بسترهای سیالی از نوع فواره ای بستر مناسبی برای تماس گاز و ذرات جامد در محدوده بسیار وسیعی از قطر ذرات فراهم می-آورند. بسترهای فواره ای در صنعت برای خشک کردن غلات استفاده می شوندکه در حال حاضر توسعه کاربردهای تجاری آن رو به افزایش است. رژیم های جریان متفاوت، کمبود و هزینه-بر بودن وسایل آزمایشگاهی سبب استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای توسعه هر چه بیشتر این بسترها گردیده است. بیشتر تحقیقات گذشته در رابطه با استفاده از cfd برای بررسی چندی از خواص هیدرودینامیکی می باشد. در این تحقیق ابتدا به بررسی خواص هیدرودینامیکی بستر دو بعدی سپس بستر سه بعدی، پارامترهای بزرگ نمایی در سه بستر و در انتها احتراق در بستر پرداخته شده است. برای خواص هیدرودینامیکی از بستر مرجع که با ذرات شن پر شده و هوا با سرعت بسیار زیاد وارد می شود، استفاده شده است. برای حل از نرم افزار fluent با استفاده از معادلات ناویر استوکس استفاده شده است. با افزایش سرعت ورود گاز به بستر افت فشار افزایش می یابد. که این افزایش افت فشار تا زمان تشکیل اولین فواره ادامه دارد و در آن هنگام ناگهان فشار کاهش می یابد. اولین فواره در سرعت m/s 55/0 گاز ورودی به بستر ایجاد می شود که این سرعت را کمترین سرعت تشکیل فواره می نامند. با تغییر فشار چهار رژیم مختلف شامل رژیم جریان بستر ثابت، رژیم فواره پایا، رژیم انتقالی و رژیم فواره ای جت در بستر دیده می شوند. با افزایش سرعت ورود گاز به بستر ارتفاع فواره افزایش می یابد و بیشترین ارتفاع در بستر در هنگام تشکیل فواره مشاهده می شود. بیشترین ارتفاع در بستر 700 میلی متر است. قطر فواره در ابتدا زیاد و با افزایش ارتفاع آن بتدریج کاهش می یابد. در این بستر این قطر میانگینmm 70 در پایین و mm10 در بالای بستر است که mm 40 می باشد. در مرکز بستر که گاز با سرعت جت وارد می شود سرعت ذرات نیز زیاد است. با دور شدن از مرکز بدلیل کاهش سرعت گاز و تراکم ذرات، سرعت ذرات جامد کاهش و دردیواره ها به صفر می رسد. حرکت ذرات یک چرخه حلقوی است که تکرار می شود. در اثر این چرخه سه ناحیه موجود در بستر بخوبی قابل مشاهده است. ناحیه فواره، سرچشمه و فضای حلقوی. مقایسه بین نتایج بسترهای دو بعدی و سه بعدی نشان گر این موضوع است که در بسترهای فواره ای بعد سوم دارای نقش بسزایی در بستر و پارامترهای آن نیست. بنابراین برای صرفه جویی در زمان و هزینه محاسبات از بعد سوم در بیشتر تحقیقات صرف نظر می شود. برای بزرگ نمایی برای اولین بار از نرم افزارهای cfd برای بررسی پارامترهای هیدرودینامیکی در سه بستر مختلف و تساوی اعداد رینولدز و فروید در قسمت تشابه سینماتیکی و تساوی نسبت قطر هیدرودینامیکی بستر، ثابت نگه داشتن زاویه و ضریب آزادی ذرات برای تشابه دینامیکی استفاده شده است. سپس با بررسی تغییرات سرعت و کسر حجمی ذرات با بستر مرجع از صحت داده های موجود اطمینان حاصل شد. در قسمت احتراق نیز برای اولین بار از نرم افزارهای cfd برای بررسی خواص احتراق و شعله در کوچکترین بستر با استفاده از ذرات شن به عنوان کاتالیزور و ترکیب مختلف هوا و متان در حالت پیش آمیخته به فرم سوخت استفاده شد. حداقل سرعت تشکیل فواره بر روی سطح m/s 70 است. کمتر از نیمی از سوخت می-سوزد. در ناحیه شعله تراکم ذرات بسیار کم است. در ناحیه شعله، انرژی آزاد شده و ذرات جامد گرم می شوند. ذرات پس از رسیدن به بالاترین نقطه برگشته و گرمای خود را به گاز ورودی منتقل وبه صورت پیش گرم کن سوخت عمل می-کنند. به این ترتیب شعله ایجاد شده پایدار می باشد. بیشترین توزیع دما در ناحیه فواره ای قرار دارد. پس بهترین ناحیه احتراق در فواره اتفاق می افتد که در این ناحیه کمترین درصد حجمی متان در7/3 % موجود است.

