شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1399 | دوره:39 | شماره:2 (پیاپی 96) |تعداد مقالات:28

نانوذره های پلیمری به عنوان یکی از بهترین سامانه های انتقال دارو، در سال های اخیر به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. در این مطالعه نانوذره های پلیمری به روش ژله ای شدن یونی تری پلی فسفات (TPP) و کیتوزان تهیه شدند. سپس زهر عقرب کمپسوبوتوس بر روی آن ها بارگزاری شد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی نانوذره های به دست آمده و پارامترهای موثر بر آزادسازی زهر در شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. ریخت شناسی و ویژگی نانوذره های کیتوزان دارای زهر به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) و فناوری طیف سنجی FT-IR، تعیین شد و متوسط اندازه ذره ها و پتانسیل زتا با استفاده از DLS اندازه گیری شد. فناوری FT-IR، اتصال گروه تری پلی فسفات با گروه های آمین کیتوزان را در نانوذره ها تایید نمود و SEM ساختاری کروی، صاف و به تقریب همگن را برای نانوذره ها نشان داد. کپسوله کردن بهینه، با راندمان (98/99٪ ) و ظرفیت بارگزاری (44/80٪ )، با استفاده از محلول کیتوزان با غلظت 2 میلی گرم بر میلی لیتر، نسبت جرمی کیتوزان به TPP برابر با 2 و غلظت اولیه 500 میکرو گرم بر میلی لیتر زهر عقرب به دست آمد. در شرایط آزمایشگاهی، در 8 ساعت اولیه حدود 20٪ آزادسازی زهر از نانوذره ها صورت گرفت و سپس به آرامی و با سرعت ثابت در 72 ساعت، رهایش ادامه می ی ابد. بنابراین می توان زهر عقرب کمپسوبوتوس، تثبیت شده روی نانوذره های کیتوزان را به عنوان یک سامانه انتقال آنتی ژن در نظر گرفت. آزادسازی ناگهانی و یک باره در مورد این زهر دیده نمی شود و این یکی از نقطه های قوت نانوذره های کیتوزان دارای زهر تهیه شده می باشد، چرا که آزاد سازی تدریجی آنتی ژن، برای تقویت سامانه ایمنی بسیار دارای اهمیت است.

سنتز حامل های دارویی پایدار پروتیینی بر پایه ی ایمونوگلوبولین G به منظور استفاده ی آن ها در رهایش داروی ضدسرطان اگزالی پلاتین انجام و نانوذره ها با استفاده از آزمون طیف سنجی فروسرخ (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخصه یابی شدند. در این پژوهش، رهایش داروی اگزالی پلاتین در پروتیین خالص و دو نسبت گوناگون 1 و 2 نسبت به نانوذره ها مطالعه و بازده کپسوله شدن و درصد بارگذاری در آن ها مطالعه شد. رفتار رهایش دارو در سه سامانه گوناگون نشان داد که نانوذره های پروتیینی زمان رهایش را افزایش داده و نیز رهایش دارو آهسته تر از رهایش در پروتیین خالص اتفاق می افتد. مکانیسم رهایش دارو بررسی و مشخص شد نوع مکانیسم انتشار از نوع فیکی است. به این ترتیب، این سامانه طراحی شده برای دستیابی و معرفی سامانه رهایش داروی ضدسرطانی مناسب است.

در این پژوهش یک روش جدید استخراج فاز جامد مغناطیسی، با استفاده از نانو کامپوزیت مغناطیسی گرافن عامل دار شده با آمینو اسید L-آرژینین برای استخراج انتخابی یون مس (II) و اندازه گیری با استفاده از روش طیف سنجی جذب اتمی شعله (FAAS) ارایه شد. تاثیر متغیرهای گوناگون بر روی استخراج از جمله pH، مقدار کامپوزیت و زمان سونیکیت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. اثر یون های مداخله کننده نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه ها نشان داد که بیش تر یون ها مزاحمتی برای اندازه گیری کاتیون مس ندارند. در شرایط بهینه با حجم نمونه 100 میلی لیتر، فاکتور تقویت برابر با 8/36 به دست آمد. حد تشخیص به دست آمده برای روش برابر 96/1 نانوگرم بر میلی لیتر بوده و درصد انحراف استاندارد نسبی برای هشت مرتبه اندازه گیری برابر با 81/3% به دست آمد. این روش به خوبی برای تعیین مس در نمونه های حقیقی آب و برنج مورد استفاده قرار گرفت.

غشای نانوکامپوزیتی پلی فنیل سولفون بهبود یافته با خا ک رس اصلاح شده با آهن اکسید، با اختلاط مونت موریلونیت اصلاح شده با محلول پلیمر، به روش وارون کردن فاز تهیه شد. در این پژوهش، تاثیر مقدار افزودنی در میزان جداسازی غشایی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، عبور آب خالص، انسداد، جداسازی رنگدانه ها و فلزهای سنگین با سل فیلتراسیون، مورد سنجش قرار گرفته و عملکرد هر یک از غشاها بررسی شد. میزان آب دوستی هر یک از غشاها با اندازه گیری زاویه تماس آب انجام شد. میزان پخش افزودنی در ماتریس پلیمری و ساختار غشا، به وسیله آنالیز FE-SEM مطالعه شد. نتیجه های به دست آمده از آزمایش های یادشده نشان می دهد، آب دوستی سطح پس از افزایش خاک رس اصلاح شده، افزایش می یابد. افزون بر این، عبور آب خالص، دفع نمک و مقاومت در برابر انسداد، برای غشای اصلاح شده به طور چشمگیری افزایش می یابد.

