شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1392 | دوره:32 | شماره:4 (70) |تعداد مقالات:12

سیلیکاژل با دانسیته پایین به روش های گوناگون تهیه می شود. روش استفاده از سدیم سیلیکات به عنوان منبع سیلیکون برای تهیه هسته اولیه سیلیسیلیک اسید، با توجه به فراوانی، تولید داخل و قیمت ارزان مواد اولیه مصرفی؛ یکی از روش های مناسب و بومی می باشد. در این پژوهش پس از بررسی اسناد و مدارک علمی، روش مناسب برای ساخت سیلیکاژل با دانسیته پایین بر اساس مواد اولیه ارزان قیمت و مسیر ساده انتخاب شد. در روش منتخب همانند روش معمول، هیدروسل از واکنش سدیم سیلیکات با سولفوریک اسید تهیه شد. با انجام آزمایش های گوناگون، عامل های موثر در کاهش دانسیته مانند زمان گیرش، قلیایی نمودن محیط شستشوی هیدروژل، استفاده از حلال های با کشش سطحی پایین در تهیه الکوژل و یا استوژل و پخت آنها در دما و فشار بحرانی این حلال ها مورد بررسی قرار گرفت و دستیابی به فراورده ای با دانسیته 0.18 g/cm3، ظرفیت جذب %7.5 در رطوبت نسبی 60%، اندازه ذره های 17 میکرون و سطح فعال (موثر) 230 m2/g با به کارگیری استوژل در نقطه فوق بحرانی استن محقق شد.

در این پژوهش ارتقادهنده روتنیوم با روش ترسیب شیمیایی فاز بخار به کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا افزوده شد. کاتالیست ها دارای 15% وزنی کبالت بوده و به روش تلقیح تر ساخته شده اند. پیش ماده تری روتنیوم دودکا کربونیل (Ru3(CO)12) برای این فرایند استفاده شد. برای بهینه نمودن فرایند ترسیب شیمیایی فاز بخار شرایط انجام این فرایند به طور کامل توسط IR و TGA بررسی شد و دمای مناسب برای ترسیب روتنیوم روی کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا انتخاب شد. در اثر افزودن ارتقادهنده، احیا پذیری کاتالیست بهبود یافت که این موضوع با افزایش درصد تبدیل CO در واکنش فیشر تروپش تایید شد. واکنش فیشر تروپش در دماهای 240-210 درجه سلسیوس و نسبت خوراک 3 و 2 و 1= H2/CO صورت گرفت. نمونه ارتقاداده شده، گزینش پذیری برای فراورده های سنگین هیدروکربنی را نسبت به کاتالیست مرجع بهبود داد. همچنین در تمام دماها و نسبت های خوراک گوناگون، عملکرد کاتالیست ارتقا داده شده از کاتالیست مرجع بدون ارتقا دهنده بهتر بود.

حسگر زیستی حساس گلوتامات با استفاده از گلوتامات دهیدروژناز / نانولوله های کربنی عمودی ساخته شد. نانولوله های کربنی بر روی ویفر سیلیکن با استفاده از روش نشست بخار در پلاسما رشد داده شد. گلوتامات دهیدروژناز به روش کووالانسی روی نوک نانولوله ها تثبیت شد. کارایی حسگر زیستی با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالسی تفاضلی بررسی شد. منحنی واسنجی در بازه وسیع 500-0.1 میکرومولار رسم شد. حسگر زیستی بدون استفاده از واسطه حد تشخیص 57 نانومولار دارد و حساسیت آن در بازه 20-0.1 میکرومولار، 0.976 mAm/Mcm2 و در بازه 20-300 میکرومولار، 0.182 mAm/Mcm است. اثر بقیه مواد زیستی بر روی رفتار ولتامتر حسگر زیستی و همچنین پایداری پاسخ ها بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که این حسگر زیستی حتی بدون استفاده از واسطه با حساسیت بالا می تواند گلوتامات را اندازه گیری کند.

در این مقاله اثر متقابل ترکیب های گوگردی و نیتروژنی بر روی واکنش های گوگرد زدایی هیدروژنی و نیتروژن زدایی هیدروژنی برش نفتی گازوییل برج تقطیر خلا بررسی شده و با توجه به تاثیر متقابل این دو واکنش بر یکدیگر، یک مدل سینتیکی برای واکنش گوگرد زدایی هیدروژنی پیشنهاد شده که اثر بازدارنده ترکیب های نیتروژنی در آن لحاظ شده و همچنین از یک رابطه سینتیکی برای واکنش نیتروژن زدایی هیدروژنی استفاده شده که تاثیر مثبت ترکیب های گوگردی در آن آورده شده است. راکتور سه فازی برای این فرایند با روابط سینتیکی پیشنهادی و روابط موجود در یک مرجع مدل سازی شده و اثر پارامتر دما، غلظت ترکیب های نیتروژنی و گوگردی بررسی شده است. نتیجه های این مدل سازی با داده های تجربی موجود در مرجع مقایسه شده است. مقدار خطا در این کار کمتر از %1.5 می باشد در حالی که در مقاله مرجع کمتر از 2% درصد اعلام شده است.