روش هاله نانو ذرات شیوه ای نوین است که می تواند پایداری مخلوط های کلوئیدی را با راندمان بیشتری نسبت به روش های معمول ارائه دهد. ما اثر ph و نیز افزودن نانو ذره تیتانیا را بر ذرات کلوئیدی آلومین مطالعه کردیم. بدین منظور از روش کدورت و آزمایش رسوب جهت تعیین ph و درصد وزنی مطلوب و بهینه نانو ذرات که منجر به پایداری مخلوط آلومین می-شود، به کار گرفتیم. با افزایش غلظت نانو ذرات، پایداری این مخلوط های با دو جزء پراکنده، به یک شرایط بهینه ای می رسد. اما ادامه روند افزایش، کاهش پایداری مخلوط کلوئیدی را منتج می شود. نتایج نشان داد که ph بهینه و درصد وزنی تیتانیا به ترتیب 11 و wt% 1 است.

در این پژوهش، نانوذرات کیتوزانی انباشت شده با آلبومین سرم گاوی (bsa) از روش میسلی معکوس تهیه شده است. کیتوزان به عنوان پلیمر زیست تخریب پذیر و bsa به عنوان پروتئین انباشت شده، انتخاب شده است. اثر پارامترهای محتوای آب، نسبت کمک حلال به حلال، درصد انباشت دارو و غلظت کیتوزان روی اندازه ذرات، درصد به دام افتادن پروتئین در پلیمر و همچنین آزادسازی دارو به طور آزمایشگا هی بررسی شده است. روند آزادسازی از نانو ذرات در محیط مشابه روده ی کوچک (7/4=ph ) ارزیابی و مقایسه شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که، افزایش غلظت کیتوزان و درصد انباشت دارو منجر به کاهش درصد آزادشدن عامل فعال گردید. اندازه ی ذرات با استفاده از دستگاه پراکندگی نور پویا (dls) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و مقدار پروتئین موجود در ذرات رسوب داده شده توسط دستگاه جذب (uv-viz) اندازه گیری شده است. با افزایش محتوای آب قطر ذرات کوچکتر می شود ولی درصد به دام افتادن دارو کاهش می یابد. قطر ذرات با افزایش نسبت کمک حلال به حلال کوچکتر می شود همچنین درصد به دام افتادن دارو بیشتر می شود. با زیاد شدن درصد انباشت دارو قطر ذرات کوچکتر می شود ولی درصد به دام افتادن دارو کمتر می شود. در یک درصد انباشت داروی ثابت، با افزایش غلظت کیتوزان قطر ذرات کوچکتر اما درصد به دام افتادن دارو کمتر می شود. در این مطالعه، قطر ذرات تولید شده در محدوده ی 2187 - 143 نانومتر است و درصد به دام افتادن دارو از 9 % تا 76 % به دست آمده است.

در این پژوهش شکل دهی اولیه کاتالیزور دو فلزی فیشر- تروپش کبالت- منگنز به روش قرص سازی، و تاثیر آن بر خواص کاتالیستی این کاتالیزور مورد مطالعه قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای شکل دهی مانند نوع و مقدار پیوند دهنده، فشار اعمالی دستگاه پرس و همچنین اندازه ذرات بر عملکرد کاتالیزور بررسی شده است. نتایج بدست آمده از آزمایشات انجام گرفته نشان می دهند که شکل دهی اولیه باعث بهبود گزینش پذیری این کاتالیزور شده است. این مطالعه همچنین نشان می دهد که در شکل دهی کاتالیزورها، افزودن پیوند دهنده نقش بسزایی در بهبود استحکام فرسایشی آنها دارد.

