شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1397 | دوره:37 | شماره:2 |تعداد مقالات:21

در این پژوهش، نانوکامپوزیت کایرال نیکل داری سنتز شد که خاصیت رادار گریزی را به واسطه ی توانایی جذب امواج مایکروویو دارا می باشد. در سنتز این نانوکامپوزیت، نخست گرافن اکسید سنتز شده به روش هومر با پارافنیلن دی آمین وارد واکنش شد و سپس با استفاده از نمک های دی آزونیوم، پیوند کربن کربن بین گرافن اکسید اصلاح شده و نانولوله کربنی تک دیواره برقرار شد. پس از آن در حضور این هیبرید تهیه شده، پلیمریزاسیون آنیلین در محیط اسیدی و با استفاده از آمونیوم پراکسی سولفات به عنوان آغازگر انجام شد که نتیجه ی آن تولید نانوکامپوزیت بر پایه ی گرافن اکسید، نانولوله ی کربنی تک دیواره و پلی آنیلین بود. در ادامه دوپینگ این نانوکامپوزیت در محلول آمونیاکی، سپس شستن و خشک کردن دوپینگ نانوکامپوزیت با تارتاریک اسید کایرال، نانوکامپوزیت کایرال را ایجاد کرد. پس از آن یون های نیکل با استفاده از هیدرازین به عنوان احیاکننده بر روی نانوکامپوزیت کایرال بارگذاری شد. شناسایی همه مواد سنتزی با طیف فروسرخ انجام شد و نتیجه ها نشان از موفقیت آمیز بودن سنتز نانوکامپوزیت کایرال نیکل دار بود. برای بررسی ساختاری و ریخت شناسی ترکیب های سنتزی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. خاصیت بلوری ترکیب های سنتزی نیز با پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. سرانجام نیز خاصیت جذب امواج مایکروویو کامپوزیت نهایی مورد بررسی قرار گرفت.

یکی از روش های مؤثر برای حذف آلاینده های دیر تخریب پذیر آب و پساب، استفاده از ازن به همراه کاتالیست می باشد. در این پژوهش، نانو کاتالیست 4O3Mn به روش هم رسوبی با استفاده از نمک منگنز استات 4 آبه تهیه و با روش های SEM، EDX، XRD و FT-IR مورد شناسایی قرار گرفت. نانو ذره های 4O3Mn تهیه شده دارای ساختار کروی بوده و میانگین اندازه ذره های آن 20-10 نانومتر به دست آمد. نانو کاتالیست سنتز شده برای تخریب فنل در محلول آبی با استفاده از فرایند ازن زنی به کار برده شد، بر اساس نتیجه ها میزان تخریب فنل در مدت زمان واکنش 60 دقیقه، 43/98 % به دست آمد که در مقایسه با استفاده از ازن بدون کاتالیست به میزان 98/16 % افزایش یافته است. همچنین، افزایش میزان معدنی سازی فنل با استفاده از ازن زنی کاتالیستی در مقایسه با ازن زنی به تنهایی به مقدار 5/32 % بیانگر اثر مثبت کاتالیست بر حذف فنل از محیط آبی بوده است.

در این پژوهش، نانوکاتالیست – MgO3O2Ni-Co/Al با دو نسبت (5، 5/0=) Al/Mg با استفاده از روش تلقیح سنتز و ویژگی های عملکردی آن ها در فرایند ریفورمینگ خشک متان مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تعیین ویژگی های فیزیکی شیمیایی نانوکاتالیست های سنتزی از آنالیزهایی XRD، BET، FESEM و FT-IR استفاده شد. در میان نمونه های سنتزی، نانوکاتالیست (5Al/Mg=)– MgO3O2Ni-Co/Al بیش ترین میزان فعالیت را از خود نشان داد. علت این مشاهده ویژگی های دلخواه نمونه سنتزی تشخیص داده شد. آنالیز XRD نشان داد که نانوکاتالیست یاد شده با نسبت Al/Mg بیش تر دارای اندازه بلورهای NiO ریزتر و پراکنده می باشد. همچنین، نتیجه های آنالیز BET نشان داد که این نانوکاتالیست دارای بیش-ترین مساحت سطح می باشد. بر اساس تصویرهای آنالیز FESEM، نانوکاتالیست (5Al/Mg=) – MgO3O2Ni-Co/Al دارای ذره های نانومتری با توزیع یکنواخت تری در سطح نمونه می باشد. آزمون پایداری نمونه برتر برای مدت 600 دقیقه بیانگر ثابت ماندن میزان تبدیل خوراک و بازده 2H و CO می باشد.

