پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1402 | دوره:17 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

در این پژوهش، ابتدا نانوذره های میان متخلخل نیکل هیدروکسید با روش حلال گرمایی سنتز؛ سپس، به عنوان ماده اولیه با حفظ ساختار و ریخت در یک عملیات گرمایی به نانوذره های نیکل اکسید تبدیل شدند. پس ازآن، به وسیله یک آسیاب گلوله ای با مس (П) دوپه شد. ازآن جایی که در طی فرایند سنتز از هیچ ماده شیمیایی سمی، گران قیمت و پیچیده استفاده نشد، نتیجه های این پژوهش می تواند از نظر علمی و صنعتی در تولید سایر نانومواد دوپه شده به کارگرفته شود. برای مطالعه های ساختاری و ترکیب شیمیایی نانو مواد سنتزشده، روش های میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) و اندازه گیری مساحت سطح و تخلخل سنجی با روش جذب و واجذب نیتروژن (BET) به¬کارگرفته شد. الگو های XRD ساختار FCC نانوذره های سنتزشده و عدم وجود فاز ناخالصی را نشان دادند. همچنین، اندازه گیری های BET میان متخلخل بودن نانوذره ها، سطح ویژه و حجم منافذ مناسبی را نشان داد. همچنین، رفتار کاتالیستی نانوذره های نیکل اکسید دوپه شده با مس در حذف و تخریب سونوفتوکاتالیستی آلاینده فنل تحت نور مرئی و امواج فراصوت مطالعه شد. ماده فنل محلول در آب به عنوان آلاینده مدل پس از افزودن کاتالیست نیکل اکسید دوپه شده با مس، تحت نور مرئی و امواج فراصوت در مدت 60 دقیقه، حدود 5/86 درصد تخریب شد.

در این پژوهش، یونش شیمیایی اسید آمینه والین در فشار اتمسفری از راه برهم کنش آن با یون های هیدرونیم و آمونیم با طیف سنج تحرک یونی مجهز به منبع یونش تخلیه کرونا بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که در حضور هیدرونیم به عنوان یون واکنشگر و آمونیم به عنوان دوپه کننده، یونش اسید آمینه والین از راه پروتونه شدن آن و تکه تکه شدن مولکول پروتونه شده و نیز تشکیل یون های افزایشی صورت می گیرد. دست کم شش گونه یونی به عنوان فراورده شناسایی شد. در طیف تحرک یونی والین دو نشانک به ترتیب به والین پروتونه شده و دوپار متقارن با مرز پروتون نسبت داده شد. تعیین دو نشانک دیگر از راه مقایسه طیف تحرک یونی والین و ایزوبوتیل آمین صورت گرفت. با معادله ارتباط جرم-تحرک بر پایه دو جرم استاندارد دو نشانک دیگر شناسایی شد. یکی از آن ها به یک خوشه یونی که از پیوند تکه یونی به مولکول خنثی والین به دست آمده، نسبت داده شد و دیگری به یک کربوکاتیون ناشی از تکه تکه شدن والین پروتونه از راه حذف آب مرتبط شد. با مطالعه تحول زمانی یون های فراورده و واکنشگر و نیز تغییر دمای محفظه دستگاه، منشاء پیشنهادی نشانک ها تایید شد. به این ترتیب بدون نیاز به جفت شدن دستگاه طیف سنج تحرک یونی به دستگاه طیف سنج جرمی، شناسایی فراورده های یونش انجام شد.

با توجه به گسترش و اهمیت نانوفیبرها در زمینه علوم دارویی و قابلیت استفاده از آن ها به عنوان پچ های پوستی حاوی داروهای موضعی، در این پژوهش، با افزودن کلیندامایسین به بسپارهای پلی وینیل الکل/پلی وینیل پیرولیدن و سپس الکتروریسی محلول بسپار، نانوفیبرهای حامل کلیندامایسین به دست آمد. نانوفیبرهای به دست آمده با طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف¬سنجی تفکیک انرژی (EDS)، نگاشت عنصری و آزمون زاویه تماس بررسی شدند. ﺑﺮرﺳﯽ ﻣﺎﻫﯿﺖ ﭘﯿﻮﻧـﺪ بین داروی کلیندامایسین با بستر پلی وینیل الکل/پلی وینیل پیرولیدن با نظریه کوانتومی اتم در مولکول (QTAIM) انجام شد. اثرهای پادباکتری محلول بسپار الکتروریسی نشده و نمدهای نانوفیبری به دست آمده بر سویه های استاندارد باکتری های سودوموناس آئروجینوزا، آسینتوباکتر و استافیلوکوکوس اورئوس بررسی شد. برپایه نتیجه های به دست آمده باکتری سودوموناس آئروجینوزا در برابر محلول بسپار الکتروریسی نشده و نیز نمد نانوفیبری کلیندامایسین مقاوم است. باکتری آسینتوباکتر در برابر محلول بسپار مقاوم است، ولی نانوفیبر کلیندامایسین بر آن اثر متوسطی دارد. نمد نانوفیبری کلیندامایسین و محلول بسپار الکتروریسی نشده بر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس بسیار موثر هستند. بنابراین، نمد نانوفیبری کلیندامایسین به عنوان چسب پوستی برای درمان عفونت های ناشی از باکتری استافیلوکوکوس ارئوس و آسینتوباکتر می تواند به کاررود. همچنین، محلول بسپار به عنوان یک محلول دارویی در درمان موضعی عفونت ناشی از باکتری های استافیلوکوکوس اورئوس می تواند مفید واقع شود.

