شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1402 | دوره:42 | شماره:3 |تعداد مقالات:30

پورفیرین ها را می توان به طور گسترده به عنوان بیوکمپلکس های جایگاه فعال در نظر گرفت، در این حال می­ توان از پورفیرین فلزی سنتزی بر مبنای زیست الگو ( بیومیمتیک) به عنوان شبه ­آنزیم استفاده کرد. سیستم متشکل از کمپلکس فلز پورفیرین - سیستئین  و پلیمر "پلی اتیلن گلیکول (پگ)" یا  مواد سطحی فعال مخلوط "سدیم دودسیل سولفات و دودسیل تری­اتیل آمونیوم بروماید (اس­دی­اس/دی­تب)"  برای مدل­ سازی کلروپراکسید از طبیعی به کار برده می ­شود. کلروپراکسیداز طبیعی می­ تواند عملکرد پراکسیدازی، یعنی اکسید کردن سوبستراها در pH های متفاوت داشته باشد. در غیاب سوبسترای مناسب، کلروپراکسیداز هیدروژن­پراکسید را تجزیه می کند و دارای فعالیت کاتالازی است. متال-تترا(2-پیریدیل) پورفیرین (M-TPP)، پررزونانس­تر و دارای گروه ­های کشنده، قوی­تر از هِمین (جایگاه فعال آنزیم طبیعی) در فعالیت شبه ­پراکسیدازی و کاتالازی عمل می­ کند. Fe-TTP دارای حداکثر فعالیت پراکسیدازی در میان فلز - پورفیرین­ ها با فلزات مرکزی از جمله آهن (III)، منگنز (III) و روی (II) است. جزء سه گانه: " Fe-TPP – سیستئین - پگ"، بیشترین کارآیی را از طریق کاهش پارامتر میکائیلیس - منتن ( ) دارا می باشد. مشاهده می شود که آبگریزی پورفیرین با تغییر فلز مرکزی به ترتیب به صورت آهن (III)، منگنز (III) و روی (II) افزایش می ­یابد. در این حالت آبگریز بودنِ جایگاه فعال نانوزایم شبه­ پراکسیدازی پتانسیلی برای ورود بیشتر سوبسترای هیدروفوب (گایاکول) به چرخه واکنش و در نتیجه فعالیت و کارایی بیشتر Fe-TPP نسبت به کمپلکس ­های  دیگر M-TPP است.  در مرحله دیگر، برای طراحی کاتالیست زیستی کاتالازی، Mn-TPP دارای حداکثر فعالیت کاتالازی در میان دیگر فلز - پورفیرین­ های ذکر شده می­ باشد. جزء سه­ گانه: "Mn-TPP – سیستئین - اس­دی ­ اس/دی­تب"، بیشترین کارآیی را از طریق کاهش پارامتر میکائیلیس - منتن ( ) دارا می ­باشد. میکروسکوپ الکترونی عبوری نانوزایم­ های " M-TPP – سیستئین - پگ"  را به صورت کلوئیدهای هیدروژلی حفره حفره  نشان می دهد که در مقایسه با بیوکاتالیست­ های وسیکلی تک حفره " M-TPP – سیستئین -  اس­دی­اس/دی­تب "  از طریق سطح ویژه بالاتر برای برخورد موثر با سوبسترای آلی نانوزایم پراکسیدازی، کارایی بیشتری را ایجاد می کند.  

در این مقاله، نانوکامپوزیت آهن اکسید نانو ذره دوپه شده با Mn2+ / گرافن اکسید کاهیده (Mn-IONs@RGO) برای اولین بار از طریق یک فرآیند سنتز الکتروشیمیایی ساخته شد. فرآیند سنتز الکتروشیمیایی برپایه رشد الکتروشیمیایی نانوذره­های آهن اکسید بر روی ورقه­های گرافن اکسید کاهیده روی الکترود کاتد رسوب داده شده، می­باشد. الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) نانوکامپوزیت سنتز شده ساختار بلوری مگنتیت را نشان می­ دهد. در ساختار نانوکامپوزیت سنتز شده، ریخت ­شناسی نانوذره­ای آهن اکسید و دوپ شدن کاتیون­ های Mn2+ دوپه شده در ساختار کریستالی آن ها و حضور ورقه ­های گرافن اکساید کاهیده از طریق مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و آنالیزهای طیف سنجی پراش انرژی پرتوایکس (EDS) و اسپکتروسکوپی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) تایید شدند. نمونه­ ی Mn-IONs مرکب از ذره­ های کروی با اندازه­ای دانه بین 20-25 نانومتر با ترکیب عنصری 36/71 درصد وزنی آهن، 71/7 درصد منگنز و 93/20 درصد اکسیژن مشخص گردید. هم­چنین، نمونه ­ی Mn-IONs@RGO ترکیب عنصری متشکل از 15/59 درصد وزنی آهن، 42/8 درصد وزنی منگنز، 67/23 درصد اکسیژن و 76/8 درصد وزنی کربن بود. حضور منگنز  و کرین در ترکیب عنصری نمونه­ی Mn-IONs@RGO به ترتیب موید دوپه شدن IONs با کاتیون­های منگنز و تشکیل نانوذره­های Mn-IONs روی لایه های RGO از طریق فرایند سنتز الکتروشیمیایی است. ماهیت سوپرپارامغناطیس نانوکامپوزیت سنتز شده از طریق آنالیز مغناطیس سنجی نمونه مرتعش (VSM) و منحنی M-H تعیین شد. نانوکامپوزیت تهیه شده ویژگی­ های مغناطیسی برابر با emu.g-1 86/31 = Ms، emu.g-1 07/0 = Mr و G 29/2 = Hci را نشان داد.  

باتری­های قابل شارژ یون منیزیم  برای ذخیره­ی انرژی الکتریکی مفید هستند زیرا فراوانی و چگالی انرژی منیزیم از لیتیم بیشتر است. در این تحقیق، با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی ساختار اولیه­ی نانولوله­ های کربنی تک­دیواره دسته ­صندلی (4و4)، (5و5) و (6و6) با استفاده از روش ­M06-2X و مجموعه پایه ­ی (d,p) 6-31g توسط بسته نرم­افزاری گوسین 09 بهینه شده است. سپس، برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها مطالعه شد تا قابلیت آنها برای ساخت باتری­های منیزیمی ارزیابی شود. نتایج نشان می­ دهد که کمپلکس­ های ایجاد شده از این ساختارها انرژی­ های اتصال خوبی دارند و هرچه قطر خارجی نانو­لوله ­ها بیشتر باشد انرژی اتصال مطلوب­تر است. در واقع، فاصله انرژی این نانو­لوله­ ها با افزایش قطر نانولوله­ کاهش می­یابد و بر قدرت اتصال آنها به یون منیزیم تأثیر می گذارد. از طرفی، نانو­لوله­ های نیترید­بور متناظر با نوع کربنی نیز با روش مشابهی بهینه شد و برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها نیز بررسی شد. نتایج نشان می­دهد که نانو­لوله­ های نیترید­بور با قطر خارجی کمتر کمپلکس­های با انرژی اتصال بیشتر با یون منیزیم تشکیل می ­دهند. به طور کلی، هر دو نوع این نانو­لوله ­ها گزینه ­های خوبی برای تهیه­ ی ماده­ی آندی در باتری­ های یون منیزیم هستند. سرانجام، بیشتر شدن انرژی اتصال کمپلکس ­های آنها با یون منیزیم با افزایش ولتاژ باتری همراه است.

