در این تحقیق تهیه نانوکامپوزیت های پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده های گوناگون ازجمله پلی-وینیل الکل و دودسیل هیدروژن سولفونات سدیم در محیط آبی و آبی/غیرآبی و استفاده از آن جهت جداسازی نیکل از آب مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی رفتار و خواص متفاوت این نمونه ها از آزمونهای میکروسکوپ الکترونی (sem)، طیف سنجی مادون قرمز (ftir) ، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) و اشعه ایکس (x-ray) استفاده گردید. بررسی طیف سنج مادون قرمز نشان می دهد شدت پیک ها به نوع پایدار کننده بستگی دارد. نتایج نشان می دهد شکل شناختی، درصد تبدیل مونومر به پلیمر و اندازه ذرات به نوع محلول و پایدارکننده بستگی دارد و افزودن پایدارکننده علاوه بر اینکه سبب ریزتر شدن اندازه ذرات می شود، توزیع ذرات را هم یکنواخت تر می کند. هم چنین نتایج آنالیز tga نشان می دهد که افزودن اکسید فلزی به ماتریس پلیمر باعث افزایش پایداری حرارتی پلیمر می گردد. از دستگاه جذب اتمی نیز جهت تعیین میزان غلظت نیکل پس از جداسازی استفاده شده است. بررسی نتایج جداسازی نشان داد که پلی پیرول در محیط قلیایی از قابلیت جذب مطلوبی به عنوان جاذب برخوردار است.

در این تحقیق تهیه پلیمرهای پلی پیرول و پلی آنیلین در حضور اکسیدکننده ها و حلالهای مختلف و همچنین کامپوزیتها و نانوکامپوزیتهای آنها بر پایه خاک اره، سبوس، خاکستر سبوس و نانولوله کربن جهت جداسازی فلزات سنگین (آهن، منگنز، کروم و روی) از آب و فاضلابهای صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. غلظت اولیه یونهای فلزی 100 میلی گرم بر لیتر و جداسازی در دمای محیط صورت گرفته است. به منظور بررسی رفتار و خواص متفاوت این نمونه ها از آزمونهای میکروسکوپ الکترونی (tem&sem)، طیف سنجی مادون قرمز (ftir) و اشعه ایکس (xrd) استفاده گردیده است. نتایج نشان داد که شکل شناختی، اندازه ذرات و ساختار شیمیایی محصولات به نوع کامپوزیت و نانوکامپوزیت سنتز شده بستگی دارد. جهت انجام آزمایش های جداسازی از یک راکتور اختلاط کامل ناپیوسته و سیستم پیوسته (ستون جذب) استفاده شده است. در این قسمت ph بهینه، زمان اختلاط مناسب، دور همزن، غلظت یون فلزی و همچنین معادلات ایزوترم جذب و سینتیک مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده شرایط بهینه جداسازی حذف فلزات ذکر شده با استفاده از نانوکامپوزیتهای سنتز شده تقریبا مشابه بوده که برای حذف آهن با استفاده از نانوکامپوزیت پلی پیرول/خاکستر سبوس، غلظت یون فلزی در آب 50 میلی گرم بر لیتر، 3ph=، زمان رسیدن به تعادل 23 دقیقه و دور همزن 400 دور بر دقیقه در نظر گرفته شده است. همچنین نتایج حاصل از بررسی معادلات جذب و سینتیک نشان می دهد در بین معادلات جذب و سنتیک، معادله لانگمویر و معادله شبه درجه دوم با داده های آزمایشگاهی سازگارتر است.