نانوذره های سوپرپارامغناطیس آهن اکسید به علت توانمندی های گسترده مانند جداسازی سلولی، گرمادرمانی و رهایش کنترل شده دارو به عنوان نانوذره های امیدبخش برای کاربردهای درمانی شناخته شده اند. وقتی نانوذره ها به محیط زیستی وارد می شوند، سطح آن ها با مولکول های زیستی مانند پروتئین ها، مواد آلی طبیعی و آنزیم ها پوشیده می شود. بنابراین آن چه را که سلول ها، بافت ها و ارگان ها در برهمکنش با نانوذره ها می بینند نه سطح اولیه نانوذره بلکه کرونای سخت است. شکل نانوذره ها تأثیر مهمی بر میزان جذب پروتئین ها بر سطح آن ها و به دنبال آن برهمکنش با سلول ها دارد. در این پژوهش نانومیله های آهن اکسید با استفاده از روش رسوب گیری همگن یون های Fe2+ وFe3+ و هیدرولیز آهسته اوره در ℃ 90 سنتز شدند. در این واکنش اوره افزون بر این که به عنوان منبع یون هیدروکسید است، به عنوان یک قالب نرم برای تشکیل نانومیله ها عمل می کند. زیست سازگاری نانومیله های آهن اکسید بدون پوشش و با پوشش پلی اتیلن گلیکول با آزمایش MTT-Assay ارزیابی شد. نتیجه ها نشان داد که میزان زیست سازگاری نانوذره های پوشش دار بیش تر از بدون پوشش است. همچنین تأثیر شکل و نسبت ابعادی نانوذره های سنتز شده بر الگوی جذب پروتئین بر سطح آن ها بررسی شد. سدیم دو دسیل سولفات ژل الکتروفورز تک بعدی(SDS-PAGE) برای جداسازی پروتئین های سرم جنین گاوی جذب شده بر سطح نانوذره ها و نشان دادن تأثیر شکل و نسبت ابعادی نانوذره ها بر الگوی جذب مورد استفاده قرار گرفت.

محلولهای همگنی از انحلال پلیمر پلی اتیلن گلیکول (PEG) با جرم مولکولی (g/mol) 2000 و 6000 (PEG2000 و PEG6000) درPEGبا جرم مولکولی (g/mol) 400 (PEG400) تهیه شد؛ ویژگی های رئولوژیکی و دانسیته این محلول ها اندازه گیری شد. نانوذره های منیزیم اکسید (MgO) با اعمال موج فراصوت درون محلول-های پلیمری تهیه شده پخش شد. با استفاده از طیف سنجی مرئی – فرابنفش و اندازه گیری پتانسیل زتا، پایداری ایننانوسیال ها یا محلول های کلوئیدی بررسی شد. دستگاه تفرق نور پویا (DLS) برای اندازه گیری توزیع اندازه ذره های موجود در نانوسیال ها مورد استفاده قرار گرفت. دانسیته محلول های کلوئیدی مدنظر در دماهای گوناگون اندازه گیری شد و کمیت حجم مولی مازاد به منظور مشخص نمودن برهمکنش های درون نانوسیال محاسبه شد. داده های حجم مولی مازاد برای سامانه های دوجزئی توسط یک چندجمله ای و برای سامانه های سه جزئی توسط معادله سینگ و همکاران مورد برازش قرار گرفت. با اندازه گیری ویژگی های رئولوژیکی، رفتار جاری شدن محلول ها و ساختارهای تشکیل یافته درون محلول های کلوئیدی در دمای 15/298 کلوین مورد مطالعه قرار گرفت. معادله های پلاستیک بینگهام و هرشل بالکلی برای مدل سازی بستگی تنش برشی به سرعت برشی مورد استفاده قرار گرفت؛ معادله کاریویاسودای تصحیح شده در این کار پژوهشی برای مدل سازی بستگی گرانروی به سرعت برشی استفاده شد.