در این پژوهش، فیلم های متشکل از نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده تهیه شده از خمیر کرافت سفیدسازی شده­ ی اکالیپتوس و اکسید گرافن با روش قالب­گیری محلول تولید شدند. ساختار ریخت­ شناسی، پایداری حرارتی و ویژگی­ های مکانیکی فیلم­ های نانوکامپوزیت  نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده و اکسید گرافن (TOCNF/GO)  با پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه(FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تحلیل گرمایی وزن­ سنجی (TGA)  و آزمون مقاومت کششی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده از طیف XRD ، طیف FTIR  و مشاهده­ های  SEM نشان دادند که نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده و اکسید گرافن قادر به تشکیل فیلم ­های نانوکامپوزیت با ساختار همگن در درصد­های وزنی کم اکسید گرافن هستند. در مقایسه با فیلم­ های نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده(TOCNF/GO0%)، ​​ میانگین مقاومت کششی فیلم ­های نانوکامپوزیت نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده و 5/1 درصد وزنی اکسید گرافن(TOCNF/GO1.5%)، 19 درصد افزایش یافت که از نظر آماری معنی ­دار نبود. همچنین میانگین مقاومت کششی فیلم­ های نانوکامپوزیت نانوفیبرهای سلولزی تمپو اکسید شده و 3 درصد وزنی اکسید گرافن (TOCNF/GO3%)،  5/14 درصد کاهش یافت که از نظر آماری معنی­ دار نبود.  نتایج تحلیل گرمایی وزن­سنجی نشان داد که دمای تخریب حرارتی فیلم ­های نانوکامپوزیت TOCNF/GO0.5%، TOCNF/GO 1.5% و  TOCNF/GO3% در مقایسه با فیلم TOCNF/GO0%  کمی به سمت دمای پایین­تر تغییر کرد.

فیلم های زیست تخریب پذیر بر پایه نشاسته ذرت و ژلاتین گاوی با بکارگیری اکسترودر دوماردون همسوگرد و استفاده از آب و سوربیتول به عنوان دو نرم کننده تولید شد. به منظور بالا بردن آبگریزی از دو روش واکنشی بهره برده شد: یکی ایجاد پیوند شیمیایی با واکس پارافین با انیدرید مالئیک و دیگری استیله کردن با بهره گیری از انیدرید استیک. در هر دوی این روش ها اکسترودر به عنوان واکنش­گاه بکار رفت. سپس، فیلم های زیست تخریب پذیر از آمیخته های دوتایی نشاسته/ژلاتین و سه تایی نشاسته/ژلاتین/نشاسته پیوند خورده با پارافین و نیز نشاسته/ژلاتین/نشاسته پیوند خورده با انیدرید استیک با همان فرآیند اکستروژن ریخته گری شدند. فیلم ها از نظر خواص مکانیکی و سدگری در برابر رطوبت با استفاده از آزمون های کشش، زاویه تماس، جذب آب و تراوایی بخار آب ارزیابی و مقایسه شدند. نتایج نشان داد با وارد کردن نشاسته پیوند خورده با پارافین به آمیخته نشاسته/ژلاتین میزان آبگریزی بر اساس سه شاخص زاویه تماس با آب بیش از ° 28 افزایش، جذب آب 9 درصد کاهش و تراوایی بخار آب 2/4 درصد کاهش می یابد و در عین حال ویژگی های مکانیکی با آمیخته دوتایی نشاسته/ژلاتین قابل مقایسه است. از سوی دیگر در فیلم های تهیه شده از نشاسته/ژلاتین/انیدرید استیک در مقایسه با نشاسته/ژلاتین زاویه تماس ° 21 افزایش یافت و جذب آب 5/4 درصد کم شد، اما خواص مکانیکی افت کرد و تراوایی نسبت به بخار آب 5/3 درصد افزایش یافت.

یکی از راه حل هایی که با توسعه نانوفناوری و الکتروریسی توسعه نسل جدید غشاها پیشنهاد شده است، استفاده از الیاف برای تهیه غشاهای متخلخل می باشد. این الیاف به صورت نانوکامپوزیتی نیز قابل تهیه بوده و کارکرد غشاها با اضافه کردن نانوذرات به شدت بهبود می یابد. در این مطالعه غشاهای نانوکامپوزیتی الیافی از جنس پلی فنیل سولفون و به روش الکتروریسی ساخته شد. به عنوان افزودنی در غشاهای الیافی از گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده با پلی اکریلامید بهره گرفته شد. برای اصلاح گرافن اکسید، مونومر آکریل­آمید با استفاده از روش پلیمریزاسوین رادیکالی زنده در سطح گرافن اکسید، پلیمریزه شد. با توجه به بررسی های انجام شده، گرافن اکسید اصلاح شده با پلی آکریلامید تاکنون در روش الکتروریسی به عنوان افزودنی استفاده نشده و تاثیر آن بر عملکرد غشا مورد مطالعه قرار نگرفته است. گرافن اکسید و غشاهای سنتز شده با آنالیزهای گوناگون، مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند و مشخص شده که افزودن گرافن اکسید اصلاح شده به غشا باعث بهبود خواصی از قبیل هیدروفیلیسیته و شار آب خالص می گردد، طوری که زاویه تماس آب در غشاهای حاوی 0.5 درصد گرافن اکسید و گرافن اکسید اصلاح شده نسبت به غشای بدون افزودنی به ترتیب 9 و 21 درجه کاهش نشان داد. میزان تورم در این غشاها به ترتیب 110 و 175 درصد نسبت به غشای خالی افزایش داشت. شار آب خالص در این غشا ها 221 و 360 به دست آمد که نسیت به غشای خالی بیشتر بود.کارایی غشاها با بررسی حذف نمک ها، رنگ ها و فلزات سنگین مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که غشاهای نانوکامپوزیتی به صورت موثرتری می توانند این گونه ها را حذف نمایند. در حذف نمک ها و فلزات سنگین غشای دارای 1/0 درصد از گرافن اکسید عملکرد بهینه داشت و در حذف رنگ های غشای بهینه دارای 1 درصد گرافن اکسید اصلاح شده بود.