در این کار پژوهشی، کاتالیست های تیتانیم دی اکسید (TiO2)، تیتانیم دی اکسید گرافن (TiO2-Graphene) و تیتانیم دی اکسید گرافن/آلژینات (TiO2-Graphene/Alginate) تهیه و با روش های گوناگون مانند EDX, SEM, TEM, XRD شناسایی شدند. فعالیت فتوکاتالیستی نمونه های تهیه شده در حذف مالاکیت سبز و متیل اورانژ به عنوان رنگ های کاتیونی و آنیونی از محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد فعالیت فتوکاتالیستی نمونه ها، متاثر از ساختار شیمیایی آلاینده هاست. به طوری که نانوکامپوزیت TiO2-Graphene/Alginate در حذف رنگ کاتیونی و کاتالیست TiO2-Graphene در حذف رنگ آنیونی، فعالیت بیش تری نسبت به سایر نمونه ها از خود نشان دادند. همچنین رقم های شایستگی برای انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (EEO) برای حذف فتوکاتالیستی مالاکیت سبز در حضور نمونه های تهیه شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد میزان انرژی الکتریکی مصرفی یرای حذف مالاکیت سبز با استفاده از TiO2-Graphene/Alginate نسبت به سایر فتوکاتالیست ها کم تر است. به منظور درک ماهیت جذب، مدل های هم دمایی جذب مورد مطالعه قرار گرفتند. از بین مدل های هم دمایی جذب، مدل لانگمویر با ضریب همبستگی 995/0 بهترین تطابق را با داده ها نشان داد. طبق مدل لانگمویر، بیش ترین ظرفیت جذب مالاکیت سبز به وسیله جاذب TiO2-Graphene/Alginate، mg/g 45/86 به دست آمد که به تقریب چهار برابر ظرفیت جذب TiO2-Graphene می باشد. همچنین قابلیت بازیافت نانوکامپوزیت TiO2-Graphene/Alginate مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد نانوکامپوزیت TiO2-Graphene/Alginate قابلیت بازیافت دارد و از پایداری بالایی برخوردار است.

همواره نوع بشر در طی سالیان دراز به دنبال پیشرفت های متنوع خود، دورریزهای مخاطره آمیز مانند فلزهای سنگین و مواد رادیواکتیو را وارد محیط زیست کرده است، که تاثیر مستقیم بر سلامت انسان و سایر زیست بوم های موجود دارند. از این رو بررسی راهکارهای لازم برای کنترل و حذف این دورریزها، هدف پژوهش های گوناگون قرار گرفته است. در این پژوهش حذف رادیونوکلوییدهای کبالت 60 به واسطه فراوانی آن ها در پساب دفعی راکتورهای اتمی برای شکاف هسته ای و نیز نیروگاه های هسته ای مورد بررسی قرار گرفت؛ به گونه ای که نانو ذره های نوینی از هماتیت در شرایط هیدروترمالC° 250 و با استفاده از فریک کلرید شش آبه و سورفاکتانت اولییک اسید، سنتز و پس از آنالیزهای ساختاری XRD, FT-IR, SEM, TEM و BET به عنوان جاذب در حذف رادیوکاتیون های کبالت 60 به کار گرفته شد. بر این اساس نانوبلورهای سنتز شده، بیش تر (90%<) از نوع نانومیله های nm60-30 بودند که نانو فلس های شش وجهی نامنظم با ضخامت nm 40-100در بین آن ها توزیع یافتند و مساحت سطح ویژه ای حدود m2/g 29/31 را پدید آوردند. بررسی اثر نانو ذره های نوین هماتیت در حذف رادیونوکلوییدهای کبالت 60 نشان داد که پارامترهای دما، pH، غلظت رادیوکاتیون ها، زمان تماس و جرم نانوجاذب مصرفی، تاثیر به سزایی در روند جذب داشتند؛ به گونه ای که شرایط بهینه حذف کبالت 60 از محلول آبی در دمای ° C 1± 25، غلظت کاتیون mg/L 1، 5/6=pH، زمان تماس h 2 و حضور mg/L20 نانوجاذب تعیین شد. از سویی مکانیسم جذب حاکم نیز از مدل هم دمای ردلیچ پترسون پیروی نمود که خود نشان از گرایش سامانه به جذب همگن رادیوکاتیون ها با بیش ترین ظرفیت جذب mg/g 86/142 در دمای ° C 1± 25 داشت. این درحالی بود که در بررسی نرخ جذب کبالت 60 بر نانو ذره های سنتز شده هماتیت، برازش نتیجه های تجربی پژوهش با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم خطی هو، بیش ترین سطح هم پوشانی را نشان داد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که نانو ذره های هماتیت سنتز شده با سطح اصلاحی نوین، یکی از جاذب های کارآمد، امیدبخش و در همان حال سازگار و دوست دار محیط زیست می باشد که توانایی بالایی در حذف رادیونوکلوییدهای کبالت 60 از محلول های آبی مانند پساب ها را دارد.

جداسازی نانوکاتالیزگرها از فاز مایع به دلیل اندازه نانومتری آن ها اغلب سبب محدودیت در استفاده از آن ها در فرایندهای با مقیاس صنعتی می شود. برای حل این مشکل، بیش تر، نانوکاتالیزگرها را روی بسترها تثبیت می کنند. در این پژوهش نخست نانوذره های TiO2 دوپه شده با سریم (TiO2-Ce) به روش سل ژل تهیه شدند. از فناوری های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترون روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، همدماهای جذب واجذب نیتروژن (BET) برای مشخصه یابی نانوذره ها استفاده شد. در ادامه از دانه های لیکا (LECA) به عنوان بستر برای تثبیت نانوذره ها استفاده شد. مطالعه های FE-SEM نشان داد که پوشش یکنواختی از نانوذره های TiO2-Ce در سطح دانه های لیکا ایجاد شده است. با چینش منظم دانه های لیکا، یک بستر کاتالیزگری ساخته شده و در یک فوتوراکتور با جریان چرخ ه ای نصب شده و حذف رنگ دایرکت بلو 71 (DB71) در فوتوراکتور مطالعه شد. نتیجه ها نشان داد که بستر با وزن 3/5 گرم زیر تابش منبع نور فرابنفش توانایی حذف حدود 96 درصد از رنگزا با غلظت ppm20 را در بازه زمانی یک ساعت دارد. همچنین عملکرد دانه های لیکای پوشش داده شده در حالت شناور در شرایط نورخورشید نیز بررسی شد؛ نتیجه ها نشان داد که با پرتودهی روزانه به مدت 4 ساعت کاتالیزگر توانایی حذف 94 درصد از رنگ در طی سه روز را دارد.

