوندی با استفاده از فرض های اعمال شده در شبیه سازی، از جمله مهم ترین نتیجه های به دست آمده از این پژوهش به شمار می روند.

اندازه گیری غلظت برخی از داروها در سرم انسان در مطالعه های فارماکوکینتیک و تعیین سمیت دارویی از اهمیت بنیادی برخوردار است. بین سطح خونی دارو و اثرات حاصل از آن، ارتباط قابل ملاحظه ای وجود دارد که اطلاع از این ارتباط، در تدوین یک استراتژی درمانی بسیار مفید می باشد. هدف از انجام این پژوهش، یافتن بهترین شرایط مناسب برای جداسازی همزمان شش داروی ضد صرع شامل پریمیدون، فنوباربیتال، فنی توئین، کاربامازپین، اتوسوکسیماید و دیازپام در نمونه های سرمی با روش کمومتریکس و نیز بررسی مزاحمت های فیزیکی و شیمیایی حاصل از محیط سرمی بر نمودار کالیبراسیون مربوطه در اندازه گیری همزمان این داروها بوده است. به منظور بهینه سازی زمان آنالیز و تفکیک بین پیکهای همسایه، از روشهای کمومتریکس طراحی آزمایش، آنالیز چند متغیره و تصمیم گیری چند مقیاسی بهینگی پارتو استفاده شد. متغیرهای مطالعه شده شامل pH فاز متحرک و درصد حجمی اصلاحگر آلی بودند. پس از تعیین شرایط بهینه، نمودار کالیبراسیون در حضور و غیاب سرم، برای بررسی اثر مزاحمت های فیزیکی و شیمیایی محیط سرمی، رسم شد. از نمودار کالیبراسیون به دست آمده، برای تعیین مقدار این داروها در سرم کنترل، به منظور بررسی صحت روش، استفاده شد. بررسی نتیجه ها نشان دادند که مهم ترین اثرها بر زمان بازداری داروها، به غلظت متانول مربوط می شود. سایر متغیرها اثر کمتری را بر زمان بازداری نشان دادند. همچنین ظاهر شدن عبارت برهمکنش دو فاکتوری بین این دو متغیر در مدل بازداری، ضرورت انجام روشهای بهینه سازی چند متغییری را در فرایند جداسازی داروهای ضد صرع در RP-HPLC تاکید می کند. بررسی ها نشان دادند که شرایط بهینه شامل pH=2.6 و V=60%  می باشد. همچنین بررسی اثر مزاحمت های فیزیکی و شیمیایی موجود در محیط سرمی بر اندازه گیری داروها، نشان داد که برای فنوباربیتال، فنی توئین و کاربامازپین، مقدارهای شیب خطوط نمودار کالیبراسیون به تقریب اختلافی ندارند، درنتیجه می توان از روش استاندارد معمولی برای آنالیز HPLC آنها استفاده نمود. در حالی که برای اتوسوکسیماید و دیازپام شیب خط های نمودار کالیبراسیون اختلاف داشته و لازم است از روش افزایش استاندارد برای اندازه گیری کروماتوگرافی آنها استفاده شود.

نظر به این که فشار مخازن نفت در اثر تولید کاهش می یابد، برای حفظ سطح تولید یا ازدیاد برداشت از روش های مختلفی استفاده می شود که یکی از آن ها تزریق گاز به مخزن است. از طرفی به دلیل کاهش توان تولید نفت، از میدان نفتی آغاجاری نیاز مبرم به تزریق گاز برای ازدیاد برداشت می باشد. این امکان وجود دارد که بخشی از گاز میدان مشترک پارس جنوبی را به وسیله خطوط لوله به منطقه نفتی آغاجاری انتقال داد تا به آن مخزن تزریق شود. گازهای حاصل از فـازهای 6، 7 و 8 مخزن گازی پارس جنوبی دارای ناخالصی هایی نظیرکربن دی اکسید (2 (CO، نیتروژن (2 (N، هیدروژن سولفید (H2S) و بخار آب (H2O) می باشد. در این پژوهش تاثیر تزریق گاز ترش استحصالی از فازهای 6، 7 و 8 مجتمع گازی پارس جنـوبی با درنظرگرفتن ترکیب گاز ترش و ویژگی های سیال مخزن بر کمترین فشار امتزاجی به روش شبیه سازی مدل ترکیبی با استفاده از نرم افزار CMG بررسی شده است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد، در صورتی که هر دو گاز اسیدی H2S و 2CO از گاز تزریقی به طور کامل تصفیه شوند، حداقل فشار امتزاجی افزایش قابل ملاحظه ای پیدا می کند.