در این مقاله ساخت یک غشاء پلیمری درون گیر (که به اختصار "پیم" نامیده می شود) حاوی اتر تاجی دی سیکلو هگزانو-18-کراون-6 (DC18C6) و کاربرد آن در استخراج یون کروم(VI) از محلول های آبی گزارش شده است. غشاهایی با استفاده از پلیمرهای پایه پلی وینیلیدین فلوراید-co-هگزا فلوئورو پروپیلن (PVDF-HFP)، سلولز تری استات (CTA) و پلی وینیل کلراید (PVC)، به همراه استخراج کننده DC18C6 و نرم کننده ارتو-نیترو فنیل اکتیل اتر (NPOE) با نسبت های وزنی مختلف تهیه شدند. این غشاها از نظر شفافیت، مقاومت مکانیکی و توانایی استخراج یون کروم(VI) از محلول های اسیدی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. از میان غشاهای تهیه شده، غشاء با ترکیب 45 درصد وزنی پلیمر PVC، 20 درصد DC18C6  و 35 درصد NPOE به عنوان غشاء بهینه انتخاب شد. غشاء انتخاب شده قادر به استخراج 57 درصد از یون های کروم(VI) در محلولی با غلظت اولیه 4/10 میلی گرم بر لیتراز این یون و غلظت2/1 مول بر لیتر هیدروکلریک اسید، پس از 21 ساعت است. بررسی ها نشان داد که فرآیند استخراج با تشکیل زوج یون [DC18C6H+][CrO3Cl-] همراه است. غشاء تهیه شده دارای ظرفیت 7 میلی گرم از یون های کروم(VI) بر گرم غشاء است. این غشاء قادر به استخراج گزینشی بسیار خوب یون های کروم(VI) از محلول های حاوی مس(II)، نیکل(II)، روی(II)، کادمیم(II) و نیترات است. غشاء مورد مطالعه برای حذف کروم(VI) از برخی نمونه های حقیقی بکار گرفته شد. مطالعه  سینتیک و هم دمای فرایند استخراج نشان داد که  فرآیند استخراج کروم(VI)توسط غشاء مورد مطالعه به ترتیب از معادله شبه مرتبه دوم و مدل هم دمای دابینین-رادشکوویچ تبعیت می کند.

در این تحقیق، نانوورقه­ های اکسیدگرافن­کاهش یافته (rGO) 32 لایه­ای با نواقص کربنی، به عنوان یک نانو-جاذب،  با استفاده از روش تک مرحله­ای سونو-سالوترمال سنتز شد. خصوصیات این نانو-جاذب با استفاده از آنالیزهای مختلفی همانند XRD، Raman، FESEM، آنالیز 3D، TEM، EDS، FTIR و طیف سنجی UV-Vis تعیین شد. نتایج نشان داد که rGO به خوبی طی فرآیند سونو-سالوترمال و کاهش مؤثر اکسید گرافن تشکیل شد. به طوری که، با توجه به نتایج آنالیز رامان، کاهش GO به rGO و نیز ایجاد نواقص ساختاری تأیید شد. همچنین با توجه به نتایج طیف ­های UV-Vis، پیک ظاهر شده در طول موج nm 300 در طیف اکسیدگرافن، منسوب به انتقال n به *π پیوندهای C=O موجود در گروه های عاملی، در طیف rGO ظاهر نشد. این نانو-جاذب در حذف سیپروفلوکساسین (آنتی بیوتیک فلوروکینولون)، به عنوان یک آلاینده­ی مدل از گروه آلاینده های نوظهور، مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، بیشینه کارآیی جذب سطحی برای آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین با استفاده از rGO در طول 120 دقیقه حاصل شد (%9/98). همچنین بررسی ایزوترم­ های جذب نشان داد که فرآیند جذب سطحی مذکور منطبق با ایزوترم جذب فرندلیچ است.

در این مطالعه از پودر برگ کاسنی فرآوری شده به عنوان جاذب طبیعی برای حذف یون­ کبالت از محیط­ های آبی استفاده شد. جاذب بومی فرآوری شده توسط چندین روش از جمله پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه (FTIR)، تخلخل­سنجی Brunauer-Emmet-Teller) BET) و آنالیزور اندازه ذرات (PSA) مشخصه یابی شد. مجموعه ­ای از آزمایش­ ها برای تشخیص شرایط بهینه و بررسی اثرات پارامترهای گوناگون مانند غلظت اولیه ، زمان تماس، مقدار دوز جاذب، pH محلول و دما بر روی درصد جذب انجام شد. شرایط بهینه به دست آمده برای حذف کبالت عبارتند از: 8-6=pH ، زمان تماس 20 دقیقه، دوز جاذب 20 میلی گرم و غلظت اولیه 15 (میلی گرم بر لیتر). داده­های جذب نشان داد که روند جذب با ایزوترم لانگمویر سازگارتر است. داده­های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی، با کاهش آنتروپی و گرمازا است. سرانجام جاذب معرفی شده با جاذب قوی مانند نانولوله کربنی که با نانوذرات نقره دوپه شده بود (Ag2O-MWCNT) مقایسه شد. شرایط بهینه برای حذف یون کبالت توسط جاذب سنتزی فرآوری شده عبارت بودند از: غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر ، زمان تماس 40 دقیقه ، مقدار جاذب 30 میلی گرم و 7=pH. داده­های جذب نشان داد که فرایند جذب برای یون کبالت با ایزوترم فروندلیچ سازگار است. داده ­های سینتیکی با مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی معتبر مطابقت داشتند. محاسبه مقادیر ترمودینامیکی نشان داد که روند جذب به صورت خودبخودی و گرما زا بوده است. نتایج این مقایسه نشان می­ دهد جاذب طبیعی معرفی شده حتی بهتر از جاذب سنتزی و گران قیمت عمل می ­کند و در صورتی که فراوری­ ها و اصلاحات بیشتری بر روی این جاذب انجام گیرد، چشم­ انداز امیدوارکننده­ای را فراهم می­ کند.

در این مطالعه، از دو نانوذره TiO2 و Fe2O3  به منظور افزایش بازده فرآیند جذب و واجذب کربن دی اکسید بهره­ گیری شده است. بر این اساس، دو نانوذره ذکر شده در کسر وزنی­ های مختلف و با به ­کار گیری محلول متیل دی اتانول آمین با کسر وزنی 10 درصد، در فرآیند جذب و واجذب در یک برج حباب­دار مورد مطالعه قرار گرفتند. در این راستا، ضمن بررسی پایداری نانوسیالات با استفاده از آنالیز Zeta potential ، نتایج تجربی بدست آمده برای فرآیند جذب و واجذب کربن دی اکسید در حضور نانوذره های ذکر شده، گزارش شد. نتایج بدست آمده نشان داد که هرچند هر دو نانوذره در بهبود بازده فرآیند جذب به طور موثری عمل کردند، با این حال نانوسیال TiO2 با کسر وزنی 1/0 % به دلیل پایداری بالا، حداکثر بازده را ارایه کرد، به طوری که سرانجام منجر به افزایش میزان جذب کربن دی اکسید تا 4/28 % نسبت به حلال پایه شد. علاوه بر این بررسی­ های صورت گرفته در فرآیند احیا نشان داد که هرچند ماهیت فلزی نانوذره های Fe2O3 در افزایش بازده واجذب کربن دی اکسید به میزان چشمگیری اثرگذار بوده است، اما پایداری پایین­تر آن­ها نسبت به نانوذره های TiO2 سرانجام منجر به تاثیر کمتر آن­ها در فرآیند احیا شد بر این اساس نتایج بدست آمده نشان داد که بازده واجذب کربن دی اکسید در حضور نانوذره های TiO2 با کسر وزنی 05/0 % به میزان 8/25 % و در حضور نانوذره های Fe2O3 با کسر وزنی  05/0 % به میزان 5/28 % در دمای 70 درجه سلسیوس بوده است.