هدف این رساله بدست آوردن سیلیس خالص از گیاه جگن و همچنین سنتز ماده میان حفره mcm-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده بوده است. میان حفره تولید شده پس از عامل دار شدن با گروه های عاملی aptms و tren جهت جذب یون های cd(ii) و cr(vi) از محلول های آبی در سیستم های ناپیوسته و پیوسته بکار رفت. در فرآیند تولید سیلیس با بهینه کردن دمای احتراق و استفاده از شستشو و رفلاکس اسیدی ناخالصی های فلزی حذف شدند و سیلیس بی شکل با درجه خلوص 98% تولید شد. ماده میان حفره بدست آمده با استفاده از آنالیزهای,ft-ir, bet, xrd sem ,tgaو tem تشریح گردید و نشان داد که ساختار شش وجهی ماده میان حفره mcm-41به خوبی تشکیل شده است و سایر آنالیزهای ساختاری نیز بیانگر موفقیت آمیز بودن فرآیند سنتز و عامل دار شدن ماده میان حفره تولیدی می باشد. در فرآیند جذب ناپیوسته پارامترهای غلظت یون های فلزی، دوز جاذب، زمان تماس، ph و دما مورد بررسی قرار گرفت. مدل لانگمیر به خوبی با نتایج بدست آمده برازش یافت و تصدیق کننده جذب تک لایه بر روی جاذب های میان-حفره بود. همچنین مطالعات سینتیک نشان داد که داده های تجربی برازش بهتری با مدل سینیتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سینیتیکی شبه مرتبه اول داشتند. پارامترهای مربوط به مطالعه ترمودینامیک نیز نشان داد که فرآیند جذب کاملاً وابسته به دما بوده و با افزایش دما ظرفیت جذب افزایش یافت و همچنین نتایج نشان داد که طبیعت فرآیند جذب گرماگیر و خودبخودی است. برای جذب پیوسته هر دو جاذب nh2-mcm-41 و tren-mcm-41 مورد استفاده قرار گرفت و منحنی های رخنه با متغیرهای ارتفاع ستون جاذب، شدت جریان، و غلظت اولیه یون های فلزی مورد بررسی قرار گرفت. در این بخش داده های بدست آمده برازش خوبی را با مدل توماس و bdst نشان دادند. بیشترین میزان ظرفیت جذب با استفاده از جاذب tren-mcm-41 بدست آمد که برای یون های کادمیوم و کروم به ترتیب برابر با 64/314 و mg.l-1 326 می باشد. بعلاوه، مقادیر بهینه برای دوز جاذب و ph برای کادمیوم به ترتیب برابر با g.l-11 و 5 و برای کروم به ترتیب برابر با g.l-1 1 و 3 بدست آمد. جاذب های مورد استفاده در این مطالعه در سه چرخه متوالی جذب و واجذب بکار رفتند و نتایج نشان داد که کاهش ظرفیت پس از سه بار چندان چشم گیر نیست. میزان جذب یون های فلزی برای هر دو جاذب در سیستم ناپیوسته بیشتر از سیستم پیوسته بود. مواد میان حفره تولید شده در این مطالعه ظرفیت جذب بسیار بالایی را برای یون های کروم و کادمیوم نشان دادند. بعلاوه، قابلیت بازجذب این مواد نشان می دهد که می توانند در سیستم های تصفیه آب و پساب با کارایی بالا بکار روند.

هدف از این مطالعه سنتز یک کربن فعال جدید از یک منبع بیولوژیکی ارزان قیمت به منظور حذف فنل از پساب در فرایند ناپیوسته بوده است. در فرایند سنتز کربن فعال ابتدا لجن جمع آوری شده از پساب کارخانه چوب وکاغذ به منظور ثابت شدن وزن، در آون در دمای ?c 110 خشک شد و سپس توسط خرد کن به ذرات ریز خرد گشتند و با الک به اندازه mm25/0 غربال شدند. ذرات غربال شده به منظور فعال سازی شیمیایی با zncl2 m 2/1 به مدت 8 ساعت در دمای ?c 80 آغشته شدند. به دنبال فرایند فعال سازی، دوغاب بدست آمده در کوره ای که نیتروژن اتمسفر در آن عبور می کرد در شرایط دمایی ?c 700، زمان اقامت یک ساعت، نرخ حرارتی c/min ?15 و دبی گاز ml/min 100 پیرولیز شدند. در نهایت نمونه های پیرولیز شده به منظور حذف ترکیبات آلی با hcl m1/0 شسته شده و با آب مقطر به منظور تنظیم ph در بازه خنثی (7-6) آب شویی شدند. جاذب بدست آمده به منظور بررسی خواص و مورفولژی سطح مورد آنالیز های sem، ftir و bet قرار گرفت. آنالیز sem نشان داد که جاذب دارای حفرات متعدد می باشد و آنالیز ftir وجود گروه های عاملی بر روی سطح جاذب را آشکار نمود. در نهایت آنالیز bet نشان داد که جاذب از مساحت سطح مناسبی (m2/g 316) برخوردار می باشد که به جاذب قابلیت جذب مناسب را می بخشد. در گام بعدی از جاذب سنتز شده به منظور حذف فنل از محلول آبی در فرایند ناپیوسته استفاده شد. در این سیستم اثر پارامتر-هایی مانند میزان جاذب، ph ، زمان تماس، غلظت و دمای عملیاتی به منظور یافتن شرایط بهینه مورد مطالعه قرار گرفتند. تاثیر میزان جاذب در بازه g/l 67/6-67/1 مورد مطالعه قرار گرفته و 5/0 گرم به ازای ml 150 محلول فنل به عنوان مقدار بهینه انتخاب گردید. تاثیر ph بر روی فرایند جذب در بازه 3-8 مورد بررسی قرار گرفت و ph بهینه برای جذب فنل در ناحیه خنثی (7-6) بدست آمد. آزمایشات ناپیوسته در دماهای 25، 35 و ?c 45 و در محدوده غلظتی mg/l 60-10 انجام شد. ظرفیت جذب فنل و همچنین راندمان حذف با افزایش دما کاهش یافت که حاکی از گرمازا بودن واکنش بوده است. بیشترین ظرفیت جذب فنل در دمای?c 25 و غلظت mg/l 60 با میزان جذب mg/g 04/15 حاصل شد. به منظور توصیف داده های تعادلی از سه مدل همدمای لانگمیر، فرندلیچ و لانگمیر-فرندلیچ بهره برده شد که مدل همدمای لانگمیر-فرندلیچ با ضرایب همبستگی به مراتب بهتر نسبت به دو مدل دیگر توانست داده های تعادلی را برازش نماید. از مدل های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم به منظور بررسی سینتیک جذب استفاده شد که مدل سینتیک شبه درجه دوم نسبت به مدل سینتیک شبه درجه اول داده-های تجربی را بهتر توصیف نمود. از مدل نفوذ درون ذره ای به منظور تشخیص مرحله کنترل کننده سرعت استفاده گردید و مشخص شد که این مکانیزم تنها مرحله کنترل کننده سرعت نمی باشد ولی با این حال در فرایند جذب دخیل می باشد. همچنین تحلیل های ترمودینامیکی نیز به منظور تعیین مقدار انتالپی، انتروپی و انرژی آزاد گیبس انجام پذیرفت و نتایج نشان از منفی بودن انرژی آزاد گیبس و انتالپی و انتروپی داشتند که به ترتیب به مفهوم خودبخودی بودن و گرمازا بودن ماهیت واکنش و کاهش میزان بی نظمی مولکول ها اشاره داشته است.