در پژوهش حاضر، به منظور دستیابی به کارایی بیشتر و استفاده کمتر از الکتروکاتالیست پلاتین برای واکنش کاهش اکسیژن در کاتد پیل سوختی، فعالیت الکتروکاتالیستی نانوذره ها با 20 درصدوزنی پلاتین بر کربن (Pt(20wt%)/C) با نسبت های متفاوت، ماده پایدارکننده تری سدیم سیترات برای واکنش کاهش اکسیژن سنتز شد. نسبت های 1:12، 1:9 ،1:6 ،1:3 از پلاتین و تری سدیم سیترات (Pt/C:TC) به عنوان عامل پایدارکننده با روش اشباع-کاهش آماده شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM برای ریخت شناسی نانوکاتالیست و روش های ولت آمپرسنجی چرخه ای(CV)، ولت آمپرسنجی با روبش خطی پتانسیل (LSV)، الکترود دیسک چرخان (RDE) و طیف سنجی رهبندی الکتروشیمایی (EIS) برای ارزیابی واکنش کاهش اکسیژن در لایه کاتالیست کاتد در محیط اسیدی به کارگرفته شدند. نتیجه ها نشان داد که کارایی الکتروکاتالیست ساخته شده بانسبت Pt/C:TC برابر با 1:3 برای کاهش اکسیژن نسبت به سایر الکترودها بهتر است. همچنین، مقاومت انتقال بار کمتر، توزیع مناسب تر و سطح فعال الکتروشیمیایی (m2gpt 1/7) بهتری دارند. افزون براین، تعداد الکترون های واکنش کاهش اکسیژن نیز محاسبه شد که برای نسبت 1:3 از مسیر چهار الکترونی پیروی کرد.

در این پژوهش، یک روش بسیار سریع و دقیق برای تعیین نقاط تعادلی در سامانه های گاز-آب-هیدرات ارائه شده است. در این روش فقط داده های دما و فشار در مرحله سردکردن برای تعیین نقاط تعادلی تشکیل هیدرات مورد نیاز است. با به کارگیری مفاهیم آماری تحلیل سری های زمانی و همچنین، روش جمع تجمعی در تشخیص نقطه تغییر، زمان موردنیاز برای تعیین نقاط تعادلی تشکیل/ تجزیه هیدرات به شدت کاهش می یابد و نتیجه های دقیق تری به دست می آید. با این روش، چهار آزمایش برای تعیین شرایط تعادلی دما و فشار برای گاز اتان انجام شد. درصد میانگین انحراف مطلق با داده های تجربی دیتون-فراست، معادله تصحیح کامات و نرم افزارهای AQUAlibrium و CSMHYD برای داده های تکراری به ترتیب 67/5، 49/2، 54/9 و 89/1 به دست آمد. همچنین، یکی از آزمایش های پژوهشگران دانشگاه کرتین استرالیا در باره اثر ppm 1000 از ماده سطح فعال pTSA در هیدرات متان با این روش بررسی شد. درصد انحراف مطلق نسبت به داده تجربی و تخمین مدل سازی ترمودینامیکی آماری ایشان به ترتیب 23/0 و 89/1 به دست آمد.

مطالعه حاضر به بررسی حذف دو رنگ کاتیونی از محلول های آبی با نانوذره های گاما آلومینای اصلاح شده با ماده سطح فعال می پردازد. سنتر نانوذره در آزمایشگاه با روش سل- ژل انجام شد و پس از اصلاح سطح آن با ماده سطح فعال آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) به عنوان یک جاذب با موفقیت برای حذف رنگ های بازی قهوه ای 1 و بازی قرمز 46 از محلول های آبی پساب های صنعتی نساجی به کارگرفته شد. تصویرهای میکروسکوب الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف های فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) نشان دادند که سنتز و به دنبال آن اصلاح سطح نانوذره ها به درستی انجام شده است. وابستگی بین عامل های متفاوت شامل زمان تماس، غلظت اولیه رنگ ها، مقدار جاذب و pH محلول با روش سطح پاسخ (RSM) بررسی شد و زمان تماس 15 دقیقه و pH برابر 6 و غلظت های 5/27 و 6/41 میلی گرم بر لیتر و مقدار جاذب 03/0 و 035/0 گرم به ترتیب برای رنگ های بازی قهوه ای 1 و بازی قرمز 46 به عنوان مقادیر بهینه به دست آمد. تاثیر دما و مزاحمت گونه های دیگر نیز مطالعه شد و مقدار حذف رنگ های بازی قهوه ای 1 و بازی قرمز 46 در شرایط بهینه به ترتیب 12/93 و 34/97 درصد به دست آمد و مشخص شد که مقدار حذف رنگ با نانوذره های اصلاح شده کارایی بیشتری داشت.

یون های نیترات به دلیل حلالیت بالا در آب به عنوان تهدیدی جدی برای منابع آب سطحی و زیرزمینی بشمار می روند. بنابراین، حذف آن ها از منابع آبی لازم است. برای حذف نیترات از آب روش های زیادی وجود دارد که از ساده ترین آن ها می توان به حذف آن ها با جاذب هایی مانند زئولیت ها اشاره کرد. در این کار پژوهشی، ذره هایی از مس اکسید و آهن اکسید بر زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت شهر میانه نشانده شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نانوجاذب های تهیه شده با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی بازتابی پخشی (DRS) و اندازه گیری سطح ویژه جاذب ها با روش (BET) بررسی شد. پس از انتخاب جاذب مناسب، سایر عامل های عملیاتی مانند غلظت آلاینده، مقدار جاذب، pH محلول بر بازده حذف بررسی شد. بیشترین بازده جذب نیترات بر زئولیت کلینوپتیلولیت بارگذاری شده با مس اکسید 5 درصد در pH حدود 4 تا 9 در غلظت های پایین نیترات و مقدار جاذب 15میلی گرم به ازای هر لیتر به دست آمد.