در این تحقیق به طریق نظری برهمکنش نانولوله بور نیترید (6،6) با طول  nm8  با ویتامین ب6 (پیریدوکسال فسفات) مورد بررسی قرار گرفت و اثرات نامستقر شدن الکترونی، برهمکنش های دوقطبی- دوقطبی و دافعه های فضایی بر روی خواص ساختاری و الکترونی و میزان واکنش پذیری ویتامین ب6 (پیریدوکسال فسفات) در حضور نانولوله بور نیترید (6.6) تک دیواره با طول 8 آنگستروم، با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی نظریه تابعی چگالی، در سطح نظری محاسباتی B3LYP و سری پایهG* 31-6 مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه به منظور تعیین خاصیت رسانایی الکتریکی و رفتار شیمیایی نانولوله ­های بور نیترید در واکنش با ویتامین ب6، انرژی های الکترونی، ممان های دوقطبی، شکاف انرژی اوربیتال ­های مولکولی هومو- لومو، سختی شیمیایی (η)، پتانسیل شیمیایی الکترونی (μ) و الکترونگاتیویته مولیکن (χ) و انرژی جذب (EAd) در فاز گازی و حلال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که انرژی جذب در فاز گازی و حلال به ترتیب با 962/12- و 895/7- کیلوکالری بر مول می باشد که نشان می دهد واکنش جذب در هر دو فاز از نظر انرژی انجام پذیر است. در فاز گازی شکاف انرژی در مخلوط کپسوله شده ویتامین ب6 - نانولوله بور نیترید، (517/3Eg=  الکترون ولت) نسبت به شکاف انرژی در مولکول ویتامین ب6 به تنهایی (561/4Eg=  الکترون ولت) کاهش یافته است. در مخلوط کپسوله شده ویتامین ب6 - نانولوله بور نیترید، با کاهش شکاف انرژی  Eg، میزان پارامتر سختی کمتر شده، همچنین پارامتر نرمی کاهش یافته و مقادیر الکترونگاتیوی و الکتروفیلیسیتی افزایش یافته است.

نانوذره های اکسید آهن سوپرپارامغناطیس (SPIONs) با ترکیب مولکولی Fe3O4 برای برهمکنش های پروتئینی و مطالعه دارورسانی در نظر گرفته شد. با توجه به این که SPIONs  در نانوپزشکی و سامانه های دارورسانی نقش چشمگیری دارند، بررسی برهمکنش بین SPIONs و یک پروتئین مدل و تغییرهای ساختاری و عملکردی آن می تواند در پژوهش های علمی روشنگر باشد. SPIONs با اندازه­ های 20، 50 و 100 نانومتر انتخاب شدند. مطالعه طیف سنجی UV-visible، برهمکنش بین پروتئین-نانوذره را نشان داد. دورنگ نمایی دورانی به منظور اندازه گیری تغییرها در ساختار ثانویه لیزوزیم در برهمکنش با SPIONs  استفاده شد و کاهش چشمگیری در ساختارهای مارپیچ پروتئین مشاهده شد. تجزیه و تحلیل خاموشی فلورسانس پروتئین به منظور درک ماهیت برهمکنش پروتئین-نانوذره مورد استفاده قرار گرفت.  برهمکنش SPIONs و لیزوزیم ترکیبی از خاموش شدن دینامیک و استاتیک را نشان دادند. فعالیت و ویژگی های آنزیمی لیزوزیم متصل به SPIONs در مقایسه با لیزوزیم آزاد اندازه­ گیری شد. فعالیت به طور چشمگیری در هر اندازه از SPIONs کاهش یافته است، اما Km تحت تاثیر شرایط گوناگون واکنش تغییر کرده است.

در این پژوهش، عملکرد آنتی اکسیدانی آلفاتوکوفرول، α-TOCO، یکی از گونه­ های فعال ویتامین E با رادیکال CCl3O2 با استفاده از نظریه تابعیت چگالی، DFT، و مدل پیوستار قطبش­پذیر شبه هادی، CPCM، در سطح نظری B3LYP/6-31G** و سه فاز مختلف گاز، روغن و آب مطالعه شده است. محاسبات انرژی برهمکنش نشان می­ دهد که بین رادیکال CCl3O2 و α-TOCO نیروی جاذبه وجود دارد و مقدار آن در فاز روغنی و آب بیش­تر از فاز گازی می­ باشد. مطالعه سازوکارهای انتقال الکترون، ربایش اتم هیدروژن و اضافه­ شدن رادیکال نشان می­ دهد که فرایند اضافه شدن رادیکال نسبت به دیگر واکنش­ ها از نظر ترمودینامیکی مطلوب­تر می­ باشد و فازهای روغنی و آبی هر دو فازهای مناسب برای انجام این نوع فرآیندها هستند. مقادیر کمیت­ های واکنش­ پذیر محاسبه شده نشان می­ دهد که α-TOCO در برابر رادیکال CCl3O2 تمایل به اکسیدشدن دارد که این تمایل در فاز آبی از همه بیشتر می­ باشد. همچنین با جذب رادیکال بر روی α-TOCO در هر فاز، خاصیت آنتی­ اکسیدانی α-TOCO کم می­ شود و الکترون­پذیرندگی آن افزایش می ­یابد. نتایج محاسبات نظریه تابعیت چگالی وابسته به زمان، TD-DFT، نشان می­ دهند که طول­ موج بیشینه جذب، λmax، و قدرت نوسانگر متناظر با آن، fmax، برای α-TOCO در فاز روغنی بیشتر از فاز گازی و آب می­ باشد.λmax و fmax ها با جذب رادیکال بر روی α-TOCO به­ طور قابل ملاحظه تغییر می ­کند و در فازهای روغنی و آبی،λmax  همتافت CCl3O2 و α-TOCO  نزدیک به طول موج نور قرمز رنگ می­ شود. نتایج حاصل از محاسبات اتم ­ها در مولکول ­ها، AIM، نشان می ­دهند که برهمکنش­ های ایجاد شده بین α-TOCO و رادیکال CCl3O2 در هر سه فاز از نوع پیوند هیدروژنی و واندروالسی است با این تفاوت که تعداد پیوندها و قدرت پیوندهای ایجاد شده به ترتیب از فاز روغنی به فاز آبی و از فاز آبی به فاز گازی کاهش می ­یابد. این نتیجه با مقادیر محاسبه ­شده برای انرژی ­های برهمکنش و مقادیر کمیت­ های ترمودینامیکی واکنش اضافه ­شدن رادیکال به α-TOCO مطابقت دارد.

افزایش گرمای کره زمین و نیاز روز افزون به انرژی موضوعات مهمی هستند که موجب گسترش انواع انرژی تجدید پذیر شده است. هدف بررسی اثر افزودن سولفیدکادمیم و سولفیدروی در سولفیدمس و سولفیدسرب و بهبود حساسیت سل ساخته شده به روش جذب و واکنش متوالی لایه یونی در شرایط نور و تاریکی است. بهترین سل ساخته شده در طی انجام این پروژه سل 8CuS/2CdS / 8 PbS (0.5 M)  / Cu sheet می باشد. بیشترین اختلاف شدت جریان تاریکی و نورسل مذکور در پتانسیل یک ولت 14 میلی آمپراست. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی سل مذکور نشان داد ذرات نیمه هادی در حد نانومتر است. بررسی خاصیت فتوالکتروشیمیایی به کمک تکنیک های الکتروشیمیایی کرونوآمپرومتری، ولتامتری چرخه ای و کرونوپتانسیومتری انجام شده است .