در این پژوهش، یک روش نوین پردازش تصویر برای جداسازی و اندازه گیری نانوذره ها در تصویرهای میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) ارایه شده است. در این روش، با پیش پردازش یک نمونه تصویر TEM، که توسط صافی غیرخطی مدین و یکنواخت سازی هیستگرام صورت گرفت، روشنی آن بهبود یافته و سپس براساس آستانه گذاری، تصویر TEMبه تصویر باینری تبدیل شد. در مرحله بعدی، نانوذره ها به صورت گروه های جداگانه تفکیک شده و مورد آنالیز قرار گرفتند و قطر آن ها بر اساس تحلیل مساحت محاسبه شد. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، الگوریتم ارایه شده بر روی نمونه ای دیگر از عکس TEMنانوذره ها، آزمایش شده و با نتیجه های دیده شده مقایسه شد. نتیجه ها نشان داد روش ارایهشده، توانایی دقیق و سریعی در بررسی برخط تصویرهای TEMبه صورت به طور کامل هوشمند را دارد که امکان استفاده را برای کاربردهای پژوهشی با تصویرهای زیاد فراهم می آورد.

در این پژوهش، نسل جدیدی از مسدود کننده های خطوط لوله گازدار توزیع و انتقال گاز طبیعی برای جلوگیری از نشت گاز در زمان انجام عملیات جوشکاری بر پایه هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده است. مسدود کننده های هیدروژلی نانوکامپوزیتی بر پایه هیدروژل پلی وینیل الکل به عنوان فاز زمینه و نانو خاک رس مونت موریلونیت به عنوان فاز تقویت کننده تهیه شدند. برخی ویژگی های ساختاری، فیزیکی و مکانیکی مسدود کننده ها بر پایه آزمون های تجربی بررسی شد. همچنین سینیتک خشک شدن و عملکرد مسدود کنندگی آن ها نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که مسدود کننده ها دارای شکل شناسی احتمالی از هم گسیخته بوده و حضور مونت موریلونیت در ساختار آن ها موجب افزایش میزان اتصال های عرضی و بهبود ویژگی های مکانیکی (افزایش 280 درصدی در مدول الاستیک و کاهش 43 درصدی در ازدیاد طول تا پارگی ) می شود. نتیجه های آزمون خشک شدن نشان داد که مسدود کننده ها در مدت زمان یک ساعت به حدود 60 تا 70 درصد وزن اولیه خود کاهش وزن می یابند. نتیجه های آزمون بررسی عملکرد مسدود کنندگی نشان داد که مسدود کننده ها قابلیت تحمل فشار گاز تا psi9 را دارا هستند. نتیجه ها نشان داد که قابلیت مسدود کنندگی و بیشینه فشار قابل تحمل مسدود کننده ها با افزایش قطر و طول مسدود کننده افزایش می یابد. آزمون های انجام شده به منظور بررسی قابلیت مسدودکنندگی مسدود کننده ها اثبات کننده ی عملکرد یگانه آن ها در انسداد و درزبندی کامل خطوط لوله گاز به منظور جلوگیری از نشتی گاز طبیعی بود. در مجموع، می توان عنوان نمود که هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده گزینه ای مناسب برای استفاده به عنوان مسدود کننده های نوین در انجام عملیات جوشکاری خطوط لوله گاز طبیعی به شمار می آیند.