در این پژوهش، تاثیر پلی اتیلن گلیکول بر سنتز و ویژگی های ساختاری پایه گاما آلومینا بررسی شد. بدین منظور از فرایند سل-ژل به عنوان روش سنتز و از آلومینیوم ایزوپروپوکسید به عنوان پیش ماده برای تهیه گاما آلومینا بهره گرفته شد. از آنالیز جذب و دفع نیتروژن به منظور محاسبه ی سطح ویژه، حجم روزنه ها و توزیع اندازه روزنه های گاما آلومیناهای سنتز شده با درصد مولی های گوناگون پلی اتیلن گلیکول استفاد شد. نتیجه ها نشان داد که سطح ویژه(m2/g344) و حجم روزنه هی (cm3/g 2/2)بهترین آلومینای سنتز شده با نسبت مولی 05/0 پلی اتیلن گلیکول به آلومینیوم ایزوپروپوکسید نسبت به نمونه سنتز شده در غیاب پلی اتیلن گلیکول به ترتیب حدود 40 و 340 درصد افزایش را نشان می دهد. هم چنین دیده شد با افزایش نسبت مولی پلی اتیلن گلیکول به بیش از 05/0 تغییر چشمگیری در ساختار آلومینا به وجود نمی آید. بهترین نمونه گاما آلومینای سنتزی به وسیله آنالیزهای جذب و دفع نیتروژن، میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش سنجی پرتو ایکس مورد مطالعه بیش تر قرار گرفت و با گاما آلومینای تجاری تهیه شده از شرکت مرک با سطح ویژه (m2/g174) و حجم روزنه ها (cm3/g 5/0) مقایسه شد. بر اساس نتیجه های پراش پرتو ایکس اندازه بلورهای گاما آلومینای مرک و بهترین نمونه سنتزی به ترتیب 13 و 7 نانومتر محاسبه شدند برخلاف روش های پیشین سنتز گاما آلومینا که نمونه های سنتزی با سطح ویژه بالا، به طور معمول دارای حجم روزنه های کمی بودند، استفاده از پلی اتیلن گلیکول در فرایند سل-ژل افزون بر افزایش سطح ویژه موجب افزایش چشمگیری در حجم روزنه ها نیز شد. همچنین سنتز گاما آلومینا با استفاده از پلی اتیلن گلیکول از پیچیدگی کم تری نسبت به سایر روش ها برخوردار است.

در این پژوهش جاذب های زیولیت x13 و آلومینای فعال برای افزایش شدت جذب کربن دی اکسید با محلول پیپرازین اصلاح یافتند. تاثیر شرایط گوناگون عملیاتی از جمله دما، فشار، مقدار جاذب، اندازه ذره ها و غلظت محلول پیپرازین بر فرایند جذب سطحی بررسی شد. نتیجه های آزمایش های جذب نشان داد که با افزایش فشار و کاهش دما، میزان جذب افزایش می یابد و بیش ترین میزان جذب کربن دی اکسید مربوط به دمای 25 درجه سلسیوس، فشار 8 بار، مقدار یک گرم جاذب، اندازه ذره ها 200 میکرون و غلظت 2 درصد وزنی پیپرازین می باشد. ظرفیت جذب برای آلومینای فعال از مقدار 516/166 به 008/222 میلی گرم بر گرم جاذب و برای زیولیت x13 از مقدار 844/193 به 084/242 میلی گرم بر گرم جاذب افزایش یافت. هم چنین در حالت کلی جاذب زیولیت x13 اصلاح یافته در مقایسه با آلومینای فعال اصلاح یافته دارای میزان جذب بالاتری می باشد ولی اصلاح سطح میزان جذب آلومینای فعال را بیش تر افزایش داده است. بنابراین، بر اساس نتیجه های این پژوهش، جاذب های اصلاح یافته با پیپرازین کارایی بالایی برای جذب کربن دی اکسید دارند.

برای بررسی سامانه هایی که دست یابی به مقدارهای تجربی برخی از مشخصه های آن ها در شرایط غیرمتعارفی سخت است، می توان از فناوری شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده کرد. در این کار، شبیه سازی دینامیک مولکولی روش حذف یون های فلزهای سنگین روی و مس توسط زیولیت ها مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ساختاری، جذب فلزهای سنگین روی و مس و همچنین انرژی های جذب به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و با محاسبه میانگین مربع های جابه جایی بر روی زیولیت ها، مقدار ضریب نفوذ محاسبه شد. مقدارهای ضریب نفوذ در زیولیت A کم تر از زیولیت X است و این نشان دهنده این است که فلز در زیولیت نفوذ کم تری داشته و در پساب مانده و حذف آن توسط زیولیت A بهتر بوده است. راندمان جذب فلزهای سنگین با توجه به شبیه سازی و داده های تجربی 9/99 درصد است. نتیجه ها نشان می دهند که حذف روی از سطح زیولیت نیازمند انرژی بیش تری نسبت به فلز مس می باشد چرا که یون های روی جذب شده پایداری بالا در سطح جاذب از خود نشان می دهند.