در این تحقیق، فعالیت و اثر انرژی پتانسیل فشار حلقه در سیکلو آلکین های ساده 10-7 عضوی در واکنش با نیتریل اکسیدها، نیتریل سولفیدها و تری آزول ها توسط روش DFT مطالعه شده است. خواص ساختاری، داده های ترمودینامیکی و سینتیکی مثل تغییرات انرژی آزاد واکنش (ΔrG)، تغییرات انرژی آزاد حالت گذار (ΔG*) و ثابت های سرعت واکنش (k) در دمای K 298 بدست آمده و تاثیر گروه های استخلافی (R) در دوقطبی ها (R-CNO, R-CNS, R-N3) بر روی بروی سرعت واکنش بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش اندازه حلقه و خمش پیوند سه گانه و در نتیجه افزایش انرژی پتانسیل فشار حلقه در سیکلوآلکین ها، ΔG*واکنش حلقه زائی کاهش می یابد. همچنین ثابت های سرعت و تغییرات انرژی آزاد واکنش ها با کاهش اندازه حلقه افزایش می یابد.

در این کار پژوهشی کاتالیزگر گرافن اکسید عامل دار شده با 2-آمینوبنزوتیازول و فسفریک اسید به عنوان کاتالیزگر ناهمگن جهت تهیه آمیدوآلکیل نفتول ها استفاده شد. نخست گرافن اکسید تک لایه نانوساختار به روش اصلاح شده هامر از اکسایش در حضور اکسنده های قوی مانند سولفوریک اسید ، سدیم نیترات و پتاسیم پرمنگنات تهیه شد و در مرحله بعد بوسیله 2-آمینوبنزوتیازول عامل دار شد. جهت افزایش خواص کاتالیزگری فسفریک اسید بر روی محصول حاصل قرار داده شد. شناسایی کاتالیزگر و حدواسط گرافن اکسید عامل دار شده توسط روش های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی، طیف سنجی پراش انرژی اشعه ایکس و آنالیز گرمایی وزن سنجی انجام شد. جهت بررسی کارایی کاتالیزگر در تهیه ترکیبات آلی، واکنش تهیه آمیدوآلکیل نفتول ها در حضور کاتالیزگر در شرایط بدون حلال از واکنش سه جزئی 2-نفتول، آلدئیدها و آمیدها (اوره و استامید) بررسی شد. بمنظور بدست آوردن شرایط بهینه، واکنش در حضور 4-کلروبنزآلدئید با تغییر مقدار کاتالیزگر، دما، زمان و حلال انجام شد که در بهترین حالت مقدار 02/0 گرم کاتالیزگر در زمان 20 دقیقه، شرایط بدون حلال و دمای 70 درجه سانتیگراد محصول با بازده 95 درصد بدست آمد.  واکنش در حضور آلدئیدها با گروه های عاملی گوناگون با بازده مناسب انجام شد.  کاتالیزگر و روش مورد استفاده سازگار با محیط زیست بوده و از مزایای آنها در دسترس و غیر سمی بودن، عدم استفاده از حلال، زمان کم واکنش، خالص سازی آسان و عدم تولید محصولات جانبی می باشد.

در این پژوهش، تاثیر کمپلکس کبالت تری گوانیدین بنزایمیدازول تریس(تتراکیس(5،3- تری فلوئورومتیل) فنیل) بورات بر روی واکنش الکترون دوستی آروماتیکی ایندول بررسی شده است. این واکنش به دلیل تشکیل پیوند کربن – کربن و شرکت یک ترکیب هتروسیکل از این نظر اهمیت دارد که می تواند در سنتز ترکیب های هتروسیکل راهگشا باشد. برای این منظور ابتدا کمپلکس کبالت تری گوانیدین بنزایمیدازول تری کلرید Co(GBI)33+, 3Cl- از واکنش کبالت (II) کلرید شش آبه با گوانیدین بنزایمیدازول سنتز شده و تاثیر آن بر واکنش جایگزینی – افزایشی الکترون دوستی آروماتیکی مطالعه شد. نتیجه ها نشان دادند که این کمپلکس نمی تواند واکنش ایندول را با بتا- نیترو استایرن کاتالیز کند. سپس کمپلکس کبالت تری گوانیدین بنزایمیدازول تریس(تتراکیس(5،3- تری فلوئورومتیل) فنیل) بورات، Co(GBI)33+, 3BArf-  سنتز شده و واکنش الکترون دوستی ایندول با بتا- نیترواستایرن در حضور مقدار 10% مولی از این کمپلکس مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان دادند که جایگزینی یون کلرید با یون تتراکیس(5،3- تری فلوئورومتیل) فنیل) بورات سبب می شود که واکنش به خوبی پیش برود و کاتالیز شود زیرا خصلت چربی دوستی کمپلکس افزایش یافته و در حلال های با قطبیت کم تر مانند دی کلرومتان حل می شود و در مجاورت بتا- نیترواستایرن قرار گرفته و با آن برهمکنش های قوی تری می دهد. به طوری که بخش گوانیدین بنزایمیدازول موجود در کمپلکس، با بتا- نیترواستایرن پیوند هیدروژنی می دهد وآن را برای حمله ایندول واکنش پذیرتر می کند. در ادامه واکنش 5- متوکسی ایندول نیز با بتا- نیترواستایرن بررسی گردید و مشخص شد که این کمپلکس به طور کلی واکنش الکترون دوستی ایندول و ایندول های استخلافی با بتا -نیترو استایرن را سرعت می بخشد.

در این تحقیق توتومری­شدن مولکول 3, 4-دی هیدرو پیریمیدین-2(اH)-ایمین(3,4DHP) به 1, 6-دی هیدرو پیریمیدین-2-آمین(1,6DHP) و به 1, 4-دی هیدرو پیریمیدین-2-آمین (1,4DHP)در سطح محاسباتی B3LYP/6-31++G(d, p) در دمای 15/298 کلوین مورد مطالعه قرار گرفته است. هر یک از این دو فرایند با دو مکانیسم پیشنهادی بررسی شدند. مکانیسم اول (مکانیسم A) انتقال مستقیم هیدروژن از طریق حالت­های گذار چهار عضوی TS13 و TS24 است که مسیرهای p(a) و p(b) نامیده می­شوند. مکانیسم دوم (مکانیسم B) تشکیل سه دیمر و انتقال همزمان دو هیدروژن از طریق حالت­ های گذار TS1133، TS1324 و TS2224 است. نتایج نشان می­ دهد که در فاز گازی انرژی مورد نیاز برای تبدیل توتومرها از طریق مکانیسم A در دو مسیر p(a) و  p(b) به دلیل فشار موجود در حلقه چهار عضوی حالت­ های گذار مربوطه نسبتا بالا بوده و به ترتیب برابر 31/38 و 29/40 کیلوکالری برمول است. در حالیکه انرژی مورد نیاز برای غلبه بر سد انرژی در حالت­های گذار TS1133، TS1324 و TS2224 بسیار کمتر بوده و به ترتیب برابر با 01/7 ،19/ 8 و 98/8 کیلوکالری برمول است. برای بررسی اثر حلال بر سینتیک و ترمودینامیک فرایند توتومری در مسیرهای p(a) و  p(b) مدل­ های حلال آشکار، قفس حلال و ترکیب آن دو، در حلا­­ل­ های متفاوت (پروتون دهنده و غیر پروتون دهنده) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می­ دهد که بکارگیری حلال قطبی پروتون دهنده، سد انرژی حالت­ های گذار مربوطه را به مقدار بسیار قابل توجهی کاهش می ­دهد.