آلفا-اولفین های خطی از مهم ترین فراورده های صنعت پتروشیمی هستند که کاربردهای فراوانی در تهیه شوینده ها، روان کننده ها، الک ل های نرم کننده و همچنین به عنوان کمک مونومر در تولید پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) دارند. اولیگومرشدن اتیلن به ویژه تریمر شدن اتیلن برای تولید 1-هگزن یکی از روش های تهیه ی این مواد پرمصرف پتروشیمی است که در آن از کاتالیست های گوناگون درحضور گاز اتیلن استفاده می شود. به همین منظور کاتالیست تریمرشدن اتیلن برای تولید انتخابی 1-هگزن براساس سامانه چهارجزئی {کرومیوم تریس 2-اتیل هگزانوات، تری اتیل آلومینیوم، 2، 5-دی متیل پیرول، هگزاکلرواتان} با راندمان و خلوص بالا سنتز و با روش های گوناگونی مانند FT-IR، UV-Visible، CHNS وICP شناسایی شد. تأثیر فشار، نسبت Al/Cr، نوع لیگاند، حلال و روش های متفاوت انجام واکنش تریمرشدن روی بازده و گزینش پذیری کاتالیست برای تولید 1-هگزن بررسی و بهینه شد. با افزایش فشار اتیلن بازده تولید 1-هگزن افزایش یافت. استفاده از هگزاکلرواتان به عنوان شتاب دهنده درحضور حلال آلیفاتیک نرمال هپتان موجب افزایش بازده کاتالیست شد. بازده کاتالیست با افزایش نسبت Al/Crتا 40 افزایش یافت. بهترین روش انجام واکنش تریمرشدن، ساخت محلول های دوتایی کاتالیست-لیگاند و کمک کاتالیست هگزاکلرواتان به صورت جداگانه و افزودن آن ها به راکتور است. تریمرشدن اتیلن بااستفاده از این سامانه کاتالیستی در فشار 27 بار، دمای C° 90، حلال نرمال هپتان و نسبت 40=Al/Crمنجر به تولید انتخابی 1-هگزن با بازده (g 1-C6/g Cr. h)193850 و گزینش پذیری %8/91 شد.

مایع های یونی بر پایه ی ایمیدازولیوم با آنیون دی سیانامید، [N(CN)2]-، دارای دمای ذوب پایین، پایداری گرمایی و شیمیایی بالا، هدایت یونی بالا و گرانروی پایین هستند که آن ها را داوطلب های مناسبی در کاربردهای صنعتی گوناگون می کند. در این کار، ویژگی های ساختاری و ترمودینامیکی دو مایع یونی بر پایه ی کاتیون 1 آلکیل 3 متیل-ایمیدازولیوم، [amim]+، (آلکیل = متیل و اتیل) و [N(CN)2]-با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه شده است. میدان نیروی ناقطبیده تمام اتم به کار برده شد تا اثرتغییر شاخه جانبی آلکیل از متیل به اتیل و دما بر رفتار مایع-های یونی بررسی شود. کمیت هایی مانند تابع توزیع شعاعی، تابع توزیع فضایی، چگالی مایع یونی، ضریب انبساط گرمایی هم فشار و آنتالپی تبخیر مولی مطالعه شدند. چگالی مایع یونی [dmim][N(CN)2] در همه دماها بیش تر از [emim][N(CN)2] است که به علت تقارن نسبی بالاتر و انباشتگی بیش تر [dmim]+ در حالت مایع است. با افزایش طول زنجیر آلکیل از متیل به اتیل، برهم کنش های الکتروستاتیک بین یون ها تضعیف شده و برهم کنشهای واندروالسی بین یونی تقویت می شود و در نتیجه آنتالپی تبخیر کاهش می یابد.

برای مدتی طولانی در گذشته آب به عنوان ناخالصی ناخواسته نسبت به مایع های یونی خالص در نظر گرفته می شد، زیرا حضور مقدار کم آب ویژگی های مایع های یونی را تغییر زیادی می دهد. ولی در حال حاضر آب شریک بسیار مهمی برای مایع های یونی است، زیرا مخلوط مایع یونی آب یک راهبرد آسان برای کنترل و دستیابی به ویژگی های یگانه هر دوی آن ها است. به کارگیری این نوع از مخلوط های دوتایی همچنین امکان انجام کاربردهای گسترده ای را در زمینه های گوناگون فراهم می کند. در این کار، از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه ی جزئیات رفتار دینامیکی مخلوط دوتایی مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم نیترات ([bmim][NO3]) با آب در کسر مولی های گوناگون استفاده شده است تا به تأثیر افزودن آب بر ویژگی های مایع یونی پی برده شود. دینامیک سامانه ها با محاسبه ی میانگین مربع جا به جایی و ضریب های خودنفوذی گونه ها مطالعه شد. حضور آب باعث افزایش چشمگیر ضریب های نفوذ یونی می شود. در مایع یونی خالص و محلول غلیظ مایع یونی، خودنفوذی کاتیون از آنیون بزرگ تر است؛ هر چند در مخلوط های دوتایی با کسر مولی آب بزرگ تر یا مساوی 25/0، آنیون ها تندتر از کاتیون ها نفوذ می کنند.

