Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering
Year:2012 | Volume: | Issue: |Papers Count:11

در این مقاله یک روش ساده و موثر برای ساخت نانوپوسته های کبالت اکسید (II) ارایه می شود. مورفولوژی و ساختار شیمیایی نانوپوسته ها با روش های گوناگون شامل میکروسکپ های الکترونی (روبشی و عبوری)، پراش اشعه ایکس، میکروسکپی روبشی تونلی و روش های الکتروشیمیایی بررسی شد. مطالعه جامعی بر رفتار الکتروشیمیایی نانوپوسته ها در فصل مشترک با الکترولیت، فرایندهای انتقال بار و جرم (انتشار غیر خطی یون مقابل) در آنها و سینتیک و مکانیسم واکنش ها با استفاده از ولتامتری چرخه ای و اسپکتروسکپی امپدانس الکتروشیمیایی انجام شد. ثابت های سرعت واکنش های الکتروشیمیایی، و ضریب انتشار یون مقابل در نانوپوسته ها در پتانسیل های گوناگون گزارش شد.

در این پژوهش، ابتدا نانو ذره های سیلیکالیت -1 با اندازه متوسط 40 نانومتر به روش هیدروترمال برای جوانه نشانی سنتز شدند. با توجه به اینکه جوانه نشانی بلورهای زئولیت بر روی سطح پایه یکی از گام های کلیدی در سنتز غشاهای زئولیتی به روش رشد ثانویه محسوب می شود، تعداد مرحله های جوانه نشانی پایه به روش پوشش عمقی به منظور بالا بردن کیفیت غشا مورد ارزیابی دقیق قرار گرفت. آزمایش های تعیین ویژگی ها شامل تجزیه های طیف پراش اشعه ایکس(XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، ایزوترم جذب و دفع نیتروژن، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، وزن سنجی حرارتی (TGA) و گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) بر روی نانو ذره های سنتز شده و پایه های جوانه نشانی شده صورت گرفت. بررسی تاثیر تعداد مرحله های جوانه نشانی بر روی پایه آلومینا نشان داد که تکرار سه مرحله جوانه نشانی بهترین پوشش را بر روی پایه ایجاد می کند.

مطالعه های انجام شده بر روی دریاچه اورمیه تاکنون شامل بررسی ترکیب شیمیایی آن بوده و بررسی ترمودینامیک و همچنین ضریب فعالیت یون ها و نمک های موجود که برای تهیه نمودارهای فازی دریاچه دارای اهمیت زیادی از لحاظ نظری و عملی است، مورد توجه قرار نگرفته است. در این پژوهش محاسبه ضریب های فعالیت یون ها و نمک ها با فرض همگن بودن آب دریاچه، در دمای 25oC و نیز با استفاده از اطلاعات منتشر شده در مورد غلظت یون های دریاچه در سال های گذشته انجام شده است. با استفاده از مدل پیتزر و نتیجه های به دست آمده، حلالیت و ضریب اشباع برای هریک از نمک ها تعیین شده است. نتیجه های محاسبه ها نشان می دهد که آب دریاچه اورمیه نسبت به املاحی مانند مگنزیت و دولومیت فوق اشباع است.

در این پژوهش برای بررسی ضریب فعالیت محلول های الکترولیتی از معادله حالت «تئوری آماری سیال های تجمعی» یا «SAFT» استفاده شده است. در این معادله حالت برای در نظر گرفتن اثر حضور یون ها در محلول جمله MSA به معادله حالت اضافه شده است. معادله حالت SAFT دارای این ویژگی است که با استفاده از ترمودینامیک آماری و در نظر گرفتن کلیه نیروهای بین مولکولی مواد، قادر به پیش بینی ویژگی های ترمودینامیکی سیال های تجمعی نظیر آب است همچنین با اضافه کردن جمله MSA ویژگی های ترمودینامیکی محلول های الکترولیتی را نمی توان توسط این معادله حالت بررسی نمود. در این کار از یک عبارت جدید برای سهم مربوط به سیال مرجع «کره سخت» استفاده شده است. مدل ارایه شده دارای سه پارامتر تنظیم شونده می باشد. در این کار، ضریب فعالیت 14 محلول الکترولیتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که این مدل به خوبی می تواند این کمیت را برازش کند. کاربرد مدل ارایه شده برای ضریب اسمزی محلول آبی مایع یونی (1-بوتیل متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات) [[BMIM][BF4 به عنوان یک نمک آلی نشان می دهد که این مدل نسبت به مدل پیترز بهتر می تواند این کمیت را برازش کرده، و برای دماهای گوناگون این کمیت را دقیق تر پیش بینی کند.