در این کار پژوهشی، نخست نانو هیبرید ذره های دو فلزی پلاتین-پالادیوم/گرافن (Pt-Pd/ERGO) بر روی الکترود کربن شیشه ای (GCE) تهیه شد و سپس برای اندازه گیری بیس فنول A (BPA) استفاده شد. ریخت شناسی و آنالیز عنصری سطح الکترود اصلاح شده با میکروسکوپی الکترونی نشر میدانی (FESEM)، میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM) و طیف بینی پراکنش انرژی (EDS) مورد مطالعه قرار گرفت. ولتامتری چرخه ای الکترود اصلاح شده در حضور BPA در بافر فسفاتی (8pH=) یک دماغه اکسایشی در V44/0 نشان داد که بیان کننده فرایند اکسایش برگشت ناپذیر این ترکیب می باشد. هم چنین، نتیجه های به دست آمده از طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که Pt-Pd/ERGO، مقاومت انتقال بار کم تری نسبت به GCE و ERGO/GCE دارد. روش آمپرومتری به عنوان یک روش تجزیه ای حساس برای تعیین BPA به کارگرفته شد. یک معادله ی خطی بین جریان دماغه اکسایشی و غلظت BPA در گستره mM 5/201 5 با حد تشخیص mM 75/0 و حساسیت mA/mM 13/0 به دست آمد. همچنین الکترود اصلاح شده، گزینش پذیری خوبی برای اکسایش الکتروشیمیایی BPA نشان داد.

در این پژوهش نخست نانوکاتالیست ZnFe2O4 به روش هیدروترمال تهیه شد. سپس از این نانوکاتالیست برای سنتز 4و'4-((E1و'E1)-((اکسی بیس (4و1-فنیلن)) بیس (آزانیلیدین)) بیس (متانیلیدین)) دی فنل (4, 4'-((1E, 1'E)-OPAMD) در شرایط بهینه استفاده شد. سپس ساختار لیگاند تهیه شده پس از جداسازی و خالص سازی با استفاده از طیف سنجی IR، 1H NMR و 13C NMR شناسایی شد. در مرحله بعدی، از آن به عنوان اصلاح گر برای ساخت حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه گیری هم زمان هیدرازین و فنل استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی هیدرازین در سطح الکترود صفحه چاپی (SPE) اصلاح شده بااستفاده از روش ولتامتری چرخه ای، ولتامتری پالس تفاضلی و کرونوآمپرومتری مورد مطالعه قرارگرفت. همچنین، بااستفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی، منحنی برازش دربازه یغلظت 0/700-0/1 میکرومولار با حد تشخیص 07/0 میکرومولار به دست آمد. روش معرفی شده برای اندازه گیری هیدرازین و فنل در نمونه های آب مورد نیز استفاده قرار گرفت.

در این مطالعه یک روش میکرواستخراج ساده، سریع، ارزان و کارا با عنوان میکرواستخراج قطره آلی شناور منجمد کمک شده با جریان گردابی (VAE-SFODME) در پیش تغلیظ و جداسازی مقدارهای جزیی کادمیم از نمونه های آبی بررسی و مطالعه شد. در این روش فلز کادمیم با لیگاند آمونیوم پیرولیدین دی تیو کاربامات (APDC) کمپلکس تشکیل داد و به فاز آلی 1-دودکانول استخراج شد. پس از جداسازی فاز، آنالیت غنی سازی شده توسط دستگاه اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال اندازه گیری شد. استفاده از جریان گردابی باعث حذف حلال آلی پخش کننده شد در ضمن با توزیع خوب ذره های ریز حلال استخراجی در محلول و با افزایش سطح تماس باعث افزایش کارایی استخراج و فاکتور تغلیظ شد. حلال 1-دودکانول به دلیل نقطه ذوب مناسب و دانسیته پایین نسبت به آب به عنوان حلال استخراجی مناسب و کارا انتخاب شد. پارامترهای تجربی مربوط به کارایی استخراج بررسی و مطالعه شد. در شرایط بهینه (حلال استخراجی (1-دودکانول) Lµ 90، 5/2=pH، Lµ 12APDC، زمان استخراج min 3، سرعت سانتریفوژ rpm 4000 به مدت min 2، بدون افزودن نمک و در دمای آزمایشگاه) حد تشخیص، حد تعیین، تکرارپذیری (درصد انحراف استاندارد نسبی برای پنج بار اندازه گیری پشت سر هم) و فاکتور تغلیظ به ترتیب ng/mL 58/0، ng/mL 92/1، 97/0% و 96 به دست آمد. در ضمن برای بررسی درستی روش برنامه ریزی شده نمونه های آبی زیست محیطی (آب تصفیه شده، آب شهری و آب رودخانه) و نمونه های زیستی شامل بزاق دهان و موی انسان و نمک با درجه غذایی با کادمیم در سطح های غلظتی 20 و ng/mL40 آلوده شد، بازیابی نمونه های آلوده شده بسیار خوب و در بازه 3/101-5/94 درصد است. بنابراین روش پیشنهادی می تواند به طور موفقیت آمیز در نمونه های گوناگون آبی، زیستی و غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

روش استخراج نقطه ابری، بر پایه جداسازی در محیط مایسلی است که از آن برای پیش تغلیظ آلومینیوم، روی، مس و منگنز پیش از اندازه گیری با روش UV/Vis استفاده شد. در این روش، استخراج فلزها پس از کمپلکس شدن با لیگاند ان بنزوییل ان فنیل هیدروکسیل آمین، توسط دو سورفکتانت تریتون ایکس 100 و سدیم دو دسیل سولفات صورت گرفت. هر فلز به طور جداگانه در محیط مایسلی استخراج شد. اثر سه متغیر یعنی غلظت سورفکتانت تریتون ایکس-100 و سدیم دو دسیل سولفات (SDS) و قدرت یونی محیط بر راندمان استخراج، با استفاده از روش طرح آزمایشی باکس بنکن بررسی و پس از جستجوی نقطه به نقطه، شرایط بهینه مشخص شد. در شرایط بهینه، حد تشخیص برای آلومینیوم، منگنز، روی و مس به ترتیب 64/3، 08/3، 67/2 و 22/2 میکرو گرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی روش، برای شش بار اندازه گیری برای غلظت300 میکروگرم بر لیتر از روی و مس به ترتیب 02/3 و 12/3 درصد و برای 500 میکروگرم بر لیتر از نمونه آلومینیوم و منگنز 39/3 و 00/4 درصد بود. فاکتور پیش تغلیظ برای یون های آلومینیوم، منگنز، روی و مس به ترتیب 6/3، 3/4، 5/4 و 0/5 بود. سپس در شرایط بهینه اندازه گیری این فلزها در دو نمونه حقیقی آب با موفقیت به کار گرفته شد.