در این مطالعه ویژگی های ساختاری، الکترونی و اپتیکی سرامیک 3 BaZrO در فاز مکعبی و تأثیر فشار بر ویژگی های یاد شده را بررسی شده است. محاسبه ها با استفاده از روش امواج تخت بهبودیافته ی خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW) در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی انجام گرفته است و از نرم افزارهای WIEN2k و Quantum Espresso استفاده شده است. در این روش برای محاسبه ی پتانسیل تبادلی همبستگی از تقریب های LDA، PBE، PBEsol، GGA-WC، GGA+U، GGAmBJ و GGAmBJ+U استفاده شده است. با توجه به ساختار نوارهای انرژی ترکیب با استفاده از بهترین تقریب (GGAmBJ+U) مشخص شد یک گاف انرژی غیرمستقیم در راستای G-L به اندازه ی eV30/5 وجود دارد که این دلیلی بر عایق بودن ترکیب است. با توجه به نتیجه های به دست آمده از ساختار نواری و تابع دی الکتریک گذارهای احتمالی بعدی این ترکیب در راستای W-L، Γ و K رخ خواهد داد و دریافتیم که در تشکیل چگالی حالت های این ترکیب اوربیتال pاتم O دارای بیش ترین سهم در نوار ظرفیت و همچنین اوربیتال 3dا تم Baو Zrمنشأ ایجاد قله های ناحیه های بالای نوار رسانش می باشند. این ترکیب دارای تراکم پذیری کم و سختی زیاد است. بیش ترین مقدار جذب و کم ترین مقدار بازتاب برای آن به ازای فوتون هایی با انرژی 53/20 الکترون ولت می دهد.

سنتز و تعیین ساختار ترکیب 4-(3-(2، 4-دی کلروفنیل) تری آز-1-انیل) بنزآمید، CTB، با استفاده از طیف سنجی IR و 13C) و (1HNMR به دست آمد. ساختارهای بهینه سازی شده، عددهای موج ارتعاشی، مقدارهای جا به جایی شیمیاییH1و13Cو پارامترهای NBO مربوط به CTB با روش نظریه تابعیت چگالی (DFT/PBE1PBE) و هارتری فاک (HF) و با استفاده از مجموعه پایه ی 6-311+G(2d, p) محاسبه شد. عددهای موج ارتعاشی هارمونیک طیف FT-IRبه دست آمده از روش های محاسباتی و مقدارهای تجربی مقایسه شد. یک تفسیر دقیق از طیف های NMRمربوط به CTB گزارش شد. داده های به دست آمده از محاسبه های نظری با اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی داشتند افزون بر این، مقدارlog P و ویژگی های ترمودینامیکی با برنامه های ChemBioOffice, ACD/LogP و ALOGPS محاسبه شد. همچنین آنالیز اوربیتال پیوندی طبیعی (NBO) برایCTB انجام شد.

مطالعه ارتباط کمی ساختار فعالیت (QSAR) برای مد ل سازی و پیش بینی فعالیت مهارکنندگی PIM، 39 ترکیب از مشتق های تری آزولوپیریدین به کار گرفته شد. نخست پس از رسم و بهینه سازی ساختار ترکیب ها و محاسبه توصیف کننده ها، مجموعه داده ها به صورت تصادفی به دو مجموعه آموزش و آزمون تقسیم شد. در انتخاب مهم ترین توصیف کننده ها روش گام به گام (SW) و الگوریتم ژنتیک (GA) استفاده شد. سپس برای مدل سازی و پیش بینی فعالیت های ترکیب ها از روش برازش خطی چندگانه (MLR) استفاده شد. مقایسه مدل های SW-MLRو GA-MLR نشان داد که GA-MLR نسبت به SW-MLR نتیجه های بهتری به دست می دهد. سپس برای بررسی اعتبار مدل ها از روش های اعتبارسنجی تقاطعی (LOO) و (LGO)، Y-تصادفی و آزمون خارجی استفاده شد. این مطالعه نشان داد که مدل GA-MLR با پنج توصیف کننده می تواند برای پیش بینی فعالیت ترکیب های دارویی همانند به کار رود و همچنین از تحلیل توصیف کننده های مدل می توان در طراحی ترکیب های دارویی نوین استفاده کرد.