در این تحقیق، مدل سینتیکی فیشر- تروپش، روی کاتالیست co/fe/sio2 در حضور تقویت کننده پتاسیم در یک میکرو راکتور بستر ثابت، مورد بررسی قرار گرفت. شرایط عملیاتی مورد استفاده عبارتند از: دمای ?c 300-250، فشار 1 تا 12 بار ، سرعت فضایی cm3 (stp)/h.gcatalyst 3600 و نسبت های خوراک ورودی 5/2-1 = .h2/coبر پایه مکانیسم های پیشنهادی، مدل سینتیکی مناسبی برای مصرف co بدست آمد. سرعت های بدست آمده از نرم افزار پلی مث و داده های تجربی به خوبی با هم مطابقت داشتند. ثابت سرعت برای واکنش فیشر- تروپش در حضور کاتالیست co/fe/sio2 تعیین گردید و انرژی اکتیواسیون برای این فرآیند، برابر با kj/mol22 بدست آمد

افزایش مصرف جهانی انرژی و نیز مساله گرم شدن کره زمین، بکارگیری انرژی های تجدیدپذیر را اجتناب ناپذیر می سازد. در میان انرژی های تجدیدپذیر، پیل های سوختی به دلایلی مانند مواد اولیه ارزان و راندمان نسبتاً بالا از جذابیت های ویژه ای برخوردار هستند. در سال های اخیر، پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل دمای کارکرد پائین نسبت به انواع دیگر پیل ها، حذف مشکلات ناشی از ذخیره و تبدیل هیدروژن، کاربری آسان و قابل حمل، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در بخش اول این پژوهش، مدل scott و sundmacher با روش دو نقطه ای غیرصریح (two-point implicit method) و بکارگیری نرم افزار matlab حل شد، نتایج حاصل از حل مدل تطابق خوبی با داده های تجربی منتشر شده در مقاله مرجع دارد. با بررسی اثر خطای قطع کردن در روش دو نقطه ای غیرصریح بر جواب مدل و مقایسه آن با داده آزمایشگاهی ولتاژ، می توان دریافت که بهترین مقدار خطای قطع کردن این مدل در 0.55 = ? می باشد. در بخش دوم، مدل ریاضی پیل سوختی متانولی مستقیم بدست آمده است. مدل یک بعدی، همدما و در شرایط پایا بوده و شامل موازنه جرم متانول در لایه ی کاتالیستی آند، لایه ی نفوذ گازی و غشا، موازنه جرم اکسیژن در لایه کاتالیستی کاتد و موازنه بار در لایه های کاتالیستی آند و کاتد می باشد. همچنین پدیده متانول عبوری، اثرات همرفتی و نفوذ در لایه های نفوذ گازی و کاتالیستی آند نیز درنظر گرفته شده است. مجموعه معادلات دیفرانسیلی درجه دو بدست آمده با بکارگیری شرایط مرزی و مقادیر پارامترها حل شده اند. روش حل ریاضی شامل تکنیک های حل عددی و تحلیلی معادلات دیفرانسیل می باشد. نتایج بدست آمده به صورت پروفایل غلظت و شار متانول در لایه های کاتالیستی آند و نفوذ گازی و غشا و پروفایل غلظت اکسیژن در لایه ی کاتالیستی کاتد بیان شده است. همچنین تغییرات پتانسیل مازاد آندی و کاتدی در طول لایه های کاتالیستی و ولتاژ خروجی برحسب چگالی جریان های گوناگون پیل گزارش شده اند. غلظت متانول در طول لایه ها کاهش یافته و در فصل مشترک غشا و لایه ی کاتالیستی کاتد به صفر می رسد. در غلظت های پائین متانول شیب منحنی غلظت تقریباً یکسان است و با افزایش چگالی جریان، تغییرات غلظت متانول در طول لایه ها زیاد می شود. همچنین پتانسیل مازاد آندی و کاتدی با افزایش چگالی جریان زیاد می شود. غلظت اکسیژن نیز در طول لایه ی کاتالیستی کاتد کاهش می یابد. در چگالی جریان های پائین تر پیل، در غلظت های کم متانول، ولتاژ خروجی پیل بالاتر است. با افزایش چگالی جریان، ولتاژهای بالاتر در غلظت های بالاتر متانول بدست می آید. همچنین چگالی جریان حدی با افزایش غلظت متانول، افزایش می یابد.