ترکیب های دارای بخش کومارینی و 4، 3-دی هیدروکینولونی، ویژگی های زیستی و دارویی متنوعی دارند. از جمله ویژگی های ضد سرطان، ضد بسته شدن رگ های خونی و ضد HIV برای آن ها گزارش شده است. تهیه مولکول های هیبریدی با ترکیب کردن فارماکوفورهای شناخته شده برای توسعه طیف گسترده ای از اسکلت های دارویی نوین که به صورت بالقوه می توانند داروهای با ویژگی های بهتری باشند، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش تعدادی از هتروسیکل های نوین چهار و پنج حلقه ای 4، 3-دی هیدروکینولون های متصل به تتراهیدروپیرانوکومارین و تتراهیدرو پیرانوآلفا پیرون با واکنش پیاپی ناوناگل هترو دیلز آلدر مشتق های N-آکریل آنترانیل آلدهید با 4-هیدروکسی کومارین و آلفا-پیرون (4-هیدروکسی-6-متیل-2H-پیران-2-اون) در حضور 50 درصد مولی ZnBr2 به عنوان کاتالیستی ارزان و ملایم در دمای بازروانی حلال استیک اسید در یک مرحله سنتز شدند. همه فراورده ها با بازده بسیار خوب و همچنین ناحیه گزینی و فضاگزینی درخشان به دست آمدند.

با توجه به طبیعت و نقش مهم آزاسیکلوهپتاتتراان و آزاسیکلوهپتاتری انیلیدن در شیمی آلی، ساختار و پایداری و راسمیزاسیون ده ایزومر تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان از طریق کاربن های مربوطه با استفاده از روش های محاسبه ای از اساس و تابعیت چگالی الکترون مورد بررسی قرار گرفت. ایزومر 7a به عنوان پایدارترین ایزومر تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان معرفی شد. این ایزومر دارای تقارن غیر مسطح بوده و بزرگ ترین زاویه ی دی ایمینی و کوچک ترین زاویه ی چرخش را در بین ایزومرهای تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان مورد مطالعه به خودش اختصاص داده است. ایزومرهای 9a, 1a به دلیل دافعه بین زوج الکترون های غیرپیوندی در اتم های نیتروژن مجاور، جزو ناپایدارترین ایزومرهای آلنی می باشند. تقارن غیرمسطح آلن ها منجر به فعالیت نوری آنها می شود. راسمیزاسیون تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان از طریق حالت گذار یک تایی تری آزاسیکلوهپتا-5, 3, 1-تری ان-7-ایلیدن انجام می شود و به موقعیت اتم نیتروژن در حلقه وابسته است. ایزومرهایی دارای اتم نیتروژن در موقعیت 1 حلقه (ایزومرهای 1، 2، 4-و 1، 2، 5-و 1، 3، 4-و 1، 3، 5-و 1، 4، 5-) تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان از طریق حالت گذار ضد آروماتیک گونه های یک تایی تری آزاسیکلوهپتا-5, 3, 1-تری ان-7-ایلیدن راسمیزه می شوند. درحالی که ایزومرهای 2، 3، 4-و 2، 3، 5-تری آزاسیکلوهپتا-6, 4, 2, 1-تتراان از طریق حالت گذار آروماتیک یک تایی تری آزاسیکلوهپتا-5, 3, 1-تری ان-7-ایلیدن راسمیزه می شوند. هم چنین گونه های دارای اتم نیتروژن در موقعیت 1 حلقه Δ E# وΔ H# و Δ G# کوچک تری برای راسمیزه شدن نشان می دهند. ایزومر 2a با کوچک ترین Δ E# و Δ H# و Δ G# بالاترین سرعت راسمیزاسیون را به خودش اختصاص می دهد.

در این پروژهش، در ادامه پژوهش ها برای سنتز دی آریل دی چالکوژنیدها با استفاده از واکنش های جفت شدن و در راستای تلاش برای پیدا کردن یک روش موثر، ساده و کلی برای تشکیل پیوند های کربن چالکوژن، برای اولین بار سنتز دی آریل دی چالکوژنیدها (دی سولفید، دی سلنید، دی تلورید) از آریل هالید ها در شرایط بدون کاتالیست فلزی استفاده شد. پتاسیم ترشیو بوتوکسید می تواند به طور موثری واکنش جفت شدن میان آریل هالیدها (و توسیلات ها) با عنصرهای گوگرد، سلنیوم و تلوریوم را در حلال دی متیل سولفوکسید و بدون کمک هیچ کاتالیست فلزی بهبود بخشد. واکنش در حضور پتاسیم ترشیو بوتوکسید با مکانیسم رادیکالی پیش رفته و در شرایط بهینه واکنش، تعدادی از مشتق های دی آریل دی سولفید، دی آریل دی سلنید و دی آریل دی تلورید با بازده خوب تا درخشان و در زمان به نسبت مناسب سنتز شدند.