میزان رزین موجود در نفت خام پارامتری موثر در رسوب آسفالتین ها در نفت خام می باشد و با افزایش میزان رزین موجود در نفت خام، میزان رسوب آسفالتین کاهش می یابد. عامل های تشکیل رسوب در مخازن، تغییرهای فشار، دما و ترکیب نفت می باشند. این عامل ها سبب به هم خوردن تعادل شیمایی موجود در مخزن می شوند که نتیجه آن به صورت تشکیل رسوب رزین و آسفالتین می باشد. از آنجایی که تا به حال میزان رزین به عنوان پارامتر تاثیر گذار در مدلسازی به کار گرفته نشده، به منظور توسعه مدل معادله حالت تجمعی، برای اولین بار، اجزای تجمعی در نفت خام دو جزء آسفالتین و رزین در نظر گرفته می شوند. در این پژوهش با استفاده از رابطه های موجود از حالت پایه، یک معادله حالت برای قسمت ضریب تراکم پذیری شیمیایی به دست آمده است و در نهایت با جمع این معادله و یکی از معادله های مشهور همچون پنگ رابینسون یک نوع معادله حالت جدید به دست آمده که معادله حالت تجمعی نام دارد و برای این گونه مطالعات به کار می رود. در تئوری سیال تجمعی فرض می شود که ضریب تراکم پذیری از دو بخش ضریب تراکم پذیری فیزیکی و ضریب تراکم پذیری شیمیایی تشکیل شده است. برای بخش فیزیکی از معادله حالت پنگ رابینسون استفاده شده و به بخش شیمیایی به دست آمده در این کار اضافه شده است. با استفاده از فرض بی اثر بودن اجزای آسفالتین و رزین بر فاز بخار، همچنین مایع بودن رسوب آسفالتین و رزین که فرض های قابل قبولی هستند، ابتدا محاسبات تعادلی بخار ـ مایع و سپس محاسبه های تعادلی مایع ـ مایع انجام شد. با محاسبه مقدار رسوب آسفالتین به دست آمده از مدل سازی و مقایسه با نتیجه های تجربی می توان مقدار رسوب رزین همراه آسفالتین را نیز محاسبه کرد. که یکی از نقاط قوت معادلة به دست آمده می باشد. محاسبه میزان رزین تاکنون در مقاله ای ذکر نشده است.

در این پژوهش جذب بخارهای بنزن به وسیله زئولیت طبیعی ایران اصلاح شده با کلریدریک اسید در شرایط گوناگون مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های زئولیت طبیعی (کلینوپتیلولیت) جمع آوری شده از منطقه سمنان به منظور تعیین ساختار بلوری، به روش پراش اشعه ایکس (XRD) مورد تجزیه قرار گرفتند، و پس از آسیاب کردن و مش بندی در اندازه های مختلف با استفاده از محلول کلریدریک اسید یک نرمال و با نسبت جامد به محلول 25:1 اصلاح شدند، زئولیت های اصلاح شده با اسید در تهیه لوله های جاذب مورد استفاده قرار گرفته و عملکرد جذب زئولیت و تاثیر پارامترهای مختلف روی میزان جذب بنزن با استفاده از روش استاتیک بررسی شدند. نقطه های شکست نمونه ها در شرایط مختلف از نظر مش، دبی، جرم، غلظت بنزن و دما اندازه گیری شدند. نتیجه های به دست آمده از پژوهش نشان داد زئولیت طبیعی اصلاح شده با کلریدریک اسید می تواند جاذب مناسبی برای بنزن باشد .بر این اساس ظرفیت جذب این نوع زئولیت (در غلظت های زیر 500ppm) mg benzene/g 1.92 به دست آمد، و شرایط بهینه نمونه برداری بنزن از هوا توسط زئولیت عبارت است از: مش (80.60)، جرم (800mg، 200)، شدت جریان50mL/min ، درجه حرارت25°C

