شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1393 | دوره:33 | شماره:4 |تعداد مقالات:11

روش تهیه سبز، روشی سازگار با محیط زیست، مقرون به صرفه و کارآمد برای تهیه نانوذره های نقره می باشد. این روش برتری هایی مانند استفاده از عصاره های ارزان قیمت و در دسترس گیاهان، استفاده از مواد غیر سمی و مواد زیستی سازگار با محیط زیست و همچنین سادگی در مرحله های انجام عملیات را دارا می باشد. در این پژوهش مخلوط واکنش دارای عصاره گیاهان و نمک نقره نیترات برای تهیه نانوذره های نقره گرماداده شد و تغییر رنگ تدریجی از زرد کمرنگ به رنگ قهوه ای را در مدت زمان گرماخانه ای از خود نشان داد. ویژگی های نانوذره های نقره تهیه شده توسط طیف سنجی نور مرئی - فرا بنفش (UV-Vis spectrophotometer)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)  و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. با بررسی تصویرهای به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخص شد نانوذره های نقره تهیه شده دارای شکل کروی و اندازه ای بین 5 تا 25 نانومتر هستند. نانوذره های نقره تهیه شده فعالیت ضد میکروبی خوبی در برابر دو گونه باکتریایی (اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس) از خود نشان دادند.

جنس Phlomis، از خانواده نعنائیان Labiatae، در ایران 17 گونه گیاهی دارد. اندام هوایی گیاه Phlomis aucheri Boiss با شماره هرباریومی (Herbarium No: 91021, TARI) و با نام فارسی گوش بره ایرانی، گوش بره زرد، که بومی ایران می باشد از دامنه های کوه منطقه شهران، واقع در استان تهران جمع آوری شد. در این کار پژوهشی ترکیب های تشکیل دهنده اسانس اندام هوایی گیاه p. aucheri به روش تقطیر با آب استخراج شد و توسط دستگاه های GC و GC/MS مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. 47 ترکیب با درصد %92.88 شناسایی شد، که از این میان E-anethole (%24.58) و germacrene D (%11.10) عمده بودند. سایر ترکیب های شایان توجه عبارتند از: Bicyclogermacrene (%6.3)، spathulenol (%6.01)، b-caryophyllene (%5.58)، neryl acetate (%4.58) و germacrene B (4.53). بخش عمده روغن اسانسی این گیاه را سزکوئی ترپن ها با درصد (%51.82) تشکیل می دهند، در حالی که درصد مونو ترپن ها و ترکیب های غیر ترپنوئیدی در این روغن به ترتیب (%13.32 و %27.74) بوده است. خواص ضد میکروبی اسانس گیاه p. aucheri، به دو روش سنجش قطر هاله مهار رشد بر روی محیط کشت مولر - هینتون آگار و روش غلظت بازدارندگی کمینه در برابر 6 باکتری گرم مثبت و منفی اندازه گیری شد. خواص آنتی اکسیدانی با سه روش بتا کاروتین زدایی، تعیین قدرت رادیکال زدایی DPPH و سنجش قدرت احیای فریک(FRAP)  با روش های استاندارد انجام شد. اسانس این گیاه خواص ضد میکروبی دلخواهی را در مقابل باکتریBacillus anthracis  از خود نشان داد. بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی نشان داد که این گیاه می تواند به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی عمل کند.

واکنش اپوکسیداسیون درجای روغن سویا برای اولین بار توسط کاتالیست ناهمگن سیلیکا سولفوریک اسید، از مواد اولیه استیک اسید، هیدروژن پراکسید و در بازه دمایی 30-75oC صورت گرفت. با تغییر نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، و نیز دمای واکنش و درصد کاتالیست شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین درصد گروه اپوکسی در فراورده روغن سویای اپوکسید شده به دست آمد. بیشترین مقدار درصد اپوکسی در فراورده حدود 6% بود که در شرایط بهینه واکنش شامل نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، 1.1:0.5:1 در دمای 60oC در حضور 5% کاتالیست به دست آمد. همچنین کاتالیست ناهمگن به کار رفته برای اپوکسیداسیون روغن سویا در مقایسه با سایر کاتالیست های ناهمگن مایع از سادگی کاربرد برخوردار بوده و دارای برتری های گوناگونی شامل ارزانی، فعالیت شیمیایی زیاد، بی خطر بودن، سادگی در کاربرد، و سازگاری با محیط زیست می باشد. افزون بر آن به سادگی از مخلوط واکنش جدا شده و قابل بازیابی و کاربرد دوباره است.