فعالیت کاتالیستی CuPF6 برای اکسایش گزینشی الکل های بنزیلی به آلدهیدها مربوطه با استفاده از پراستر ترشیوبوتیل 4 نیتروپربنزوات به عنوان عامل اکساینده بررسی شد و اکسایش الکل های بنزیلی به آلدهیدهای متناظر با انتخاب گری بالا انجام شد. تبدیل کامل همه الکل های بنزیلی به آلدهیدهای مربوطه در یک دوره واکنش کوتاه در 40 درجه سلسیوس به دست آمد. عملکرد اکسایش کاتالیستی وابسته به اثرهای الکترونی و فضایی استخلاف ها قرار گرفته بر روی حلقه فنیل می باشد. استخلاف های الکترون دهنده در موقعیت پارا و متا سبب افزایش بازده و کاهش زمان واکنش می شود (اثرهای الکترونی). هم چنین گروه ها اعم از الکترون دهنده و کشنده در موقعیت اورتو سبب کاهش بازده و افزایش زمان واکنش می شود (اثرهای فضایی). اکسایش الکل های بنزیلی نوع دوم 1 فنیل اتانول و 1 ایندانول به کتون ه ای مربوطه با استفاده از پراستر در مجاورت کاتالیست CuPF6 طی 5 ساعت به ترتیب با بازده 15 و 23 درصد صورت گرفت. الکل های غیر بنزیلی و آلیلی نوع اول و دوم در سامانه اکسایشی معرفی شده اکسید نمی شوند. بنابراین سامانه اکسایشی پراستر در مجاورت کاتالیست CuPF6 هم از نظر نوع ماده اولیه الکل های بنزیلی برای اکسایش و هم از نظر نوع فراورده به دست آمده آلدهیدی گزینشی عمل می نماید.

در این کار پژوهشی، لیگاند جدید 2-(2-(پیریدین-2-یل)اکسازولیدین-3-یل)اتانول (AEPC) و کمپلکس آن با فلز روی، [Zn(AEPC)Br]، تهیه و با استفاده از روش های طیفی (FT-IR و 1H NMR)، فیزیکی (هدایت سنجی و نقطه ذوب) و تجزیه ی عنصری شناسایی شدند. در ساختار کمپلکس، اتم روی دارای عدد کیوردیناسیون چهار می باشد که محاسبه های DFT، هندسه ی چهاروجهی را برای آن نشان می دهد. با استفاده از امواج فراصوت و بستر ژلاتین نانو کمپلکس [Zn(AEPC)Br] تهیه شد. به منظور ارزیابی ویژگی های زیستی لیگاند و کمپلکس، داکینیگ مولکولی این ترکیب ها با ده پروتیین مهم انسانی با استفاده از نرم افزار Gold انجام شد که این محاسبه ها نشان داد که بین ترکیب های مورد نظر و درشت مولکول های زیستی برهم کنش بین مولکولی و پیوندهای هیدروژنی وجود دارد.

در این پژوهش تعدادی از ویژگی های ترمودینامیکی نانوذره ها، نانوسیال ها دارای یک سیال پایه و نانوسیال های دارای مخلوط دو سیال پایه در بازه ی فشاری 45-1/0 مگاپاسکال و بازه ی دمایی 363-273 کلوین محاسبه و پیش بینی شدند. نانوذره های مورد بررسی Al2O3، CuO، Co3O4، SnO2، TiO2-Rutile، TiO2-Anatase و ZnO بوده و سیال های پایه نیز شامل آب، اتیلن گلیکول و پلی اتیلن گلیکول (با جرم مولکولی 400) می باشند. معادله حالت مورد استفاده در این کار معادله حالت تایو-میسون است که بر مبنای مکانیک آماری استوار می باشد. پارامترهای وابسته به دما در این معادله حالت شامل ضریب دوم ویریال، ، و دو پارامتر و می باشد که با توجه به ویژگی های کوانتمی نانوذره ها، از یک قسمت تصحیح کوانتمی برای محاسبه ضریب دوم ویریال استفاده شد. همچنین در محاسبه این سه ضریب نیاز به استفاده از یک تابع پتانسیل می باشد که برای لحاظ کردن اثرهای قطبی مواد از تابع پتانسیل سه پارامتری مورس استفاده شد که نسبت به تابع های پتانسیل های دو پارامتری معمول مانند لنارد جونز 6-12 از انعطاف بیش تری برخوردار است. نخست پارامترهای موجود در تابع پتانسیل توسط داده های دانسیته در حالت خالص (فشار 1/0 مگاپاسکال) مورد برازش قرار گرفتند و سپس برای حالت مخلوط از همین پارامترها استفاده شد. یک پارامتر دوتایی نیز برای در نظر گرفتن برهمکنش های بین دو مولکول متفاوت در سامانه های مخلوط برازش شد. در مجموع برای تعداد 1181 داده برای نانوسیال ها میزان میانگین خطای مطلق برابر با 5/0 گزارش شد. طبق نتیجه هایبه دست آمده، این معادله حالت از دقت خوبی برای محاسبه و پیش بینی دانسیته نانوسیال ها برخوردارمی باشد.

در این مقاله، یک روش مد ل سازی آماری برای بهینه سازی واحد تقطیر اتمسفری پالایشگاه نفت لاوان ارایه شده است. با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)، تاثیر هم زمان مقدار نفت خام و میعان های گازی بر روی میزان تولید گاز مایع، نفتای سبک و سنگین، نفت گاز و نفت کوره توسط نرم افزار Design Expert بررسی شد. به این منظور از 623 عدد آزمایش تجربی در شرایط عملیاتی گوناگون استفاده شد. برای تعیین اهمیت اثرها و بر هم کنش هر پارامتر بر روی میزان تولید هر یک از فراورده های خروجی، تجزیه و تحلیل واریانس (ANOVA) به کار گرفته شد. نتیجه ها نشان می دهد که مقدار R2 بیش از 92/0و R2 تعدیل شده در توافق خوبی با R2 می باشد. پس از تایید مدل ریاضی ارایه شده، به منظور افزایش تولید فراورده های دلخواه و با ارزش افزوده بالا مانند نفتای سبک و سنگین و کاهش تولید نفت کوره به عنوان یک فراورده ی غیردلخواه، بهینه سازی نیز انجام شد. مطابق با نتیجه های بهینه سازی و با درنظر گرفتن محدودیت های عملیاتی، بیش ترین مقدار فراورده های دلخواه و کم ترین مقدار نفت کوره به عنوان هدف اصلی این پژوهش، در مقدار خوراک کل (BPD) 56500 و با مخلوطی متشکل از 57 درصد میعان های گازی و 43 درصد نفت خام دست یافتنی است. در ادامه به منظور اجرای شرایط بهینه، تغییرهای فرایندی لازم اعمال شد و شرایط بهینه با موفقیت اجرا شد.