استفاده از فناوری فراصوت برای رفع گرفتگی و تمیز کردن غشاهای پلیمری اولترا و میکروفیلتراسیون نزدیک به کمتر از یک دهه است که مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، قابلیت تمیز کنندگی فرکانس های مختلف فراصوت دررفع گرفتگی مدول های مختلف غشا و اثر ممانعت کنندگی ساختار غشا و مدول محافظت کننده آن بر قابلیت تمیز کنندگی غشاهای پلیمری در فرایند شستشوی غشا با به کار بردن فراصوت مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا سه نوع غشای گوناگون شامل الیاف توخالی بدون مدول، غشای تخت با مدول فلزی و اکریلیک و غشای حلزونی با مدول پلی پروپیلن انتخاب و میزان شار تراوه و مقاومت هیدرو دینامیکی هریک درحالت نو تعیین شدند. سپس توسط شیر 1 درصد بدون چربی در آنها گرفتگی ایجاد شد. غشاهای گرفته به طور جداگانه به مدت 30 دقیقه و درحین شستشو با آب مقطر تحت اثر امواج فراصوت با فرکانس های 28، 45 و 100 کیلوهرتز با توان ثابت 300 وات قرار داده شده و میزان شارتراوه ومقاومت هیدرو دینامیکی غشاهای نو، گرفته و تمیزشده توسط فراصوت طی مدت شستشو و هم چنین قابلیت تمیزکنندگی فراصوت در فرکانس های مختلف محاسبه و بااستفاده از طرح آماری در جدول ANOVA با یکدیگر مقایسه شدند. نتیجه ها پس از تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که بیشترین قابلیت تمیز کنندگی به وسیله امواج مختلف فراصوت درتمام غشاهای مورد آزمایش در 5 دقیقه اول به دست می آمد. در غشای الیاف توخالی بدون مدول و در تمام فرکانس های مورد آزمایش به ویژه در فرکانس 28 کیلوهرتز، فقط 5 دقیقه اعمال فراصوت کافی است تا غشا به میزان بیش از 95 درصد تمیز شود و علت آن نبود هرگونه مانع و دسترسی مستقیم امواج فراصوت به سطح غشا می باشد. اما قابلیت تمیز کنندگی در غشاهای تخت به دلیل وجود مدول با نگهدارنده فلزی و اکریلیکی در فرکانس 28 کیلوهرتز حداکثر به میزان 92 درصد پس از30 دقیقه شستشو به دست آمد و درشرایط مساوی نسبت به غشای الیاف توخالی از مقادیر کمتری برخوردار بود . بقیه فرکانس های مورد آزمایش برتمیزکنندگی این نوع غشا اثر کمتری دارند. کمترین تاثیر امواج فراصوت در مدول های غشای حلزونی مشاهده شد که فقط به میزان 21 درصد به کاربردن فراصوت 28 کیلوهرتز و پس از 30 دقیقه شستشو به دست آمد وبه نظر می رسد فقط لایه های خارجی غشا تحت تاثیر قرار گرفتند که علت آن ساختار متراکم مدول و عدم دسترسی امواج فراصوت به سطح غشا می باشد.

از میان پلاستیک های قابل تجزیه که تاکنون تهیه شده، پلی هیدروکسی آلکانوآت ها به علت قابلیت تجزیه پذیری کامل، پایین بودن هزینه تولید درمقایسه با سایر پلیمرهای زیست تخریب پذیر و همچنین سادگی نسبی فرایند، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به مشکلات موجود در دفع پسماندهای پلاستیکی و دفع لجن مازاد تصفیه خانه پساب شهری و همچنین کاهش هزینه تولید، امکان تولید PHAs توسط لجن فعال و تعیین شرایط بهینه برای افزایش تولید PHAs موضوع این پژوهش قرار گرفت. در این پژوهش از یک راکتور SBR هوازی ـ بی هوازی برای خو دادن میکروارگانیسم ها و از یک راکتور منقطع هوازی برای غنی سازی میکروارگانیسم ها از پلیمر استفاده شده و اثر چهار پارامتر زمان ماند سلولی، زمان هوادهی، غلظت اسیدهای چرب فرار در پساب شهری و منبع کربن برای غنی سازی میکروارگانیسم ها بر میزان تولید پلیمر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش ابتدا با انجام آزمایش های اولیه میزان مصرف استات و پروپیونات توسط لجن فعال به ترتیب در بازه 30-32 mgC.L-1.g-1SSو 17-15 و مدت زمان فرایند تولید پلیمر 24 ساعت تعیین شد. سپس طراحی آزمایش با روش تاگوچی انجام شد و برای هریک از چهار پارامتر سه سطح در نظر گرفته شده و 9 ترکیب آزمایشی اجرا و نتیجه های آزمایش ها با نرم افزار QUALITEK-4  آنالیز شد. بر اساس نتیجه های به دست آمده زمان ماند سلولی 10 روز، زمان هوادهی 3 ساعت، پساب شهری همراه با درصدی استات به عنوان افزودنی و استات به عنوان منبع کربن در راکتور تولید پلیمر به عنوان شرایط بهینه تعیین شد. نتیجه های آزمایش ها همچنین نشان می دهد که در شرایط بهینه، با استفاده از لجن مازاد تصفیه خانه پساب شهری، امکان تولید PHAs به میزان 12.6% وزن مواد جامد معلق مایع مخلوط (MLSS) وجود دارد.