برای یافتن حسگرهای حساس مناسب برای مولکول خردل (MU) که یکی از عوامل تاول زا می باشد، در این پژوهش رفتار جذب مولکول خردل بر روی سطح خارجی نانولوله های آلومینیوم - نیترید زیگزاگ (0،4)، (0،5) و (0،6) با استفاده از روش نظریه تابعی دانسیته(DFT)  مورد مطالعه قرار گرفت. بهینه سازی ساختاری در سطح نظری B3LYP/6-311** اجرا شد. فاصله های تعادلی، انرژی جذب، گشتاور دوقطبی، انرژی بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده (HOMO) و پایین ترین اوربیتال مولکولی اشباع نشده (LUMO) برای فرایند جذب مولکول خردل بر روی نانولوله های آلومینیوم - نیتریدزیگزاگ محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد که انرژی های جذب به قطر نانولوله و جهت گیری گاز خردل بر روی سطخ خارجی نانولوله ها بستگی دارد. انرژی های جذب و فاصله تعادلی نشان می دهند که پیکربندی 40S (اتم گوگرد) از مولکول خردل بالای اتم آلومینیوم نانولوله آلومینیوم - نیترید (4،0) واقع شده است مناسب تر است. مقدارهای کاملا کوچک انتقال الکترون (DN) و تاثیر اندک جذب مولکول خردل در نزدیکی تراز فرمی در نمودار دانسیته حالت نانولوله آلومینیوم - نیترید (4،0) نشان دهنده مقدار انتقال الکترون ناچیز بین مولکول خردل و نانولوله های آلومینیوم - نیترید می باشد.

وجود پساب های صنعتی دارای یون های فلزهای سنگین یک مساله نگران کننده زیست محیطی می باشد. یون های فلزهای سنگین معدنی به واسطه طبیعت غیر قابل تجزیه، داشتن سمیت زیاد و اثرهای تجمعی و سرطان زا، بسیار مورد توجه قرار می گیرند. در این پژوهش، روش های هیدرومتالورژی مانند روش تبادل یونی و استخراج با حلال آلی برای حذف فلزهای بالقوه سمی Pb، Ni، Cd، Zn و Cu از فاز آبی پساب های چند منطقه صنعتی استان کرمان شامل کارخانه های پلی اتیلن، کاشی، فرومولیبدن، زغال شویی و معدن زغال سنگ مورد بررسی قرار گرفت. برای روش تبادل یونی از رزین کاتیونی (H+) Dowex50wx8 با اندازه 400- و 200 مش برای روش استخراج با حلال آلی از دی اتیل هگزیل فسفریک اسید (D2EHPA) به عنوان استخراج کننده با حلال آلی و کروسین به عنوان رقیق کننده استفاده شد. به منظور یافتن شرایط بهینه، اثر پارامترهای گوناگون همچون pH، مقدار رزین، مدت زمان تماس رزین با نمونه در روش تبادل یون و pH فاز آبی و غلظت حلال آلی در روش استخراج با حلال آلی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتیجه های به دست آمده، بهترین گستره pH برای هر دو روش بین 4 تا 6 به دست آمد. غلظت بهینه حلال استخراج کننده آلی 20 درصد حجمی در کروسین است. نتیجه ها بیانگر آن است که درصد حذف فلزهای بالقوه سمی از فاز آبی پساب کارخانه های صنعتی در روش تبادل یونی نسبت به روش استخراج با حلال آلی بالاتر می باشد.