استفاده از دستگاه تولید پودر میکرونیزه افشانه ای در فشار اتمسفری یک روش نوین برای پودری شکل کردن مواد مذاب حساس به گرما است. ماده مذاب ورودی می تواند به صورت خالص، با ذره های معلق پراکنده شده در آن و یا با مواد دیگر حل شده استفاده شود. در این پژوهش استیاریک اسید به عنوان ماده آلی مذاب برای تولید پودر مورد استفاده قرار گرفت و محاسبه ها برای طراحی دستگاه با ظرفیت تاkg/h 500 و برای تولید پودرهای با قطر تاµ m 300 انجام شد. به منظور درک هرچه بهتر از انتقال گرما و مومنتم در درون محفظه و همچنین چگونگی انجماد و پودری شدن ذره ها در درون محفظه مدل سازی فرایند انجماد و سردسازی قطره های مذاب استیاریک اسید انجام شد. بدین منظور با ترکیب و حل هم زمان معادله های حرکت و انتقال گرما، پروفیل دما و سرعت برای انجماد کامل در محفظه محاسبه شد. بر اساس نتیجه های مدل سازی، دمای هوای خنک کننده ورودی تاثیر فراوانی بر قطر محفظه دارد و تغییر دمای آن از 5 تا 30 درجه سلسیوس در شدت جریان های گوناگون خوراک به طور متوسط قطر مورد نیاز محفظه را تا دو برابر افزایش می دهد. هم چنین دمای جداره محفظه از دیگر پارامترهای مهم است و استفاده از سامانه خنک کننده برای آن، تاثیر بسیار ی بر زمان خشک شدن پودرها و ارتفاع مورد نیاز دستگاه دارد.

برای گرم کردن هوای ورودی به بویلر و رساندن آن به نزدیک دمای سوختن در نیروگاه های بخار، از بازیابی انرژی دود خروجی توسط وسیله ای به نام پیش گرم کن گردان یا ژانگستروم استفاده می شود. ضعف اصلی ژانگستروم ها ناشی از وجود اجزای متحرک و در نتیجه استهلاک بالا و امکان نشتی هوا به دود (بیش از %20) در این سامانه ها می باشد که منجر به افزایش هوای عبوری از فن ها در بار ثابت بویلر و در نتیجه افزایش مصرف داخلی واحد نیروگاهی و یا کاهش توان تولیدی نیروگاه می شود. در برابر، لوله گرمایی یک پخش کننده گرمایی بدون هرگونه اجزای متحرک است که نیاز به هیچ گونه کنترل بیرونی ندارد و همین مسیله استفاده از تبادلگر گرمایی لوله گرمایی به جای ژانگستروم های مرسوم را در عمل پیشنهادی معقول به نظر می رسد. در این پژوهش یک ژانگستروم فعال در نیروگاه بخار مشهد با ویژگی های هندسی (سطح گرمایی برابر 12040 مترمربع) و عملیاتی مشخص (ضریب عملکرد گرمایی برابر %71) در نظر گرفته می شود و هدف پایانی، طراحی سامانه تبادلگرهای گرمایی لوله گرمایی بدون فتیله (ترموسیفون) با ساختارهای هندسی متفاوت از نقطه نظر اندازه و جنس لوله ها، نوع سیال عامل، تعداد لوله ها و فاصله های عرضی و طولی آن ها از هم و مقایسه آن ها با ژانگستروم توصیف شده از نقطه نظر سطح گرمایی مورد نیاز و حجم اشغالی می باشد. در این پژوهش، دو طرح با سیال عامل متفاوت مورد بررسی قرار گرفت که طراحی شماره2 با 522 لوله گرمایی دارای سیال عامل جیوه نسبت به طراحی شماره 1 با 900 لوله گرمایی دارای سیال عامل ترمکس دارای برتری نسبی می باشد. کاهش سطح انتقال گرمای مورد نیاز، نبود نشت دود به جریان هوای ورودی به بویلر و حذف مصرف انرژی الکتریکی مربوطه به اجزای دوار ژانگستروم از برتری های این طرح می باشد.

دفن بهداشتی، از روش های دفع پسماند، مشکل های زیان باری برای محیط زیست به ویژه آلودگی هوا را به دنبا ل دارد. در نتیجه ی تجزیه مواد آلی پسماند ها، گاز های آلاینده و گلخانه ای شامل بیو گاز، کربن دی اکسید و گاز متان تولید می شوند که گاز متان بیش ترین اثر آلایندگی را در بین گازهای تولید شده، دارد. در این مطالعه، هفت شهر تبریز، تهران، شیراز، مشهد، بندرعباس، خوی و آستارا به دلیل برخورداری از شرایط اقلیمی متفاوت، برای ارزیابی و مد ل سازی میزان گاز متان قابل تولید با استفاده از نرم افزار لندجم از دفن گاه پسماند هر شهر، انتخاب شدند. یافته های این مطالعه، نشان داد که بالاترین نرخ تولید متان در بین شهر های مورد مطالعه، با در نظر گرفتن منطقه مرطوب و معمولی برای شهرستان آستارا و منطقه خشک برای سایر شهرها، در سال 1415 در شهر تهران اتفاق خواهد افتاد. با استفاده از نتیجه های به دست آمده در این پژوهش، می توان سامانه های جمع آوری گاز متان را برای هر محل دفنی طراحی و اجرا کرد. بنابراین، افزون بر به کارگیری گاز های آلاینده، از انباشتگی آن در محل های دفن و ایجاد انفجار، از نشست های احتمالی نیز جلوگیری می شود.

