سال:1390 | دوره:30 | شماره:2 (61) |تعداد مقالات:12

در این پژوهش حذف زیستی هیدروژن سولفید به وسیله باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس در راکتور ایرلیفت بیوفیلمی سوسپانسیونی انجام شد. از سدیم سولفید حل شده در خوراک مایع به عنوان سوبسترا استفاده شد. راه اندازی راکتور در دمای ثابت 30oC و در pH حدود 7 با ذره های حامل بازالت انجام گرفت. در محیط کشت معدنی بیشترین نرخ اکسیداسیون سولفید به حدود 6.7molS-2/m3.h در زمان ماند 3.3h رسید. به خاطر این که در نرخ بارهای بالا، سولفید در داخل راکتور تجمع می یافت، شرایط حالت یکنواخت در نرخ بارهای بالای سولفید ایجاد نشد. بهترین دمای انجام در نرخ بار سولفید 4.8molS-2/m3.h در شرایط 100% تبدیل به دست آمد.

کروم شش ظرفیتی (Cr+6) عاملی سرطان زا در انسان می باشد که مواجهه شغلی با آن، انواع گوناگونی از عوارض مانند زخم و سوراخ شدن بینی، درماتیت تماسی، تحریک دستگاه تنفس و آسم شغلی را در پی دارد. در این مطالعه ایزوترم و سینتیک جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 در فاز منقطع در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش های سینتیک جذب زیستی در سه غلظت اولیه Cr+6 و نسبت ثابت ماده جذب شدنی به جاذب حاوی یک فلز صورت گرفت. برای مدل سازی سینتیک جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 از معادله های سرعت درجه اول کاذب (Langergren)، درجه دوم کاذب،Saturation  و درجه دوم استفاده شد. همچنین آزمایش های ایزوترم جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 در سسیتم حاوی یک فلز صورت گرفت. برای مدل سازی ایزوترم جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 از معادله های ایزوترمBET ، لانگمویر، فروندلیچ، فروندلیچ - لانگمویر استفاده شد. نتیجه های آزمایش های سینتیک نشان داد که جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 از سرعت بالایی برخوردار است، به طوری که میزان جذب فلز در طی 30 دقیقه اول به 90-80% ظرفیت تعادلی می رسد و بیشترین زمان رسیدن به تعادل 120 دقیقه بود. نتیجه ها نشان داد معادله های سرعت درجه دوم کاذب و Saturation تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی داشته و ضریب همبستگی آنها با داده های آزمایشگاهی بسیار بالا بود (R2=0.99) و ایزوترم جذب زیستی Cr+6 به وسیله پلیمر زانتان B82 از مدل BET پیروی می نماید (R2=0.95). ضریب همبستگی داده های آزمایشگاهی با مدل ایزوترم لانگمویر مشابه معادله های ایزوترم BET بود (R2=0.94). بر طبق معادله لانگمویر بیشترین ظرفیت جذب زیستی Cr+6(qm) برابر 1.77 میلی مول به ازای هر گرم جاذب به دست آمد. بنابراین پلیمر زانتان B82 استفاده شده در این مطالعه به عنوان یک جاذب به نسبت خوب طبقه بندی می شود.

مکانیسم سینتیک تولید سوخت بیودیزل از روغن پسماند رستوران با پایه روغن آفتابگردان، به طور قابل ملاحظه ای به ترکیب های موجود در آن بستگی دارد. در این پژوهش واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن پسماند به دست آمده از پخت و پز (WCO) با اتانول مورد بررسی قرار گرفت. واکنش در سه مرحله و به صورت برگشت پذیر اتفاق می افتد (تشکیل دی گلیسرید از تری گلیسیرید، مونوگلیسرید از دی گلیسیرید و گلیسرول و بیودیزل از مونوگلیسرید). تاثیر سرعت های مختلف دستگاه همزن (300 و 600 دور بر دقیقه) و دما (70، 60 و 50 درجه سانتیگراد) بر روی نرخ انجام واکنش مطالعه شد در حالی که نسبت مولی الکل اتانول به روغن 6 به 1 و نسبت وزنی پتاسیم هیدروکسید در روغن به تقریب برابر 0.2 درصد وزن روغن پسماند و زمان واکنش 30 دقیقه بود. تاثیر شدت به هم زدن مخلوط همانند دمای انجام واکنش بود. نتیجه ها نشان داد که داده های تجربی تطابق خوبی با مکانیسم سینتیکی مرتبه اول دارد، پس نرخ انجام واکنش ها بر اساس داده های تجربی به صورت یک رابطه آرنیوس کلاسیک و انرژی فعال سازی واکنش های تعادلی (واکنش رفت و برگشت) محاسبه شد.