اندازه گیری پروتیین های گلیکوله شده در پایش بلند مدت گلوکز خون به ویژه در مورد بیماران دیابتی کاربرد دارد. امروزه یکی از فناوری های مرسوم در جداسازی و شناسایی این نوع پروتیین ها، استفاده از تبادل گرهای کاتیونی به شکل ستون های میکرو است. یکی از انواع این رزین های سنتزی بر پایه پلی بوتیل متاکریلات است.در این مطالعه، رزین بر پایه پلی بوتیل متاکریلات با استفاده از روش پلیمریزاسیون تعلیقی با ساختارهای شیمیایی و فیزیکی گوناگون سنتز و تعیین هویت شد. اسپکتروسکوپی FTIR حضور گروه های اسیدی کربوکسیلیک را در رزین تایید کرد. با استفاده از دستگاه تعیین سطح ویژه (BET) و میکروسکوپ روبشی الکترونی (SEM) به ترتیب سطح ویژه ذره های رزین تعیین و ماکروپور بودن رزین نشان داده شد. اسپکتروسکوپی UV/VIS برای تعیین قابلیت رزین در جداسازی هموگلوبین A1c استفاده شد. سرانجام مناسب بودن رزین تعویض یون کاتیونی سنتز شده با ساختاری ماکرو پور و ظرفیت تبادل یون 3.083 میلی اکی والان بر گرم رزین خشک، در جداسازی HbA1c نشان داده شد.

ترکیب مناسبی از مواد شیمیایی و بهینه سازی مرحله های گوناگون رنگبری اثر مهمی روی کیفیت خمیر رنگبری شده دارد. از میان عامل های تاثیرگذار روی رنگبری با پراکسید، وجود فلزات انتقالی دارای بیشترین اثرات مخرب است. یکی از موثرترین تیمارهای مورد استفاده برای حذف این فلزات استفاده از ماده کی لیت کننده می باشد. از آنجایی که مواد کی لیت کننده در بعضی از کشورها در زمره مواد سمی طبقه بندی می شوند. این پژوهش با هدف بررسی کارایی و امکان استفاده از پیش تیمار اسیدی به عنوان جایگزینی برای مواد کی لیت ساز در فرایند رنگبری با هیدروژن پراکسید خمیر شیمیایی مکانیکی (CMP) بر پایه منیزیم هیدروکسید انجام شد. نتیجه های به دست آمده از اندازه گیری ویژگی های نوری کاغذهای دست ساز به دست آمده از پیش تیمار با ماده کی لیت کننده DTPA و پیش تیمار شستشوی اسیدی نشان داد که بالاترین میزان روشنی و کمترین میزان زردی و ماتی را نمونه های پیش تیمار شده با ماده کی لیت کننده DTPA داشتند. همچنین نتیجه های به دست آمده از اندازه گیری فلزات انتقالی نشان داد که پیش تیمار اسیدی، یون های منیزیم بیشتر و یون های منگنز و آهن کمتری را نسبت به DTPA خارج کرده است. نتیجه های این پژوهش نشان می دهد که، پیش تیمار اسیدی در خروج فلزات انتقالی کارایی کمتری نسبت به DTPA دارد و در نتیجه این گزینش گری ناخواسته در خروج فلزات، ویژگی های نوری ضعیف تری نشان داده است.