هیدرودینامیک بسترهای شارانیده گاز-جامد با استفاده از نرم‏افزارهای فلوئنت و mfix، مطالعه شده ‏و بمنظور بررسی اعتبار مدل‎های پیشنهاد شده، از داده‎های تجربی موجود در برخی منابع علمی استفاده گردیده است. تاثیر برخی مدل‎های کشندگی اصلی و اصلاح شده بر پایه حداقل سرعت شارانیده شدن (umf )، مطالعه شده است. نتایج حاصل از شبیه?سازی?ها نشان می‏دهند که مدل‎های کشندگی به استثناء مدل‎های اصلاح شده، از لحاظ کیفی نتایج یکسانی ارائه می‎دهند درحالی?که از لحاظ کمّی با هم اختلاف دارند. مدل‎های کشندگی اصلاح شده بر اساس umf، هیدرودینامیک بسترهای شارانیده حاوی ذرات نوع b را بر خلاف ذرات ریز a، به‏شکل مطلوب پیش?بینی نمی‎کنند. تاثیر بافل?های حلقوی بر روی الگوی جریان و مخلوط شدن ذرات نوع b در بستر شارانیده شده نیز به‏طور کیفی مطالعه گردیده است. در بررسی پدیده لخته? و انتقال رژیم حبابی به لخته‎ای مشاهده شده است که مدل‎های گوناگون کشندگی، به‏طور کیفی تشکیل لخته را پیش بینی می کنند در حالی?که نتایج کمّی آنها با هم اختلاف دارند. علاوه بر این پارامترهای موثر بر حرکت ذرات جامد درون بستر (سرعت گاز و نسبت ارتفاع ایستایی بستر به عرض آن) نیز بررسی شده‏اند. در این تحقیق تاثیر سرعت?های بالای گاز بر روی هیدرودینامیک بسترهای شارانیده مطالعه شده است که استفاده از مدل?های متلاطم ( و سیمونین) منجر به بهبود نتایج شبیه?سازی شده است. تاثیر توزیع‏کننده?های گاز از جمله توزیع‏کننده کامل یکنواخت، توزیع‏کننده سوراخ‏دار و توزیع‏کننده پاره?ای و نیز تاثیر لوله داخلی با شکاف جانبی، مطالعه شده?اند. نتایج شبیه?سازی نشان می‎دهند که هر گونه تغییری در ساختار بستر منجر به اعمال تغییرات عمده در مدل میگردد و در نتیجه به‏منظور رسیدن به یک مدل مناسب، علاوه بر مدل‏های کشندگی، مدل‎های اصطکاکی و روش‏های گسسته‎سازی نیز می‏بایست بررسی گردند. در بسترهای با توزیع‏کننده پاره?ای و لوله شکاف?دار جانبی، مدل‏های اصطکاکی نقش مهمی را در شبیه?سازی هیدرودینامیک این بسترها ایفا می?کنند. اعمال شرط مرزی جانسون و جکسون برای فاز پراکنده بر روی دیواره به ویژه برای بستر حاوی لوله شکاف?دار، منجر به بهبود نتایج مدل می‎‏شود. با کاهش نیروی کشندگی به‏کمک یک فاکتور مقیاس مناسب (scale factor)، نتایج هیدرودینامیکی قابل‏قبولی در سرعت?های بالای گاز در بستر حاوی ذرات نوع a به‏دست آمده و نیز برخی پارامترهای هیدرودینامیکی بستر پیش‏بینی شده‏اند. بمنظور مطالعه بیشتر مدل پیشنهاد شده برای شبیه?سازی بسترهای حاوی ذرات ریز نوع a، یک بستر حاوی ذرات fcc که در آن واکنش تجزیه اُزن رخ می‎دهد شبیه‏سازی شده و تاثیر وزن fcc بر روی درصد تبدیل خروجی از بستر نیز مطالعه گردیده است. نهایتاً بسترهای فواره?ای معمولی، حاوی لوله متخلخل و نا?متخلخل شامل ذرات با دو اندازه مختلف شبیه‏سازی شده‏اند. مدل پیشنهاد شده، رفتار جریان گاز و ذرات را در بستر فواره?ای حاوی لوله داخلی بخوبی پیش‏بینی می‏کند و یک گام رو به جلویی برای شبیه‏سازی این سیستم‎ها ارائه می‎دهد.