استفاده از توده های زیستی برای تولید نانوذرات روشی به نسبت ساده و مقرون به صرفه تر از روش های دیگر تولید نانوذرات می باشد. در این پژوهش گندم به عنوان توده زیستی و عمل کاهنده برای تولید نانوذرات طلا مورد استفاده قرار گرفت. ترکیب طلادار مورد استفاده در این طرح تترا کلرو اوریت (HAuCl402H2O) بود. سوسپانسیونی از پودر سبوس گندم در 10 میلی لیتر محلول Au(III) با غلظت های مشخص در گستره pH از 1.5 تا 5 در مدت زمان های معین به هم زده شده و پس از انجام واکنش، محلول سوسپانسیون به مدت بیست دقیقه با سرعت 3000 rpm سانتریفوژ شد. محلول به دست آمده با دستگاه اسپکتروفتومتری و TEM تجزیه شد. در این مطالعه تاثیر پارامترهایی همچون میزان pH، دما، زمان و غلظت بون کلرید محیط واکنش مورد بررسی قرار گرفت. بازه اندازه نانوذرات طلای تولید شده در این روش بین 5 تا 50 نانومتر بود.

جداسازی گاز کربن دی اکسید به منظور کنترل نشر آن در گازهای اتلافی و گاز خروجی دودکش ها، ارتقای گاز طبیعی، بازیافت گاز زیرزمینی و ازدیاد برداشت نفت مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. در این راستا، در طی این پژوهش، غشاهای آلیاژی جدیدی از اکریلونیتریل-بوتادی ان-استایرن (ABS) و پلی وینیل استات (PVAc) تهیه شدند. سپس اثر شرکت دادن ترکیب درصدهای متفاوت پلی وینیل استات بر تراوایی گازهای کربن دی اکسید، متان و نیتروژن بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که بالاترین مقدار تراوایی کربن دی اکسید در میزان پلی وینیل استات %10 وزنی رخ می دهد. بالاترین گزینش پذیری برای کربن دی اکسید/متان در میزان پلی وینیل استات %20 برابر 29 و برای کربن دی اکسید/نیتروژن در %30 برابر 40.41 می باشد. تلفیقی از اثر گروه های قطبی استات در پلی وینیل استات، متراکم شدن ساختار غشا در حضور پلی وینیل استات با وزن ملکولی بالا، و میزان اکریلونیتریل و بوتادی ان انعطاف پذیر ABS باعث این رخدادها شده است. هم چنین، بررسی اثر فشار بر تراوایی نشان داد که با تغییر فشار از 2 تا 8 بار، تغییر قابل توجهی در داده های تراوایی ایجاد نمی شود. در مجموع، غشاهای تهیه شده برای جداسازی کربن دی اکسید/نیتروژن بهتر از کربن دی اکسید/متان بودند.

امروزه مخلوط کننده های جتی به علت داشتن برتری هایی در حال جایگزینی با سایر مخلوط کننده ها در بعضی از کاربردهای صنایع شیمیایی می باشند. از این رو بررسی پارامترهای تاثیرگذار در این مخلوط کننده ها دارای اهمیت می باشد. در این پژوهش، تاثیر قطر نازل در شدت های حجمی متفاوت جریان جت شونده و تاثیر زاویه تزریق جت، به طور آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتیجه های آزمایشگاهی نشان دهنده آن است که برای یک مخزن استوانه ای با ضریب شکل برابر یک (h/D=1) و تزریق جت از مرکز سقف مخزن، افزایش قطر نازل در یک جریان حجمی ثابت منجر به افزایش زمان اختلاط می شود، ولی روند بیشتر شدن با افزایش شدت حجمی جریان جت شونده، تضعیف می شود. همچنین نتیجه ها نشان می دهند که زمان اختلاط به زاویه تزریق جت بستگی دارد. تزریق با زاویه 20 و 30 درجه از مرکز سقف مخزن، دارای بلندترین طول های جت می باشند، که بر اساس پژوهش های انجام شده قبلی، مبنی بر کاهش زمان اختلاط با افزایش طول جت، کوتاه ترین زمان های اختلاط را نتیجه نمی دهند. این درحالی است که زاویه های تزریق 10 و 45 درجه دارای کمترین زمان اختلاط می باشند.