در این مقاله سامانه پوشش دهی ذره ها در بستر سیال، مطالعه شده است. سامانه بستر سیال مورد مطالعه، شامل دو مرحله، پوشش و خشک شدن در بستر است، و برای پوشش دهی ذره های سدیم پرکربنات از سدیم سیلیکات، استفاده شده است. این سامانه از نوع ناپیوسته و نوع پوشش دهی پاشش از بالا است. برای کاهش تعداد آزمایش ها و بررسی بهتر نتیجه ها، طرح آزمایش به روش پاسخ سطح  (RSM)انجام شد و از نرم افزار Minitab نسخه 15 استفاده شد. در آزمایش ها، الگوی شناوری ذره ها و جریان هوا و مایع، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های آزمایش نشان داد، که مقدار پوشش متناسب با شدت جریان مایع بوده و نسبت وارون با شدت جریان هوا دارد.معادله تجربی جرم پوشش روی ذره، بر حسب متغیرهای شدت جریان هوای سیال ساز، شدت جریان مایع، شدت جریان هوای افشان کننده و نیز جدول ها و نمودارهای غربالی RSM برای بهینه سازی فرایند و بررسی عملکرد سامانه، به دست آمد. نتیجه هایی مانند ارتفاع شناورسازی ذره ها با زمان، محاسبه جرم پوشش با شدت جریان های گوناگون هوا و مایع، نمودارها و نمودارهای غربالی برای تاثیر متغیرهای شدت جریان هوای شناورسازی، شدت جریان هوای افشان کننده و شدت جریان مایع، برای بهترین حالت در پوشش دهی ذره ها، به دست آمده و مورد بررسی قرار گرفت.

در این پژوهش، اثر پلی اتیلن پیوند خورده با مالئیک انیدرید (PE-g-MA) بر خواص مکانیکی، شکل شناسی و رفتار جریان آمیخته های زیست تخریب پذیر پلی اتیلن سبک - نشاسته گرمانرم مطالعه شده است. نشاسته گرمانرم از پیش اختلاط نشاسته خالص با 35% وزنی گلیسیرول در دمای اتاق به دست آمد. مخلوط به دست آمده سپس با استفاده از مخلوط کن داخلی در دمای 140oC، دور 60 rpm و به مدت 8 دقیقه به صورت مذاب به دست آمد. آمیخته های پلی اتیلن سبک - نشاسته گرمانرم دارای درصدهای گوناگون نشاسته گرمانرم (10 تا 40% وزنی) با (3% وزنی) و بدون PE-g-MA، با استفاده از اکسترودر تک مارپیچه تهیه شد. شکل شناسی سطح آمیخته های تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین خواص مکانیکی و جریان نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد مربوطه انجام شدند. تصویرهای میکروسکوپی بهبود پراکندگی ذره های نشاسته در ماتریس پلی اتیلن و چسبندگی بین سطحی فازها با استفاده از سازگار کننده را تایید می کنند. نتیجه های ویژگی های مکانیکی نیز نشان می دهد که استحکام کششی نهایی، ازدیاد طول در نقطه شکست، مدول کششی و استحکام ضربه نسبی آمیخته ها با افزایش مقدار نشاسته گرمانرم کاهش می یابند. با این وجود، نمونه های سازگار شده خواص مکانیکی بالاتری نسبت به نمونه های بدون سازگارکننده نشان می دهند. افزون بر این، نتیجه های آزمون های رئولوژیکی نشان می دهد که با افزایش مقدار نشاسته گرمانرم، شاخص جریان مذاب (MFI) نمونه ها کاهش و در نتیجه گرانروی ظاهری آنها افزایش می یابد. همچنین با افزایش نرخ برشی، گرانروی ظاهری نمونه ها کاهش می یابد که نشان دهنده رفتار شبه پلاستیک آمیخته های تهیه شده می باشد.

در این پژوهش از یک ستون حبابی مکعبی در اندازه های آزمایشگاهی استفاده شد و با استفاده از روش عکس برداری پرسرعت و ارایه روش های جدید پردازش تصویر، مهمترین ویژگی های هیدرودینامیکی جریان حباب ها مانند قطر، سرعت، خطوط جریان فاز گاز و بسامد نوسان توده حباب ها اندازه گیری شد. ستون ساخته شده دارای سطح مقطع 5×20 cm و ارتفاع 120 cm است. سرعت ظاهری گاز بین 0.1-0.7 cm/s در تغییر است. از سه دوربین گوناگون با سرعت های 20، 500 و 600 تصویر در ثانیه برای اندازه گیری ویژگی های حباب ها استفاده شد و برای پردازش تصویرها، تحلیل داده ها و محاسبه ویژگی های حباب از نرم افزار Matlab استفاده شد. بسامد نوسان توده حباب با روشی نو و با دقت 95% به دست آمد. اندازه قطر ساتر حباب ها، در شرایط همپوشانی حباب ها از 6.5 تا 8.5 میلیمتر و با دقت %99.8 محاسبه شد. سرعت حباب ها با استفاده از روش «کمترین فاصله با یک حد بالا» برای اولین بار در ستونی با این ابعاد به دست آمد و با استفاده از برآیند مومنتم، روشی برای به دست آوردن خطوط جریان فاز گاز ارایه شد.