اضافه کردن پودر خشک در موقعی که سیستم در حالت فوق اشباع است باعث بوجود آمدن یک توزیع اندازه گرانول باریک می شود. گرانولاسیون یک فرآیند بزرگ کردن اندازه است که به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد به کمک این عملیات جریان پذیری، آزادسازی، دانسیته توده ای و ساختار پودر بهبود می یابد. در میان روش های مختلف گرانولاسیون مرطوب در گرانولاتور اختلاطی با تنش برشی بالا بدلیل زمان کوتاه فرآیند و تولید گرانول های متراکم مورد توجه است. سه مکانیسم 1- تر شدن و هسته زایی 2- تحکیم و رشد 3- فرسایش و شکستن در گرانولاسیون مرطوب وجود دارد و عوامل زیادی بر این سه مکانیسم اثر گذارند که این عوامل به دو دسته فرمولاسیون خواص و شرایط عملیاتی تقسیم بندی شده اند. اثرات این عوامل در پاره ای اوقات با هم تداخل می کنند و باعث پیچیدگی پیش بینی خواص گرانول نهایی می شود. با وجود تحقیقات زیاد هنوز مدل جامعی در این زمینه ارائه نشده است. در این مطالعه به بررسی عواملی نظیر سرعت پروانه همزن، نسبت مایع به جامد، غلظت مایع پیوند دهنده ، اندازه پودر اولیه، زمان اختلاط فرآیند، در صد ترکیب مواد اولیه بر حواصی از قبیل توزیع اندازه گرانول، دانسیته ظاهری و توده ای، رطوبت محتوی و شکل گرانول پرداخته شده است. پاره ای از نتایج بدست آمده به شرح زیر می باشد: • افزایش سرعت پروانه همزن، نسبت مایع به جامد و غلظت (گران روی) مایع پیوند دهنده و کاهش اندازه پودر اولیه باعث افزایش سهم گرانول های درشت می شود. • افزایش سرعت پروانه همزن، گران روی مایع پیوند دهنده و مدت زمان اختلاط موجب صافتر شدن سطح گرانول ها و تا حدودی افزایش کرویت می شود. • با افزایش مدت زمان اختلاط دانسیته توده ای افزایش می یابد

پایداری نانو سیال ها یکی از مهمترین مسائلی است که کاربرد گسترده از آنها را در صنعت با مشکل مواجه ساخته است. نانو ذرات در یک محیط سیال مایع تحت تاثیر نیرو هایی که از جمله مهمترین آنها می توان به نیروی برونین، نیروی ترمو فورز، نیروی درگ و نیروهای سطحی dlvo اشاره کرد، قرار دارند. این پروژه در صدد است با حل تحلیلی نیرو های وارد بر نانو ذرات در اینچنین محیطی به بررسی انرژی جنبشی این نانو ذرات و همچنین انرژی ناشی از بار های سطحی dlvo بر روی کلوخه شدن نانو ذرات پرداخته و تاثیر آنها بر روی پایداری نانو سیالها را بطور کیفی نمایش دهد. اثر پارامتر هایی نظیر دمای نانو سیال و گرادیان دمایی موجود در جریان سیال بر روی پایداری و یا کلوخه شدن نانو ذرات مورد مطالعه قرار می گیرد. همچنین اثر قطر نانو ذرات در پایداری نانوسیال نشان داده می شود. در ادامه دیاگرام پایداری را برای نانوسیال های متفاوت و براساس تحلیل های گوناگون ترسیم خواهیم کرد. در انتها به بررسی اثر افزایش جاذب های سطحی پلیمری به نانوسیال پرداخته و مزایا و معایب استفاده از آنها را بیان مینماییم.در نهایت دیاگرام پایداری را برای شرایط گوناگون ترسیم خواهیم نمود. محدوده ی پایداری نمایش داده شده در این نمودارها در حقیقت محدوده ای است که اگر نانوسیال مربوطه در این محدوده قرار داشته باشد برای همیشه پایدار خواهد ماند و در طول زمان دچار کلوخه شدگی نخواهد شد.