آلودگی نفتی آب های زیرزمینی یکی از مهم ترین معضل های زیست محیطی کشورهای در حال توسعه به شمار می آید. روش های گوناگونی برای رفع این آلودگی از محیط زیست در دست است که در میان آن ها می توان به روش فنتون اصلاح شده اشاره کرد. در این پژوهش، پاک سازی آب زیرزمینی آلوده به بنزن به روش فنتون اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، نخست نانوذره های کلسیم پراکسید سنتز شده و سپس توسط سدیم آلژینات مورد کپسول سازی قرار گرفتند. سرانجام، کپسول های تهیه شده در آزمایش های پیوسته و ناپیوسته مورد بررسی عملکرد قرار گرفتند. در آزمایش های ناپیوسته با بهره گیری از g 1 از کپسول های نانوذره ها و g 1 از کپسول های 4FeSO حذف کامل آلاینده (mg/L 50) در طی 70 روز صورت پذیرفت. این در حالی بود که در بررسی های پیوسته، رفع آلاینده پس از 4 روز به صورت 100 % انجام شد. همچنین میزان اکسیژن محلول در راکتور نیز توسط کپسول های 2CaO از 4 به mg/L6 افزایش یافت. به این ترتیب در حضور کپسول های دارای کلسیم پراکسید و همچنین کپسول های دارای آهن سولفات در پایان 40 روز بررسی، میزان جمعیت میکروبی به CFU/mL 106 نسبت به نمونه شاهد (CFU/mL 104) رسید. نتیجه های به دست آمده، بازدهی بالا و قابلیت مناسب نانوذره های کلسیم پراکسید کپسوله شده توسط سدیم آلژینات را در حذف آلاینده بنزن از آب زیرزمینی نشان داد.

در این پژوهش، ثابت تشکیل (Kf) کمپلکس های برخی از یون های فلزی با لیگاند باز شیف 2، 2-پیریدین 2، 6-دی ایل بیس(نیتریلو(E) میتیلیدن ) در حلال اتانول در دمای ° C25 به روش هدایت سنجی انجام و مشخص شد که این لیگاند با یون Li+ کمپلکسی با Kf دلخواه تشکیل می دهد. درنتیجه از این لیگاند به عنوان اصلاح کننده دیسک 18C برای استخراج فاز جامد و اندازه گیری یون لیتیم در نمونه های آبی به روش نورسنجی شعله ای، استفاده شد. با توجه به این که اندازه-گیری لیتیم در شورابه ها و تلخابه ها به علت مزاحمت یون های زمینه و گرانروی بالای نمونه، به طور مستقیم با روش نورسنجی شعله ای مشکل است، نمونه ها به اندازه زیادی رقیق شدند، سپس مقدار لیتیم آن ها با استفاده از دیسک اصلاح شده با لیگاند استخراج و توسط نورسنج شعله ای اندازه گیری شد. شرایط بهینه استخراج، pH برابر 8، مقدار لیگاند برای اصلاح دیسک 0/4 میلی گرم، محلول شوینده 0/5 میلی لیتر پرکلریک اسید 3/0مولار تعیین شد و حد تشخیص روش µ g/L 74/0 به دست آمد. روش پیشنهادی به عنوان روشی دقیق و حساس برای اندازه گیری لیتیم در شورابه ها به طور موفقیت آمیزی استفاده شد.