ویژگی های مکانیکی از پارامترهای مهم در تهیه نانوکامپوزیت ها می باشند. بررسی ویژگی های مکانیکی اطلاعات مفیدی در مورد اثر سازگارکننده ها و نانوکلی و روش فرایندی می دهد. در این کار پژوهشی، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های تهیه شده با خاک رس C15A و اولیگومر pp-g-MA با خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های تهیه شده توسط دیگر پژوهشگران مقایسه شده است. به طورکلی مالئیک انیدرید (MA) وگلیسیدیل متاکریلات (GMA) اثرسازگار کنندگی بهتری نسبت به اکریلیک اسید (AA) دارند زیرا به خاطر قطبیتشان، ویژگی های مکانیکی نانوکامپوزیت ها به ویژه مدول یانگ و مقاومت ضربه ای و مقاومت کشش را بهبود می بخشند اگرچه در ویژگی های انعطافی کاهش شدیدی نشان می دهند. افزایش خاک رس به پلی پروپیلن مدول کششی و مقاومت کشش را بهبود داده اما ازدیاد طول در نقطه شکست را با صرف نظر از عامل کوپلینگ به کار رفته کاهش می دهد. نانوکامپوزیت های حاوی خاک رس C20A مدول و مقاومت کشش بالاتری نسبت به C30B و +CNa دارند در نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن - خاک رس تهیه شده با خاک رس اصلاح شده اولیگومری، این خاک اثر شکل پذیری ( انعطافی) روی پلیمرها دارد که مقاومت کشش در مقایسه با پلیمرهای اولیه کم می شود، در حالی که مدول یانگ افزایش می یابد. ساختار نانوکامپوزیت های تهیه شده با خاک رس C15A و اولیگومر PP-g-MA، اینترکلیت است که در آنها مقاومت کششی کاهش یافته ولی مدول یانگ افزایش می یابد. دراین نانوکامپوزیت ها مقاومت به جذب حلال با افزایش میزان خاک رس، کاهش می یابد.

میناها یا لعاب های روی فلز به دلیل مقاومت شیمیایی بالا در برابر محیط های شیمیایی مهاجم، به طور گسترده ای به عنوان پوشش بر روی فلزات و آلیاژها به کار می روند. مقاومت بالای این نوع پوشش ها در برابر محیط های به شدت خورنده در pH های مختلف و دماهای بالا تا 600oC  قابل توجه است. در این راستا ترکیب شیمیایی مینا اهمیت زیادی دارد و TiO2 به عنوان یکی از مهم ترین افزودنی های فریت برای افزایش مقاومت خوردگی لعاب معرفی شده است. در این پژوهش مقاومت خوردگی مینای حاوی TiO2 بر اساس استاندارد ISO2742 طی سه دوره زمانی 2.5 ساعته آزموده شد و با مقاومت خوردگی لعاب بدون TiO2 مقایسه شد. آزمون مقاومت اسیدی لعاب ها در محیط آب ترش شبیه سازی شده (که یکی از خورنده ترین محلول هایی است که در فرایند پالایش نفت خام تولید می شود و خسارت های جبران ناپذیری را به صنایع نفت وارد می کند) انجام شد. همچنین سطح لعاب ها بعد از پایان آزمون مقاومت خوردگی، با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد مطالعه و آنالیز عنصری سطح نیز توسط EDS مورد بررسی قرار گرفت. در انتها با رسم منحنی های نایکوئیست میناها در آب ترش شبیه سازی شده که از طیف نگاری الکتروشیمیایی امپدانس (EIS) به دست آمد، تاثیر افزودن %3.25 TiO2 بر افزایش مقاومت خوردگی مینا و در نتیجه افزایش مقاومت خوردگی فولاد تحت پوشش تایید شد.

در این پژوهش کارایی فناوری میکرواستخراج فاز مایع از فضای فوقانی - کروماتوگرافی گازی موئینه، برای استخراج و تعیین مقدارهای بسیار ناچیز ایزوآمیل استات در نمونه های حقیقی مورد بررسی قرار گرفته است.از 2.5 میکرولیتر از بنزیل الکل به عنوان حلال استخراج کننده استفاده شد و پارامترهای مؤثر براستخراج به شرح زیر بهینه شدند: سرعت به هم خوردن نمونه 1250 دور در دقیقه، زمان استخراج 15.0 دقیقه، دمای محلول 30.0 درجه سانتیگراد و مقدار نمک اضافه شده برای ازدیاد قدرت یونی محلول، 0.34 گرم بر میلی لیتر. با این شرایط، حد تشخیص روش برای ایزوآمیل استات 0.5 میکروگرم بر لیتر محاسبه شد. محدوده خطی منحنی کالیبراسیون 5-1300mg/L با ضریب همبستگی 0.999 (R2) می باشد. نمونه های آب و صابون مایع با روش پیشنهادی مورد تجزیه قرار گرفتند و مقدار انحراف استاندارد نسبی برای نمونه آب آلوده شده با 50، 200 و 400 میکروگرم بر لیتر از ایزوآمیل استات بین 2.39-2.79 درصد و برای نمونه صابون مایع در غلظت 220 میکروگرم بر لیتر با روش استاندارد افزایشی 2.74 درصد و با روش منحنی کالیبراسیون 2.48 درصد به دست آمد. درصد بازیابی برای نمونه آب بین 103.2 تا 101.8 درصد و برای نمونه صابون با روش استاندارد افزایشی 103.2 درصد و با روش منحنی کالیبراسیون 101.8 درصد محاسبه شد.