در سال های اخیر، تحقیقات گسترده ای بر روی بهینه سازی فرآیند خشک کردن مواد غذایی با هدف دستیابی به ویژگی های کیفی و زمان ماند مناسب انجام پذیرفته است. در این راستا، به کارگیری آب گیری اسمزی به عنوان پیش تیمار به دلایلی مانند کاهش صدمات حرارتی، بهبود طعم محصول، کاهش زمان و افزایش راندمان فرآیند و هم چنین کاهش مصرف انرژی مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با استفاده از محلول ساکاروز، گلوکز، نمک سدیم کلراید و محلول ترکیبی روی سه میوه هویج ، کدو و شلغم انجام شده و تاثیر عوامل مختلف مانند نوع و غلظت محلول اسمزی، ضخا مت، دما و نسبت وزنی جامد به مایع و پوشش دهی مورد بررسی قرار گرفته است، ضمن آنکه از چند مدل ریاضی برای بررسی سینتیک خشک کردن استفاده شده است. نتایج نشان دادند که جذب ماده جامد و دفع آب با افزایش غلظت و دمای اسمزی برای هر سه میوه افزایش پیدا کردند همچنین مقایسه مقادیر تجربی و مقادیر پیش بینی شده توسط مدل های ارائه شده و محاسبه پارامتر r2 و نزدیک بودن این پارامتر به عدد یک و نزدیکی rmse به صفر، بیانگر تطبیق خوب داده های تجربی هویج با مدل آزوارا با ضریب رگرسیون متوسط ?/??? r2= ، داده های کدوسبز با مدل آزوارا با ضریب رگرسیون متوسط ?/??? r2= و داده های شلغم با مدل هندرسون با ضریب رگرسیون متوسط ?/?? r2 = می باشد.

تراوش پذیری و انتخاب پذیری غشاهای پلیمری دو پارامتر مهم در هنگام استفاده از غشاها در فرآیندهای جداسازی گازی هستند. به همین دلیل بحث اصلاح و بهبود غشاها جهت افزایش این دو پارامتر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق بمنظور بهبود عملکرد غشاهای پلیمری از نانوفیبرهای کربنی(به قطر 100 نانومتر و طول 200-20 میکرومتر) و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم(با اندازه متوسط ذرات 25 نانومتر) در ساختار غشاء شبکه آمیخته استفاده شده است. نانومواد با غلظت های مختلف به محلول قالبی پلی سولفون اضافه شدند و ساختار و عملکرد غشاها از نظر تراوش پذیری و انتخاب پذیری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد حضور نانومواد تاثیر بسیاری بر عملکرد غشا دارد بطوری که با افزایش درصد این نانومواد، انتخاب پذیری غشای شبکه آمیخته افزایش می یابد. علاوه بر آن برای حل مشکل تجمع و رسوب نانوذرات در ساختار پلیمری غشا، از روش پیوند زدن گروههای عاملی بر روی نانو مواد استفاده شد.