در این پژوهش از روش تقریبی خط عملیاتی اصلاح شده (MOLM)به علت این که تطابق خوبی با حل هایدقیق دارد، برای مدل سازی و شبیه سازی فرایندهای جداسازی غشایی گازها استفاده شده است. نخست اعتبار این روش با نتیجه های مقاله های دیگر برای غشاهای آلی و غیرآلی ارزیابی شد و پس از تأیید آن، به عنوان یک مطالعه موردی، با استفاده از این روش، سطح غشای مورد نیاز برای جداسازی ایزومرهای بوتان تولیدی در واحد LPG پالایشگاه تبریز محاسبه شد. نتیجه های این پژوهش نشان داد که روش MOLM برای آرایش جریان ناهمسو کارآیی ندارد ولی برای آرایش جریان همسو می تواند سطح غشای موردنیاز را بادقت پیشگویی نماید. نتیجه های مدل سازی نشان داد که با استفاده از سامانه های یک مرحل ه ای نمی توان به فراورده هایی با خلوص بالا دست یافت، بدین منظور طراحی فرایند برای رسیدن به فراورده هایی با خلوص بالاتر از %98 از نرمال بوتان و ایزوبوتان تولیدی از واحد LPG پالایشگاه تبریز با استفاده از سامانه های چندمرحله ای غشایی به کمک روش MOLM صورت گرفت و سطح غشای موردنیاز برابر با m22910 به دست آمد. سرانجام، اثر پارامترهای کلیدی مانند انتخاب گری غشا، نسبت فشار جریان خوراک به عبور کرده بر روی سطح غشای مورد نیاز، بررسی شد.

این مطالعه یک معادله ترمودینامیکی جدید برای کشش بین سطحی در سطح تماس فاز آلی آب در حضور ماده فعال در سطح یونی ارایه می دهد. ماده فعال در سطح آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) برای درستی صحت معادله به دست آمده انتخاب شده است. دما 25 درجه سلسیوس و فشار 1 اتمسفر از مرجع در نظر گرفته شده اند. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که معادله جدید می تواند کشش بی ن سطحی فاز آلی-آب در حضور تک ماده فعال در سطح را به خوبی توصیف کند. در این مطالعه هیدروکربن هایی چون نرمال هپتادکان، نرمال دکان، نرمال نونان، نرمال اوکتان، نرمال هگزان، 1-اوکتن، 1-هگزن، نرمال سیکلوهگزان، نرمال بوتیل بنزن و بنزن به عنوان فاز آلی در نظر گرفته شده اند. دو پارامتر 1) مساحت مولار و 2) ضریب توزیع توده سطح ماده فعال سطحی، با برازش منحنی داده های آزمایشگاهی به دست آمده اند. در همه موردهای بررسی شده، خطاهای معادله پیشنهادی این مطالعه نسبت به یکی از آخرین پژوهش های پیشین کم تر است. بازه ی میانگین مربع های خطا (MSE) برای معادله پیشنهادی 2(mn/m) 1/5-5/0 و برای معادله پیشین 2(mn/m) 9/23-8/1 است. نتیجه ها سازگاری خوبی را با داده های آزمایشگاهی در غلظت های کم تر و نزدیک به غلظت بحرانی مایسل (CMC) نشان می دهد.

در این پژوهش، از مدل ترمودینامیکی ساده و دقیق برای پیش بینی نمودارهای فازی دما فشار هیدرات گاز اتان بدون افزودنی و همچنین گاز اتان در حضور افزودنی محلول در آب تتراهیدروفوران (THF) با سه غلظت 5، 8 و 10 درصد مولی استفاده شد. این مدل بر مبنای برابری فوگاسیته در فازهای مایع وهیدرات می باشد. از نظریه واندروالس پلاتیو برای بیان فوگاسیته ی فاز هیدرات، مدل توزیع گروهی UNIFAC برای محاسبه فوگاسیته ی آب در فاز مایع و برای فوگاسیته ی فاز گاز از معادله حالت های PRو SRK استفاده شد. در بخش عملی با استفاده از دستگاه آزمایشگاهی، شرایط تعادلی دما و فشار برای تشکیل هیدرات گاز اتان در حضور و بدون حضور بهبود دهنده ی محلول در آب THF به دست آمد. نتیجه های به دست آمده از مدل با نتیجه های آزمایشگاهی مقایسه و دقت مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. توافق خوبی بین داده های آزمایشگاهی و مدل سازی به دست آمد. میانگین درصد خطای مطلق در سامانه های اتان خالص با دو معادله حالت SRKو PR، به ترتیب 92/0 % و 45/1 % و آب + اتان+ تتراهیدروفوران با دو معادله حالت SRKو PR، به ترتیب299/7 % و 42/7 % می باشند.