در این پژوهش اندازه گیری pH محلول کشت در نظر گرفته شده و سامانه ی تعبیه شده ای طراحی شد تا به طور خودکار و بدون دخالت انسان بتواند pH را به صورت لحظه ای اندازه گیری کرده و به کنترل pH با سرعت بالاتر کمک کند. برای این منظور از پردازش رنگ محلول با دوربین و استفاده از الگوریتم های شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده و الگوریتم ها بر روی یک پردازنده پیاده سازی شد. شبکه توسط داده های آزمایشگاهی محلول مانند آموزش داده شد. تعداد لایه های شبکه RBF سه و ورودی ها در سه دسته RGB به شبکه داده شد و نسبت به محلول استاندارد خطای RBF در خطای آموزش به 0. 35 و خطای تست به 0. 1 رسیده و در شبکه ANFIS مقدار خطای آموزش کم تر از 0. 06 و خطای آزمون به کم تر از 0. 01 رسید که نشان می دهد دقت بالاتری نسبت به شبکه RBF دارد. این درصد خطا با 37 محلول گوناگون به دست آمد. با افزایش تعداد آن می توان این خطا را نیز کاهش داد.

در سال های اخیر مصرف انرژی در صنایع گوناگون به سرعت در حال افزایش می باشد. سوخت های فسیلی که منابع اصلی تامین انرژی به شمار می روند نیز به علت محدودیت و ناپایداری و همچنین به دلیل آلودگی های زیست محیطی و انتشار گازهای گلخانه ای، بشر را ملزم به تامین انرژی از منابع جایگزین و تجدیدپذیر نموده است. یکی از منابع تجدیدپذیر استفاده از پیل های سوختی میکروبی به منظور تولید الکتریسیته می باشد. در پیل های سوختی میکروبی میکروارگانیسم ها در محفظه بی هوازی آند در اثر اکسایش سابستریت، پروتون و الکترون تولید می کنند. پروتون ها با نفوذ از غشای تبادل پروتونی و الکترون ها از طریق مدار خارجی به سمت محفظه کاتد می روند. الکترون ها و پروتون هادر حضور پذیرنده الکترون یعنی اکسیژن آب تولید می کنند. درنتیجه فرایند پیل سوختی میکروبی از نظر اقتصادی نیز دارای اهمیت زیادی می باشد. یکی از راه های شناسایی پیل سوختی میکروبی، مد ل سازی یا شبیه سازی می باشد. بدین منظور پس از مدل سازی و شبیه سازی پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای، دو متغیر تاثیر گذار برروی پیل سوختی میکروبی شامل شدت جریان سابستریت و دما مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی این متغیرها، شدت جریان سابستریت در سه حالت (, )، بیش ترین توان به دست آمده از شدت جریان 5/22 سانتی متر معکب بر ساعت به دست آمد و همچنین برای اثرهای دما از دمای 298 تا 333 درجه کلوین مورد بررسی قرار گرفت که بیش ترین توان در دمای 298 کلوین به دست آمد.

هدف این پژوهش، بهینه سازی فرایند کشت نیمه پیوسته سلول های هیبریدوما برای تولید بیش ترین آنتی بادی مونوکلونال به کمک الگوریتم ژنتیک در طول دوره ی کشت ده روز است. متغیرهای مستقل نرخ خوراک روزانه سوبسترات (گلوکز و گلوتامین) در دو حالت ثابت و متغیر و تابع هدف میزان تولید مونوکلونال آنتی بادی است. به منظور مدل سازی فرایند کشت نیمه پیوسته هیبریدوما از یک مدل سینتیکی هفت مرحله ای و برای حل دسته معادله های دیفرانسیل (معادله های حاکم) از روش رانگ گوتای مرتبه چهارم اصلاح یافته (Ode45) در محیط نرم افزار متلب استفاده شد. نتیجه های به دست آمده از پژوهش نشان می دهد میزان مونوکلونال آنتی بادی تولیدی در حالت نرخ خوراک ثابت و متغیر (دوره کشت ده روزه) به ترتیب 233 و 314 میلی گرم است به عبارتی بهینه سازی خوراک در حالت متغیر نسبت به حالت ثابت نرخ خوراک افزایش 34 درصدی در تولید فراورده را نشان می دهد. برای صحت سنجی مدل از نتیجه های تجربی به دست آمده از پژوهش های ترمبلی و همکاران و در پژوهش دیگر نوسط میگویل و همکاران استفاده شد. داده های به دست آمده نشان از تطابق خوبی (با اختلاف 4/1 درصد) با پژوهش ترمبلی و به نسبت مناسب با پژوهش میگویل (با اختلاف 2/13 %) دارد.

با پیشرفت و صنعتی شدن جامعه ها، تقاضا برای فلزهای سنگین رو به افزایش است، این در حالی است که معدن های سنگ معدن غنی از این فلزها رو به کاهش گذاشته اند. امروزه منبع های ثانویه دیگری که دارای عیار بالاتری از این فلزها هستند موردتوجه قرارگرفته اند، ازجمله کاتالیست های فرسوده، خاکسترهای بادی، لجن آبکاری و مهم ترین آن ها زباله های الکتریکی و الکترونیکی. بازیابی فلزهای سنگین از این منابع ثانویه به کمک روش های متداول مانند پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی با محدودیت هایی ازجمله مصرف بالای انرژی، هزینه های بالا، خطر آلودگی محیط زیست و تهدید سلامت عمومی همراه است. با توجه به سخت گیرتر شدن قانوی های مربوط به حفاظت محیط زیست، به ویژه در دفع زباله های سمی و هزینه ی مربوط به اعمال این قانون ها نیاز به فناوری و روش های نوین، زیست سازگار و موثرتری به منظور بازیابی با بهره بالا بیش ازپیش احساس می شود. در این مطالعه به روش های بازیافت زباله های الکتریکی و الکترونیکی که شامل روش های پیرومتالورژی، هیدرومتالورژی و بیوهیدرومتالورژی است، پرداخته شده و از این میان روش فروشویی زیستی به عنوان روشی موثر، ارزان و همگام با محیط زیست معرفی و بررسی شده است.