در این پژوهش، نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه شده با گرافن (SnO/graphene) به روش آب گرمایی تهیه شد. برای شناسایی ویژگی ساختاری نانوچندسازه و بررسی برهم کنش نانوذرات از پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. سپس، نانوچندسازه SnO/graphene به عنوان لایه حساس و فعال در تهیه حسگر گازی به کارگرفته شد و برای سنجش گاز اتانول مورداستفاده قرار گرفت. به منظور بهینه کردن شرایط و عملکرد حسگر، حساسیت و پاسخ نانوچندسازه در دمای کار بررسی و عامل های مهمی مانند زمان پاسخ، زمان بازیافت و گزینش پذیری تعیین شد. همچنین، در دمای کار، حسگر ساخته شده حساسیتی در حدود 12 برابر را نسبت به غلظت ppm 200 نشان داد و زمان پاسخ آن تا حد قابل توجهی پایین بود. همچنین، حسگر SnO/graphene گزینش پذیری خوبی را نسبت به گاز هدف در مقایسه با سایر گازهای مورد بررسی مانند متانول، فنیل اتیل الکل، استون، ان هگزان و غیره داشته است. با توجه به ویژگی زغال بامبو و ویژگی های سطحی ویژه و ساختار متخلخل، تهیه نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه شده با زغال بامبو (SnO/bamboo charcoal) نیز تهیه شد و عملکرد این حسگر مورد بررسی قرار گرفت. نانوچندسازه SnO/bamboo charcoal نسبت به غلظت کم اتانول در حد ppm 10حساسیت قابل توجهی را نشان داد که در مقایسه با حسگر SnO/graphene از حساسیت و حد تشخیص بهتری برخوردارست.

در این تحقیق ترکیبات  Fe3O4 وFe3O4/graphene  تهیه و با استفاده از تکنیکهای مختلف نظیر پراش اشعه ایکس (XRD)، مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) شناسایی شدند. کارایی نمونه های تهیه شده در حذف متیلن بلو به عنوان یک رنگ کاتیونی از محلول های آبی با استفاده از روشهای مختلف نظیر جذب سطحی، فرایندهای تخریب فتوکاتالیزوری و سونوکاتالیزوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد سرعت تخریب متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت Fe3O4/graphene تحت فرایند سونوکاتالیزوری بیشتر از فرایندهای جذب سطحی  و تخریب فتوکاتالیزوری است. تخریب سونوکاتالیزوری متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت Fe3O4/graphene از طریق مکانیسم های نقاط داغ  و لومینسانس قابل توجیه است. گذرگاههای تخریب بین اکسایش سونوکاتالیزوری و محلول متیلن بلو توضیح داده شد. نتایج نشان داد ساختار کنژوگه ترکیب هتروسیکل نیترژن-سولفور شکسته شده و حلقه آروماتیک اکسید شده و به حلقه باز  تبدیل می شود. درنهایت، معدنی شدن کامل مولکولهای متیلن بلو طی فرایند تخریب سونوکاتالیزوری رخ می دهد. همچنین  رقم  های شایستگی برای انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (EE0) در تخریب متیلن بلو در حضور Fe3O4/graphene تخمین زده شد.  نتایج نشان داد  در تخریب سونوکاتالیزوری متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت Fe3O4/graphene ، در مقایسه با تخریب فتوکاتالیزوری انرژی کمتری مصرف می شود.

در تحقیق حاضر، در راستای اصلاح و بهبود پیشرانه ها، اثر نانوکاتالیزگر گرافن با پوشش Fe3O4 بر روی سینتیک تخریب پیشرانه مرکب حاوی آمونیوم پرکلرات و گلیسیدیل آزیدپلیمر (AP/GAP) بررسی شد. در این پروژه از روش آنالیز سطحی SEM-EDX و EDX-Mapping برای بررسی ساختاری و مورفولوژی پیشرانه حاوی نانوکاتالیزگر بهره گرفته شد. نتایج حاصل نشان داد که نمونه های تهیه شده همگن بودند. از روش های آنالیز حرارتیDSC  و TG هم جهت بررسی رفتار حرارتی پیشرانه در حضور و عدم حضور نانوکاتالیزگر استفاده شد. بررسی نتایج نشان داد که استفاده از نانوکاتالیزگر graphene@Fe3O4 می تواند باعث کاهش دمای تجزیه ای و هم چنین ادغام پیک های تجزیه ای در ناحیه آمونیوم پرکلرات شود. با استفاده از داده های آنالیز TG و به کمک روش های فریدمن و اوزاوا وOWF (فلاین - وال - اوزاوا) بررسی سینتیکی تجزیه حرارتی نمونه ها انجام شده و انرژی فعال سازی آن ها محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که انرژی فعال سازی مورد نیاز در حضور graphene@Fe3O4 نسبت به پیشرانه بدون حضور کاتالیزگر، کمتر بود که در نوبه خود می تواند بر عملکرد پیشرانهAP-GAP  تاثیر گذار باشد.

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.

در این پژوهش با استفاده از روش اختلاط مذاب، نانوکامپوزیت پلی وینیل کلراید (PVC) / نیتریل بوتادین رابر  (NBR)/ گرافن ساخته شد. برای بررسی تاثیر درصد وزنی الاستومر NBR و درصد وزنی نانوصفحات گرافن بر خواص مکانیکی (استحکام کششی و درصد ازدیاد طول در هنگام شکست) نانوکامپوزیت PVC/NBR/graphene ، از روش رویه پاسخ (RSM) استفاده شد. با استفاده از جدول آنالیز واریانس برای خواص مکانیکی نانوکامپوزیت روابط ریاضی ارائه گردید و میزان تاثیر هر یک پارامترهای موادی بر خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج روابط ریاضی و نتایج تجربی خطای کمی را نشان داد. همچنین برای تایید نتایج خواص مکانیکی، ریز ساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شد.  نتایج نشان داد با افزایش درصد وزنی نانوصفحات گرافن از 0 تا 2 درصد وزنی و کاهش NBR از 40 به 20 درصد وزنی در نانوکامپوزیت، استحکام کششی افزایش می یابد، درحالی که درصد ازدیاد طول در شکست کاهش پیدا می کند. با بهینه سازی خواص مکانیکی جهت داشتن همزمان بیشنه استحکام کششی (4/15مگاپاسکال) و بیشینه درصد ازدیاد طول در هنگام شکست (107/6درصد)، درصد وزنی نانوصفحات گرافن و NBR به ترتیب 0/81 و 35/18 درصد خواهد بود.