ترکیب های آلی گوگردی در بنزین هنگام سوختن با تولید SOx موجب آلودگی هوا می شوند. در این پژوهش غشای دو لایه PDMS/PA برای جداسازی گوگرد از بنزین مدل شده (با مخلوط های تیوفن/نرمال هگزان) توسط فرایند غشایی تراوش تبخیری مورد استفاده قرار گرفت. درمورد اثر غلظت تیوفن (0.4-0.6 wt.%)، دمای خوراک (30-50 oC)، فشار فراورده تراوشی (23-100 mmHg) و سرعت جریان خوراک (30-90 L/h) بر عملکرد جداسازی تراوش تبخیری پژوهش تجربی انجام شد. از روش تاگوچی برای طراحی سامانه آزمایش ها و اثر پارامترهای فرایندی بر شار تراوشی از غشا استفاده شد. نتیجه های این مطالعه نشان داد که اثر غلظت و سرعت جریان خوراک بر شار تراوشی در مقایسه با اثر دما و فشار فراورده تراوشی ناچیز است. با افزایش دمای خوراک، غلظت تیوفن، سرعت جریان خوراک و کاهش فشار فراورده تراوشی شار کل افزایش می یابد. با توجه به اهمیت دو پارامتر دما و فشار، اثر این دو پارامتر بر ضریب غنی سازی تیوفن بررسی شد. با کاهش دمای خوراک و فشار فراورده تراوشی ضریب غنی سازی تیوفن افزایش می یابد. در شرایط عملیاتی دمای خوراک 30 oC و فشار فراورده تراوشی 23 mmHg می توان به بالاترین ضریب غنی سازی، 1.5، دست یافت. 

به کارگیری روش شناورسازی به منظور بازیابی ذرات ریز ایلمنیت به علت محدودیت شدید مکان های فعال روی سطح ایلمنیت و در نتیجه قابلیت ضعیف شناوری این کانی در مطالعه های گذشته امید بخش نبوده است. در این پژوهش، فعال سازی سطحی و پالایش اسیدی قبل از آماده سازی، به منظور بررسی امکان افزایش قابلیت شناوری ایلمنیت مورد توجه قرار گرفته اند. نمونه مورد مطالعه خوراک خط 3 مدار فرآوری کانسار تیتانیوم کهنوج با عیار 6.36% TiO2 بود. پس از خردایش ذرات تا زیر 106 میکرون با به کارگیری طرح آزمایشی تاگوچی، مخلوط کلکتورهای Clarient flotinor SM15 و Flotinor FS با نسبت 1 به 1، میزان کلکتور 700 گرم بر تن، pH برابر 8.5 و زمان آماده سازی 15 دقیقه به عنوان شرایط بهینه انجام آزمایش ها انتخاب شدند. در این شرایط، میزان بازیابی و عیار TiO2 به ترتیب 32 و 12.3 درصد به دست آمد. استفاده از سرب نیترات به عنوان فعال کننده سطح تا 150 گرم بر تن باعث افزایش 50 درصدی بازیابی و 9 درصدی کارایی جدایش شد. همچنین پالایش اسیدی قبل از آماده سازی، موجب افزایش 14 درصدی عیار TiO2 در کنسانتره شد. استفاده از روش شناورسازی در مرحله های رافر، کلینر و ری کلینر منجر به دستیابی به عیار 32% ایلمینیت با بازیابی کمینه 55% شد.