شرکت های داخلی تولید کننده فلزات برای تامین انرژی مورد نیاز فرآیندی با مشکلات بسیار زیادی رو به رو هستند. این شرکت ها اغلب از کوره های صنعتی گازی استفاده می کنند که علاوه بر مصرف انرژی بسیار بالا، تاثیر بسیار منفی بر محیط زیست دارند. به همین دلیل، پیشنهاد فرآیندهای مدرن برای احیای اکسید فلزات به منظور کاهش مصرف انرژی بسیار مورد توجه خواهد بود. در این پژوهش، بستر کربنی یک سیستم احیا کننده اکسیدهای فلزی جدید تحت امواج مایکروویو مدل سازی شده است. در این سیستم، بستر کربنی وظیفه گرمادهی را بر عهده داشته و امواج الکترومغناطیسی را به گرما تبدیل می کند. با توجه به اینکه گرانول های اکسیدهای فلزی در این سیستم در درون بستر کربنی قرار گرفته و بستر کربنی تقریبا تمام امواج الکترومغناطیسی را جذب می کند، از اثرات گرمایشی اکسیدهای فلزی صرف نظر شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل سازی با داده های تجربی مرتبط با دمای بستر کربنی نشان داد که مدل مورد استفاده دارای دقت مناسبی بوده و میانگین خطا کمتر از 5 درصد است. بر اساس مدل سازی انجام شده مشخص شد که با افزایش توان مایکروویو از 1000 وات به 1200 وات میزان دمای بستر کربنی (بدون در نظر گرفتن گرانول های اکسیدهای فلزی) به اندازه 9 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، مشخص شد که سیلیسیم کاربید به عنوان جاذب امواج مایکروویو از نظر نرخ تولید حرارت از کربن فعال مورد استفاده عملکرد بهتری داشت. همچنین، نتایج نشان داد با افزایش پارامتر قابلیت انتشار بستر کربنی میزان حداکثر دمای حاصله کاهش می یابد. همچنین، با تغییر پارامتر قابلیت انتشار از 95/0 به 65/0 میزان دمای نهایی بستر پس از 15 دقیقه 9 درصد افزایش یافت.

در صنایع غذایی تولید­کننده مواد پروتئینی نظیر مرغ، ماهی، سوسیس و کالباس،  بکارگیری روش های نوین بسته­ بندی  هوشمند که قادر به افزایش زمان ماندگاری، کنترل و نمایش تغییرات در طی مدت نگهداری و حفظ کیفیت فراورده باشد، همواره جالب توجه بوده است. هدف از این پژوهش ارایه حسگر رنگ ­سنجی وابسته به pH  است که علاوه بر سادگی،  کم هزینه و بدون سمیت به جهت تشخیص فساد مواد پروتئینی در طی زمان نگهداری باشد. آزمایشات برای نمونه­ های پروتئینی در دو دمای محیط و دمای یخچال (C° 4) انجام شده است. جهت ساخت این حسگر از کاغذ واتمن آغشته به عصاره­ های آبی دور ریز میوه­ جات و گیاهان استفاده گردید. رشد میکروارگانیسم ها در طول نگهداری مواد پروتئینی منجر به تجزیه  آنها و تولید آمین­ های فرار می ­شود که با تجمع در محفظه بسته بندی  باعث قلیایی شدن محیط می­گردد که در نتیجه آن  تغییر در رنگ کاغذ صافی آغشته به عصاره آبی با تغییر pH  اتفاق خواهد افتاد. این تغییرات رنگ با استفاده از عکس برداری و آنالیز سیستم CIELab مورد بررسی قرار گرفت. همچنین  مقادیر  اندیس تیوباربیتیوریک اسید،کل نیتروژن فرار آزاد شده مواد پروتئینی در طی مدت نگهداری،فنل کل عصاره های آبی بدست آمده از ضایعات گیاهی و تغییرات ظاهری نمونه ­ها ، جهت بررسی همخوانی تغییر رنگ حسگر با پیشرفت روند انجام شد. نتایج بدست آمده همخوانی تغییر رنگ حسگر با  روند پیشرفت فساد را تایید می کند.

گاز طبیعی، تعدادی از جریان های خوراک پالایشگاهی و پتروشیمی دارای مقدار کمی از جیوه می باشند و این عنصر برای انسان، محیط زیست و تجهیزات فرآیندی مورد استفاده در صنایع مذکور بسیار خطرناک می­باشد. در این مطالعه عملکرد جذب جیوه عنصری از گاز طبیعی شبیه سازی شده بوسیله جاذب های سولفید مس بارگذاری شده روی آلومینای فعال (Activated Alumina) بررسی شده است. در این تحقیق، جاذب های سنتز شده با استفاده از روش های آزمایش پراش اشعه ایکس ((XRD، اندازه گیری سطح ویژه (BET)، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (TEM)، آزمایش اندازه گیری و شناسایی عناصر(XRF) و آزمایش کربن/گوگرد LECO ارزیابی شده اند. در اینجا گاز طبیعی شبیه سازی شده بوسیله تبخیر مایع جیوه که درون یک اشباع کننده(Saturator) شیشه ای است، در دمای 60 درجه سلسیوس به درون نیتروژن خالص بدست می آید. در ابتدا جاذب های سنتز شده در یک راکتور بستر ثابت (Fixed Bed)، با استفاده از جریان رقیق شده هیدروژن سولفید در دمای 285 درجه سلسیوس، سولفیده شده و سپس در معرض گاز طبیعی شبیه سازی شده در فشار اتمسفریک و دمای 60 درجه سلسیوس با دبی 220 میلی لیتر بر دقیقه قرار می گیرد. خصوصیت سنجی جاذبها نشان داده است که جاذب بهینه دارای حفرات بزرگتر و بطور معمول دارای ظرفیت جذب بالاتری نسبت به جاذب دیگر است. آزمایشات نشان داده است که جاذب بهینه در انتها تا حدود 19 درصد از جیوه در مقایسه با وزن جاذب، از جریان گاز حذف می کند.

در این مطالعه، دیدگاه ­­های سینتیک کامل، تقریب نیرو محرکه خطی و تعادلی در شبیه­ سازی عددی سیستم­ های جذب سطحی گاز با روش عددی تفاضلات مربعی افزایشی، مورد بررسی قرار گرفت. به ­طوری­که در دیدگاه سینتیک کامل، کلیه مکانیسم ها شامل نفوذ نادسن، جریان لزج، جریان لغزشی، نفوذ مولکولی و نفوذ سطحی لحاظ می­ شوند. در تقریب نیرو محرکه خطی، انتقال جرم با یک ضریب انتقال جرم کلی به جای کلیه مقاومت های انتقال جرم بیان می­شود و در نتیجه حجم محاسبات کاهش می­ یابد. با این حال، تقریب نیرو محرکه خطی به شعاع متوسط دانه های جاذب بستگی زیادی دارد و افزایش شعاع دانه ها موجب انحراف بیشتر از دیدگاه سینتیکی کامل می گردد. در دیدگاه تعادلی، سنتیک جذب در نظر گرفته نمی شود و تغییرات غلظت در سیستم براساس هم دمای جذب تعادلی تعیین می گردد. نتایج نشان می­دهد با افزایش شعاع دانه های جاذب، دیدگاه­ سینتیکی کامل برای توصیف رفتار جذب، دیدگاه مناسب تری خواهد بود. هم­چنین مشاهده گردید که ضریب انتقال جرم کلی در فرآیند جذب بسته به شرایط دما و فشار تغییر می­ کند، به طوری­که افزایش درجه حرارت سبب افزایش آن می­ شود و این وابستگی در فشارهای پایین دارای حساسیت بیشتری است. به علاوه، با افزایش فشار، ضریب انتقال جرم کلی از یک مقدار کمینه عبور کرده و سپس افزایش می ­یابد.