در این مطالعه، کمپرسور رفت و برگشتی دو مرحله ای گاز طبیعی با استفاده از مدل گاز ایده ال و واقعی شبیه سازی شده است. برای این منظور، مدل سازی صفر بعدی بر حسب زاویه لنگ توسعه داده شد. برای مدل سازی، قانون اول ترموینامیک و بقای جرم برای حجم های کنترل گوناگون شامل محفظه های سیلندر، محفظه های ورودی و محفظه های خروجی همراه با معادله های حرکت پیستون و سوپاپ، معادله شدت جریان جرمی از درون ارفیس و سوپاپ، و همچنین معادله های انتقال گرمای مبدل میانی مورد استفاده قرار گرفت. برای محاسبه ویژگی های ترمودینامیکی در مدل گاز واقعی از معادله حالت AGA8 استفاده شده است. نتیجه های به دست آمده از این مدل سازی برای یک کمپرسور هوا با استفاده از نتیجه های پژوهش های گذشته مقایسه و اعتبار بخشی شد. سپس به بررسی تأثیر استفاده از مدل گاز واقعی بر پیش بینی رفتار و پارامترهای کارایی کمپرسور دو مرحله ای گاز طبیعی پرداخته شد. فشار ورودی و خروجی این کمپرسور به ترتیب 122/4 و 795/9 مگاپاسکال می باشند. نتیجه ها نشان می دهد که فشار میانی در مدل سازی واقعی (015/4 مگاپاسکال) کم تر از شبیه سازی ایده ال(093/4 مگاپاسکال) می باشد. همچنین شدت جریان جرمی کمپرسور در مدل سازی واقعی (kg/h 67/730) بیش تر از مدل سازی ایده ال (kg/h 3/710) پیش بینی شده است. همچنین دمای گاز خروجی از کمپرسور در مدل سازی ایده ال کم تر از واقعی می باشد.

بتاکاروتن یک رنگدانه قرمز نارنجی است که در گیاهان و میوه ها یافت می شود. یکی از بهترین منابع تولید بتاکاروتن میکروجلبک ها می باشند. تاکنون تولید بتاکاروتن در نمونه های خالص بررسی شده است. به دلیل مشکل های عملی کشت های خالص، دراین مطالعه تنش شدت نور بر نمونه های کشت مختلط دریاچه خزر و میکروجلبک خالص دونالیلا سالینا اعمال و چگونگی رشد، میزان کلروفیل تولید شده و تجمع بتاکاروتن در گونه های مورد آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، شرایط عملیاتی آزمایش برای هر دو نمونه یکسان با 5/7 pH و دور هم زدن rpm 160 بود. تنش نوری در شرایط عملیاتی یکسان و دمای oC 28 – 26 در روز ششم اعمال شد. با اعمال این تنش مقدار بتاکاروتن در میکروجلبک دونالیلا سالینا از مقدار اولیه 9/5 به مقدار پایانی mol Beta-Carotene/g Protein 5/19 و در میکروجلبک دریاچه خزر از مقدار اولیه 3/7 به مقدار پایانی mol Beta-Carotene/g Protein 7/22 رسید. غلظت پروتئین در آغاز و پایان فرایند کشت های خالص و مختلط به ترتیب از 3/467 به mg/L 9/1239 و از 2/495 به mg/L 3/1131 رسید. نتیجه های به دست آمده از این مطالعه، پتانسیل بالای میکروجلبک کشت مختلط دریاچه خزر به عنوان جایگزین مناسب میکروجلبک خالص دونالیلا را نشان می دهد. درنتیجه تولید بتاکاروتن با استفاده از میکروجلبک های مختلط دریاچه ی خزر که نیازی به استریلیزاسیون ندارد، اقتصادی تر از نمونه خالص بوده و به دلیل هزینه های کم تر، امکان صنعتی شدن آن افزایش می یابد