در این مقاله، اثر حضور نانو - میکروحباب ها بر بازیابی فلوتاسیون کالکوپیریت با دانه بندی -38+5 mm مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش های فلوتاسیون در حضور و بدون حضور نانو - میکروحباب ها برای بررسی تغییر بازیابی فلوتاسیون در غلظت های گوناگون کف ساز و کلکتور و نرخ های هوادهی انجام شدند. از روش نوین، دقیق و سریع تفرق اشعه لیزری برای تعیین اندازه ها و توزیع ابعادی نانو - میکروحباب ها استفاده شد. از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) به عنوان کف ساز و از پتاسیم آمیل گزنتات به عنوان کلکتور در pH=10 استفاده شد. نانو - میکروحباب ها توسط یک دستگاه نانوحباب ساز که بر مبنای پدیده کاویتاسیون هیدرودینامیکی در لوله های ونتوری طراحی و ساخته شد، تولید شدند. بررسی پایداری نانو - میکروحباب ها به عنوان تابعی از زمان (لحظه تولید تا 10 دقیقه پس از آن)، نشان دهنده افزایش ابعاد نانو - میکروحباب ها از 358 nm به حدود 13 mm بود. حضور نانو - میکروحباب ها موجب افزایش بازیابی فلوتاسیون نرمه های کالکوپیریت بین 21-16% و کاهش مصرف مواد شیمیایی (کلکتور تا 75% و کف ساز تا 50%) شد. افزون بر این، نتیجه ها نشان داد که اثر نانو - میکروحباب ها بر افزایش بازیابی ذره های بیش نرمه(-14.36+5 mm)  نسبت به ذره های نرمه (+14.36-38 mm) بیشتر می باشد.

در این پژوهش با رویکرد توسعه پایدار، تحلیل ترمواکونومیکی چرخه هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد تحت فشار / توربین گازی انجام شده است. در ابتدا با معرفی چرخه پیشنهادی و ارایه متدولوژی مدل سازی، شبیه سازی چرخه با توسعه یک مدل ترمودینامیکی و با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار EES صورت گرفته و معادله های موازنه جرمی، انرژی و الکتروشیمی به صورت هم زمان حل شده اند. با معرفی شاخص های بازده الکتریکی و کل سامانه، تحلیل ترمودینامیکی چرخه انجام شده و در ادامه، با ارایه مدل اقتصادی و بر مبنای محاسبه های دینامیکی، تحلیل های اقتصادی بر روی این چرخه انجام شده است. همچنین تحلیلی پارامتری برای بررسی مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر خروجی های فنی و اقتصادی سامانه انجام شده است. نتیجه های پژوهش، دستیابی به بازدهی الکتریکی %63.51 و بازده کل %%77.65 را در در توان الکتریکی خالص خروجی 1962 کیلووات، توان گرمایی 436.8 کیلووات و نسبت گرما به توان %22.27 نشان می دهد. این چرخه با تولید 310.90 گرم بر کیلووات ساعت کربن دی اکسید، کاهش %30.3 را در مقایسه با نیروگاه های معمول چرخه ترکیبی گازی نشان می دهد.

یکی از عیب های راکتورهای زیستی بستر متحرک، خروج توده های میکروبی، همراه پساب تصفیه شده خروجی از سامانه است که وجود مخزن ته نشینی بعد از راکتور را ضروری می کند. به طور معمول برای رفع مشکل های ناشی از نصب ته نشین کننده ها، از سامانه های غشایی استفاده می شود اما از عیب های عمده این سامانه ها، هزینه زیاد غشاهای صنعتی است. هدف از این مطالعه، نصب صافی های دست ساز به جای غشای صنعتی، درون راکتورهای زیستی بستر متحرک، برای جلوگیری از خروج توده های میکروبی و حذف مخزن ته نشینی و مقایسه آن با راکتور زیستی بستر متحرک بدون صافی است که افزون بر این که کار غشا را انجام می دهد، مشکل های ناشی از هزینه زیاد غشاهای صنعتی را نداشته و اقتصادی تر است. صافی ها از پارچه و الیاف ساخته شده و طی سه مرحله تکمیل تر شدند. تعداد صافی هایی که مورد آزمایش قرار گرفتند به ترتیب، سه، دو و یک عدد بودند و در زمان های ماند 48، 24 و 18 ساعت با COD برابر با1000 mg/L  و 3000 mg/L و 5000 mg/L مورد آزمایش قرار گرفتند. سه صافی، غلظت جامدهای معلق در مایع خروجی را به 12 mg/L رسانید که توانست جایگزین مخزن ته نشینی شود، دو صافی هم این غلظت را به 300 mg/L خروجی رسانید که می توانست جایگزین ته نشین کننده ها شود اما تک صافی، تفاوت زیادی با راکتور زیست فیلمی بستر متحرک بدون صافی نداشت و نتوانست جایگزین مخزن ته نشینی شود. بیشترین بازده حذف در راکتور صافی دار 95% و در راکتور بدون صافی 92% بوده است.