زمان اختلاط یک پارامتر قابل مقایسه برای بررسی بازده سامانه های اختلاط می باشد. در این پژوهش پارامترهای مهم تاثیر گذار (سرعت چرخش همزن و حضور فاز گاز) بر زمان اختلاط در یک مخزن اختلاط توربینی از نوع راشتون مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نتیجه های به ست آمده، زمان اختلاط با افزایش سرعت چرخش همزن کاهش می یابد و تاثیر حضور فاز گاز بر زمان اختلاط وابسته به سرعت چرخش همزن می باشد. همچنین در این پژوهش نتیجه های به دست آمده با استفاده از روش هدایت سنجی با مقدارهای به دست آمده از روش لیزری (PLIF) توسط مقدس مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتیجه این مطالعه نشان داد که نتیجه های به دست آمده از روش هدایت سنجی توافق بسیار مناسبی با روش PLIF دارد. به همین دلیل روش هدایت سنجی می تواند به عنوان یک روش کم هزینه، دقیق و ساده جایگزین روش های گران شود. از طرفی چون در مقیاس بزرگ از سامانه های اختلاط، استفاده از معادله ها و فرمول ها نتیجه دقیقی را نخواهد داد و از طرفی تعداد روابط موجود برای مقیاس های بزرگ محدود می باشد، درنتیجه در این پژوهش برای پیش بینی زمان اختلاط از یک مدل کامپارتمان شش ناحیه ای استفاده شده است. نتیجه های به دست آمده از مدل کامپارتمان ارایه شده با اندازه گیری های تجربی صورت گرفته توافق بسیار مناسبی در این پژوهش داشت.

دراین پژوهش، یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) سه بعدی دو سیالی در چارچوب اولری- اولری برای شبیه سازی هیدرودینامیک جریان ها روی سینی غربالی در مقیاس صنعتی به منظور مطالعه اختلاط فازها توسعه داده شده است. فاز گاز گسسته و فاز مایع پیوسته به عنوان دو فاز با اثرهای متقابل در نظر گرفته شده اند. برای بررسی وضعیت اختلاط فازها، سه پارامتر توزیع جزء حجمی، توزیع دانسیته مخلوط و سطح تماس فازهای گاز مایع در مکان های گوناگون سینی بررسی شده اند. در چهار ناحیه شامل پشت بند خروجی، در نزدیکی ورودی مایع به سینی، کنار دیواره برج و در فاصله بین سوراخ های مجاور وضعیت اختلاط نامناسب دیده شد. در ناحیه مرکزی سینی جریان به تقریب قالبی با توزیع به نسبت یکنواخت اختلاط فازها دیده شد. میزان اختلاط بستگی به شدت جریان گاز و مایع دارد و پاسخ ناحیه مرکزی و چهار ناحیه مشخص شده با اختلاط غیر یکنواخت به تغییر شدت جریان مایع و گاز متفاوت است.این مدل امکان دیدن جزئیاتی را فراهم نموده است که تاکنون مطالعه های موجود قادر به ارایه آنها نبوده اند.

در این پژوهش، با استفاده از مدل پیتزر مقدار و نوع رسوب برای چندین نمونه آب دریا و آب سازند به دست آمده است. این رسوب ها به علت تزریق آب ناسازگار با آب سازند و یا تغییر دما و فشار در داخل چاه به وجود آمده اند. این رسوب ها شامل باریم سولفات، استرانسیم سولفات، کلسیم سولفات دو آبه و کلسیم سولفات بدون آب هستند که باعث بروز مشکلات فراوانی در مخزن نفت و یا چاه تولید نفت می شوند. نتیجه ها نشان می دهد که بیشترین مقدار رسوب برای نسبت های بزرگ تر آب سازند به آب دریا به وجود می آید و در بیشتر موارد، مقدار رسوب استرانسیم سولفات از رسوب های دیگر بیشتر است. همچنین به دلیل حلالیت بیشتر کلسیم سولفات دو آبه، مقدار رسوب کلسیم سولفات دو آبه ناچیز است. با افزایش دما، مقدار رسوب استرانسیم سولفات و کلسیم سولفات، افزایش و مقدار رسوب باریم سولفات، کاهش می یابد و افزایش فشار باعث کاهش فوق اشباع بودن سولفات و مقدار رسوب می شود. البته در شرایط دمایی و فشاری به کار رفته در این پژوهش، تغییرهای فشار اثر کمتری را نشان می دهد. محاسبه های این مطالعه، تطابق خوب مدل پیشنهادی برای پیش بینی مقدار و نوع رسوب با نتیجه های گزارش شده میدانی را نشان می دهد.