در این پژوهش پودر آلومینا به روش رسوب گذاری تهیه شد. ژل بوهمیت از هیدرولیز آلومینیوم نیترات در pH گستره 9-8 و دمای 90 درجه سلسیوس تهیه شد و ژل به دست آمده پس از خشک شدن در دمای 110 درجه سلسیوس اکسترود شد. اکسترودهای تهیه شده در آون خشک شده و سپس در کوره با دمای 600 درجه سلسیوس تکلیس شد. نمونه های گاما آلومینای اکسترود به دست آمده دارای سطح BET بالای 200 m2/g و متوسط اندازه حفره های6.6-11.63 nm  بودند. از گاماآلومینای اکسترود تهیه شده به عنوان پایه کاتالیست استفاده شد و به روش تلقیح تر ابتدا ترکیب مولیبدن و سپس ترکیب کبالت روی آن نشانده شد. میزان فلزات موثر نشانده شده به وسیله XRF اندازه گیری شد. برای آزمودن میزان قدرت کاهش (احیای) کاتالیست، آزمون TPR روی بهترین نمونه انجام شد.

در این پژوهش امکان کاربرد مایع یونی 1- بوتیل- 3- میتل ایمیدازولیم هگزا فلورو فسفات ([C4MIM][PF6]) به عنوان یک حلال سبز (جایگزین حلال های آلی سمی و خطرناک) در پیش تغلیظ و اندازه گیری مقدارهای جزیی سرب در نمونه های آبی زیست محیطی و زیستی به روش میکرواستخراج با یک قطره مایع یونی و اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال (SDME-ETAAS) بررسی و پارامترهای تجربی مربوط به کارایی روش میکرواستخراج با یک قطره مانند غلظت معرف شلاته کننده، pH، مدت زمان استخراج، حجم مایع یونی، سرعت هم زدن، قدرت یونی، دما و حجم محلول نمونه مطالعه و بهینه شدند. در شرایط بهینه (8 میکرو لیتر حجم میکروقطره، 6 دقیقه زمان استخراج، 900 دور در دقیقه سرعت هم زدن و 2 میلی لیتر حجم محلول نمونه) بازه خطی، حد تشخیص (سه برابر انحراف استاندارد شاهد) و تکرارپذیری (درصد انحراف استاندارد نسبی برای 10 بار اندازه گیری) به ترتیب 1000-20 میکروگرم بر لیتر، 0.64 میکروگرم بر لیتر و %3.8 بودند. همچنین روش برنامه ریزی شده به صورت درصد بازیابی مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی کاربرد عملی روش پیشنهادی، با تجزیه نمونه های آبی زیست محیطی شامل آب تصفیه شده، آب شهری، آب رودخانه و نمونه های زیستی شامل بزاق دهان و موی انسان به طور موفقیت آمیز صورت گرفت. درصد بازیابی نمونه های آلوده شده در سطح غلظتی 200 و 300 نانوگرم بر لیتر سرب 94.6-103.7 درصد بود. سادگی، ارزانی، سرعت، بازیابی و کارایی استخراج بالا، تکرارپذیری خوب و استفاده نکردن از حلال های آلی سمی از برتری های اصلی روش پیشنهادی می باشد.

در این پژوهش اثر حضور اتانول و فعال کننده های سطحی آنیونی، کاتیونی و غیر یونی بر سرعت چرخش، زمان اختلاط و نگه داشت گاز در یک راکتور هوابالابر حلقه داخلی لوله ای هم مرکز در شرایط سه فازی (آب و الکل - هوا - ذره های PVC) بررسی شد. در این آزمایش ها اثر تغییر سرعت گاز، سطح مایع و درصد جامد مورد بررسی قرار گرفت. راکتور هوابالابر از جنس شیشه و به ترتیب با ارتفاع و قطر لوله داخلی و لوله خارجی 173، 5 و 8 سانتی متر ساخته شد. در سامانه مایع - گاز - جامد با افزایش سرعت گاز، نگه داشت گاز در بالابر و سرعت مایع افزایش می یابد. نتیجه ها نشان داد که حضور الکل باعث کاهش کشش سطحی و افزایش نگه داشت گاز و کاهش سرعت مایع می شود، همچنین فعال کننده های سطحی غیر یونی بیشترین تاثیر را نسبت به فعال کننده های سطحی کاتیونی و آنیونی بر روی نگه داشت گاز دارند. در این مقاله رابطه هایی برای پیش بینی نگه داشت گاز و سرعت مایع و زمان اختلاط ارایه شده اند.