کاتالیست تیتانیم اکسید به دلیل داشتن سطوح انرژی مناسب و پایداری و طول عمر کافی در برابر تابش فوتون به طور گسترده برای احیای CO2 به CH4 و OH3CH به کار می رود. با نشاندن ذرات فلزات مناسب بر روی سطح این کاتالیست می توان گزینش پذیری آن را برای دستیابی به فرآورده های مختلف به طور دلخواه کنترل نمود.با افزایش خصلت d در فلز نشانده شده، واکنش احیا به سمت تشکیل CH4 گرایش پیدا می کند. عکس آن به تولید متانول می انجامد. از بررسی سینتیک احیای فتوکاتالیستی CO2 به متانول، این نتیجه به دست آمد که فلزات نشانده شده با تراز انرژی فرمی بالاتر باعث افزایش بیشتر در سرعت واکنش تشکیل متانول می شوند. همچنین، معلوم شد که انرژی فعال سازی کلی به آنتالپی جذب CO2، آنتالپی تشکیل HCO2 و انرژی فعال سازی هیدروژن دار شدن HCO2 بستگی دارد.

در این پژوهش واکنش تولید سدیم 2- اکریل آمیدو 2- متیل پروپان سولفونات (SAMPS) مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر عوامل واکنشی بر روی میزان تبدیل از طریق طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی مطالعه شده است. بررسی نتیجه ها نشان می دهد، از میان هفت عامل دما و زمان واکنش، میزان هوادهی در مخلوط واکنش، دور همزن، ترتیب افزایش مواد، و درجه خلوص و درصد اضافی سدیم کربنات، تنها دو عامل اخیر و دمای واکنش به ترتیب دارای تاثیر قابل ملاحظه بر پیشرفت واکنش هستند و سایر عامل ها در واقع تاثیر مهمی ندارند. شرایط بهینه برای رسیدن به بیشترین تبدیل، عبارت از بیشترین میزان خلوص و درصد اضافی (25%) سدیم کربنات، و دمای 16oC می باشد. ساختار فراورده  SAMPSتولیدی از طریق طیف سنجیFTIR ،  C-NMRو H-NMR مورد شناسایی قرار گرفت و با نمونه صنعتی مقایسه شد. همچنین از طریق میکروسکوپ الکترونی پیمایشی (SEM)، ظاهر ذرات فرآورده بررسی و اندازه متوسط قطر آنها برابر با 20.09 میکرومتر (در محدوده 1 تا 60 میکرومتر) تعیین شد.

در این پژوهش با توجه به کاربرد شیشه فسفاتی سیستم CaO-P2O5-TiO2 در شیشه سرامیک های فسفاتی، ترکیبات گوناگونی در سامانه یاد شده تهیه شد. اثرات بوته ذوب، زمان ذوب و چگونگی سرمایش بر روی ترکیب بهینه بررسی شد. برای این منظور از آنالیزهای XRD و FT-IR بهره گرفته شد. بررسی ریزساختاری شیشه پایه و نیز جدایش فازی با استفاده از SEM انجام شد. محفظه آلومینایی برای ذوب بهترین شرایط را نشان داد. دمای بهینه و مدت زمان بهینه ذوب به ترتیب C°1350 و یک ساعت گزارش شد. ترکیب با نسبت مولی فاز 6(PO4)Ca3 به فاز 6(PO4)CaTi4 در بازه 2-2.16، ترکیب بهینه به منظور تشکیل شیشه پایدار در سامانه یاد شده تعیین شد. نحوه سرمایش در قالب با سرعت سرمایش بالا مناسبترین نحوه سرمایش بود. دمای جوانه زنی و پیک تبلور شیشه بهینه با توجه به الگوی DTA، به ترتیب C°680 و C° 833گزارش شد.