در این پژوهش یک سیستم ترکیبی تجدیدپذیر بر مبنای استفاده از انرژی­ های خورشیدی و حرارتی اقیانوسی برای تولید توان و هیدروژن با به­ کارگیری کلکتور خورشیدی صفحه تخت از نظر ترمودینامیکی و اقتصادی مورد بررسی قرار گرفت. توابع هدف مورد بررسی در این پژوهش بازده اگزرژی و نرخ هزینه در نظر گرفته شد. دبی جرمی کلکتور، مساحت کلکتور، دمای ورودی به توربین و شدت تابش خورشیدی به عنوان چهار متغیر تصمیم گیری در نظر گرفته شدند و تأثیر این پارامترها بر روی عملکرد سیستم و اتلاف اگزرژی سیستم بررسی شد. بهینه سازی توابع هدف با روش نلدر-مید انجام شد. از بهینه سازی تک هدفه نتیجه شد که بهترین نرخ بازده اگزرژی سیستم 31/7 درصد و نرخ هزینه سیستم 48/27 دلار بر ساعت در حالت بهینه است. از تحلیل حساسیت نتیجه شد که افزایش پارامترهای مساحت کلکتور، شدت تابش خورشیدی و دمای ورودی به توربین تأثیر مثبتی را بر روی عملکرد سیستم داشته­ است و افزایش پارامتر نرخ دبی جرمی کلکتور خورشیدی تأثیر منفی بر روی عملکرد سیستم گذاشته­ است. همچنین از تحلیل اتلاف اگزرژی سیستم نتیجه شد که افزایش شدت تابش خورشیدی، مساحت کلکتور و همچنین نرخ دبی جرمی کلکتور باعث افزایش اتلاف اگزرژی کلی سیستم می ­شوند ولی افزایش دمای ورودی به توربین، باعث کاهش اتلاف اگزرژی سیستم می شود.

در این گزارش، از نانو ذرات Fe3O4  و Al2O3 برای بررسی اثرات آن­ها بر تشکیل واکس، ریخت شناسی و رفتار جریانی نفت خام در یک نمونه نفتی استفاده شده است. برای این منظور، آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، آنالیز میکروسکوپ قطبی نوری  (CPM) و آنالیز ویسکومتری به عنوان تکنیک های اصلی تجربی مورداستفاده قرارگرفته اند. نانو ذرات Fe3O4 و Al2O3 به ترتیب با کاهش WAT از 24 درجه سلسیوس به 14 و 5/17 درجه سلسیوس در ppm 100  بیشترین تأثیر مثبت را بر تشکیل اولین کریستال واکس (WAT) نفت خام داشته ­اند. افزودن نانو ذرات به نفت خام باعث تغییر شکل کریستال های واکس به ساختارهای کروی تر و منظم تر شده است. علاوه بر این، حضور نانو ذرات از تشکیل شبکه سه بعدی قوی در ساختارهای واکس در دماهای بالا جلوگیری کرده است. بنابراین، ویژگی­ های منحصربه فرد وابسته به اندازه نانو ذرات، عامل کنترل رشد هسته های کریستال واکس و کاهش WAT می­باشد. یافته ­های این کار پتانسیل نانو ذرات Fe3O4 و Al2O3 را به عنوان افزودنی­ های کارآمد و کم هزینه برای تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل نفت خام واکسی نشان می­ دهد.

با وجود چندین سیستم بودارکننده گاز طبیعی مصرفی، مانند سیستم کنارگذر و سیستم تزریقی، به دلایلی از جمله مشکلات و محدودیت های سیستم های موجود، معرفی سیستم بودار کننده جدید با محدودیت های کمتر ضروری به نظر می رسد. در حال حاضر، در سیستم توزیع گاز در سطح کشور تنها از دو سیستم فوق برای بودار کردن گاز استفاده می شود. از آنجا که سیستم تزریقی از هزینه بالای تعمیر و نگهداری برخوردار است و همچنین سیستم کنارگذر نیز محدود به ظرفیت های پایین است، معرفی یک سیستم جدید برای بودار کردن گاز طبیعی مصرفی بسیار ضروری است. در این مقاله به معرفی یک سیستم جدید بودار کننده گاز پرداخته شده است. سیستم مورد نظر با ترکیب یک اجکتور با سیستم کنارگذر بوجود آمده است. در این مقاله، مدلسازی سیستم ترکیبی مورد مطالعه انجام گرفته و تاثیر پارامترهای مهم مانند فشار گاز زیرکش شده (فشار گاز در بالادست)، دبی جرمی ماده بودارکننده، دمای گاز زیرکش شده (دما در بالادست)، قطر نازل و تعداد نازل نیز بر روی میزان گاز زیرکش شده جهت ورود به مخزن مرکاپتان و جذب مقدار مورد نیاز از ماده بودارکننده متناسب با شرایط، انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که قطر نازل و تعداد نازل تاثیری بر روی نرخ جرمی جریان گاز مورد نیاز برای سیستم بودارکننده ندارد. اما نرخ جرمی جریان گاز مورد نیاز برای سیستم بودارکننده متاثر از فشار گاز و دمای گاز در بالادست سیستم بودارکننده است.

فرآیندهای تزریق دی اکسید کربن از جمله روش­های مؤثر در ازدیاد برداشت نفت است. یک پارامتر کلیدی در طراحی پروژه تزریق دی اکسید کربن حداقل فشار امتزاجی است. از نقطه نظر تجربی، به طور معمول آزمایش لوله قلمی حداقل فشار امتزاجی را تعیین می کند. از آنجا که این آزمایش بسیار پرهزینه و زمان بر است، معمولاً روش های سریع و قوی دیگر برای تعیین حداقل فشار امتزاجی مورد تقاضا است. در این تحقیق دو مدل جدید برای پیش بینی حداقل فشار امتزاجی نفت و دی اکسید کربن خالص و ناخالص و هم چنین اثر ناخالصی ها بر حداقل فشار امتزاجی ارائه شده است. از شبکه عصبی و رگرسیون ماشین بردار پشتیبان به منظور طراحی شبکه برای پیش بینی حداقل فشار امتزاجی استفاده شده است. این شبکه ها توسط داده های معتبر شامل متغیرهای مستقل آموزش داده شده­اند. دقت متوسط مقادیر پیش بینی شده برای شبکه عصبی برحسب مقدار ضریب تعیین  و مقدار میانگین خطای مربع، 9863/0 و 0018/0 می باشد. این مقادیر برای رگرسیون ماشین بردار پشتیبان به ترتیب 9870/0 و 0017/0 می ­باشد. علاوه بر این، مدل­ های جدید می توانند برای پیش بینی حداقل فشار امتزاجی نفت دی اکسید کربن ناخالص در غلظت­های بالای اجزای غیر از دی اکسید کربن (تا 100% برای متان و 50% برای سولفید هیدروژن) مورد استفاده قرار گیرند.

واحد اتیلن یکی از اصلی ترین بخش ­های صنعت پتروشیمی است. این ماده یک واسطه مناسب در فرآیند تولید مواد شیمیایی زیادی از جمله پلی اتیلن و اتیلن گلیکول می باشد. شکست حرارتی هیدروکربن ها متداول ترین روش تولید اتیلن است که در کوره های شکست حرارتی واحد الفین صورت می گیرد. در مقاله حاضر به شبیه سازی، کنترل و آنالیز حساسیت کوره های واحد الفین پتروشیمی مروارید پرداخته شده است. در ابتدا واحد در حالت پایا در محیط Aspen Plus شبیه سازی شد و پس از اطمینان از دقت شبیه سازی، نتایج حاصل به عنوان نقطه شروع برای شبیه سازی دینامیک در محیط Aspen Dynamic مورد استفاده قرار گرفت و به بررسی رفتار دینامیکی واحد پرداخته شد. میزان دقت شبیه سازی در حالت پایا و دینامیک مطلوب بوده به طوری که میانگین خطا برای اطلاعات جریان های در نظر گرفته شده در مقایسه با داده­ های طراحی در حالت پایا و دینامیک به ترتیب 15/1% و 42/0% است. سپس دبی خوراک طی چند مرحله و به صورت پلکانی تا 6/6% دبی اولیه افزایش یافت. در این حالت تولید اتیلن مقداری ثابت (تبدیل 5/38% خوراک به اتیلن) در نظر گرفته شد. برای رسیدن به این میزان تبدیل اتیلن، متناسب با افزایش دبی، دمای کوره های شکست افزایش پیدا کرد. با این تغییرات، دبی تولیدی اتیلن 86% تغییرات خوراک ورودی خواهد بود. در مرحله بعد تغییر درترکیب خوراک مورد بررسی قرار گرفت و غلظت پروپان در خوراک به صورت پلکانی افزایش و غلظت اتان کاهش داده شد. در این حالت کسر جرمی پروپان در خوراک از 52/2% به 52/12% رسید. با توجه به این تغییرات و بدون تغییر شرایط عملیاتی واحد نهایتاً دبی اتیلن نسبت به حالت اولیه 3/3% کاهش یافت.

کنترل برج تقطیر به دلیل اهمیت بالای این واحد، یکی از دغدغه های اصلی در طراحی فرآیندهای شیمیایی است. به دلایل مختلف عملیاتی ممکن است در برج های تقطیر خطا رخ دهد که عملکرد فرآیند با اختلال جدی مواجه سازد یا منجر به بروز حوادث ناگوار شود. در این پژوهش کوشش شده است با یکی از مدل های معتبر موجود برای برج تقطیر عریان ­ساز فرآیند تنسی ایستمن در نرم افزار متلب، خطاهای محتمل در کارکرد برج مربوط به این فرآیند، توسط آزمون آماری مجذور تی هتلینگ شناسایی شود و پس از تشخیص آن با روش پیشنهادی عیب شناسی می توان برای این مساله نوع خطا را تشخیص داد. روش ارائه شده می تواند خطاهای احتمالی در مدل را با دقت بالا و در مدت زمان کوتاه (حداکثر 1/0 ساعت) تشخیص دهد.

استفاده از هیدروژن در مقیاس بزرگ، نیازمند کنترل ریسک دقیق می­باشد که با سرمایه ­گذاری بر روی روش تحلیل ریسک قابل اطمینان، قابل دستیابی می­ باشد. در مطالعه­ ی حاضر برای بررسی خطرات ناشی از حضور هیدروژن در شرایط فشار و دمای بالا در واحد تولید سوربیتول، ابتدا از روش تحلیل مفهوم خطر به همراه روش تحلیل کیفی ریسک برای شناسایی خطرات اصلی موجود در واحد  استفاده شده است. سپس از نرم­افزار PHAST 8.22 برای مدل­ سازی پیامدهای ناشی از سناریوها با ریسک بالا، روش تحلیل ریسک کمی با استفاده از داده­ های ارزیابی ریسک انجمن بین المللی تولیدکنندگان نفت و گاز به­ منظور تخمین فرکانس سناریوها و روش تحلیل درخت رویداد برای تخمین فرکانس پیامدهای ناشی از سناریوهای تعریف شده، مورد استفاده قرار گرفته است. در آخر نواحی آسیب­پذیر در اثر پیامد سناریوها، مشخص ­شده و تعداد تلفات درصورت بروز هر یک از این پیامدها مشخص شده است. با استفاده از نمودار فرکانس بر حسب تعداد تلفات بر اساس مدرک معیار پذیرش ریسک برای هیدروژن، نواحی با ریسک غیرقابل­ قبول مشخص شده­اند. با توجه به این نمودار، ریسک راکتور و کمپرسور در ناحیه­ی غیرقابل­ قبول قرار دارند که اقدامات لازم از نظر ساختاری، عملکردی و یا سازمانی برای کاهش ریسک مرتبط با این دو تجهیز باید در الویت قرار بگیرد.

در دو دهه اخیر، آلودگی محیط زیست بوسیله فلزات سنگین افزایش یافته و تجمع این آلودگی ها در اکوسیستم های آبی خطرات زیادی را برای سلامت انسان ها، حیوانات، گیاهان و همچنین محیط زیست به همراه داشته است. از کادمیم و نیکل به عنوان فلزاتی که دارای خاصیت سمی و سرطانی است، یاد می گردد. در این تحقیق به جداسازی باکتری هایی از کارخانه صنایع فولاد و چشمه آب گرم لاویج استان مازندران، پساب کارخانه سوسیس و کالباس رمه استان گلستان، که دارای توانایی جذب زیستی کادمیم و نیکل می باشد، پرداخته شده است. در ادامه فرایند بهینه سازی جذب زیستی (اثر پارامتر هایی مانند: دما، غلظت فلز ها، مقدار باکتری، pH ...) بررسی گردید. بر اساس نتایج فوق، بهترین جدایه برای حذف این فلز ها مورد استفاده قرار گرفته است. یافته های بیوشیمیایی، ریخت شناسی، و مولکولی نشان از نزدیکی جدایه منتخب به جنس باسیلوس داشته است. با توجه به تست حداقل غلظت مهاری، باکتری باسیلوس منتخب، تا غلظت ppm1500 از کادمیم و ppm2200 از نیکل مقاومت نشان داده است. بهینه pH برای حذف فلز های کادمیم، نیکل بوسیله باکتری منتخب به ترتیب، 5/6، 5/5 بوده و راندمان جذب فلز های کادمیم ، نیکل به ترتیب 72/0،  63/0 میلی مول بر گرم بوده است. درجه حرارت بهینه برای حذف فلز کادمیم، نیکل بوسیله باکتری باسیلوس 45 درجه سلسیوس است. ایزوترم جذب برای هر دو فلز به ایزوترم لانگمویر شباهت داشته که نشان از تک لایه بودن فرایند جذب سطحی دارد و سینتیک آن مطابق مدل سینتیک درجه دوم است و مقدار بهینه بیومس باکتری باسیلوس 5/1 گرم بر لیتر بدست آمده است. جدایه منتخب دارای ویژگی های مناسب برای استفاده در مقیاس حقیقی و صنعتی حاوی فلز های مذکور می باشد.