در صنایعی که در آن ها از ذرات و دانه ها استفاده می شود، توزیع اندازه ذرات اهمیت بسزایی در خواص نهایی آن ها دارد. فرآیند پلیمریزاسیون تعلیقی، یکی از روش هایی است که برای تولید ذرات پلیمری بسیار به کار می رود. در این فرآیند، علی رغم مصرف زیاد انرژی، پراکنده شدن منومرها توسط همزن تیغه ای بگونه ای است که توزیع اندازه نهایی دانه ها غیریکنواخت و نامناسب می باشد. روش های متعددی برای حل این مشکل ارائه شده که در این میان استفاده از فرآیند پاشش الکتریکی به علت دقت و تنظیم اندازه ذرات محصول و مصرف انرژی الکتریکی پایین مورد توجه می باشد. تاکنون استفاده از این روش در تولید دانه های پلیمری معطوف به اسپری کردن محلول پلیمر بوده است. برای این روش معایبی همچون وجود ناخالصی در محصول پلیمر نهایی، افزایش هزینه جداسازی حلال مصرفی و محدودیت استفاده از آن برای همه پلیمر ها را، می توان نام برد. اما در این پروژه روش جدیدی ارائه شده که در آن با استفاده از دستگاه الکترواسپری و اعمال میدان الکتریکی، فاز منومری به قطرات ریز با توزیع اندازه مناسب، اسپری می گردد. سپس با پلیمریزه کردن این قطرات، دانه های پلیمر با کیفیت و با توزیع اندازه مطلوب، تولید می گردد. انرژی مصرفی در این روش بسیار پایین است و با تغییر ولتاژ می توان میدان الکتریکی را به گونه ای تنظیم کرد که قطرات با اندازه مورد نظر تولید شوند.

رشد روز افزون استفاده از منابع تجدید ناپذیر فسیلی، محدودیت این منابع و مشکلات زیست محیطی ناشی از به کارگیری آن ها سبب توجه جدی جهانیان به تنوع بخشی و بهره گیری از منابع جدید انرژی با استفاده از روش های پایدار، ایمن و سازگار با محیط زیست شده است. دانش و تکنولوژی پیل سوختی طی دو دهه ی اخیر رشد سریعی داشته است زیرا که یک روش کارآمد جهت تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی به شمار می رود. در این زمینه پیل سوختی میکروبی که در آن باکتری ها با تجزیه مواد آلی علاوه بر تولید جریان الکتریسیته باعث تصفیه پساب می گردند یکی از بهترین گزینه های تولید انرژی الکتریکی در آینده محسوب می گردد. هدف از این تحقیق طراحی و ساخت پیل سوختی میکروبی و بررسی تأثیر پارامترهای دما، الگوی جریان، دبی خوراک، سطح غشا و فاصله بین آند و کاتد بر روی عملکرد آن می باشد لذا در این رابطه به بررسی انواع پیل های سوختی پرداخته و سپس اجزای سازنده ی پیل سوختی میکروبی و پارامترهای موثر بر عملکرد آن مورد بررسی قرار می دهیم. برای آزمایشات بر روی پیل سوختی میکروبی، دو محفظه ای افقی در دانشگاه سیستان و بلوچستان ساخته شده که حاوی بستری با سطح ویژه ی m2/m3620 از گرافیت می باشد. نتایج حاصل از آزمایشات به صورت نمودار پلاریزاسیون و نمودار توان مورد ارزیابی قرار گرفت. دمای بهینه برای شرایط عملیاتی مورد نظر ?c 37 به دست آمده است. آزمایشات نشان می دهد که با افزایش دبی، میزان جریان الکتریسیته و تصفیه فاضلاب به علت کم بودن زمان ماند باکتری در سیستم، کاهش می یابد. افزایش فاصله آند و کاتد باعث افزایش مقاومت اهمی و کاهش توان تولیدی شده است. همچنین آزمایشات نشان می دهد، افزایش سطح غشا باعث افزایش توان تولیدی می شود. مناسب ترین الگوی جریان در میان حالت های بررسی شده جریانی با حرکت u شکل خوراک به سمت غشا می باشد. علاوه بر تولید جریان الکتریسیته، میزان تصفیه فاضلاب هدف مهمی بوده که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. میانگین میزان تصفیه فاضلاب برای پارامترهای مختلف مورد آزمایش، 85-75 درصد بوده است

خشک کردن پاششی یک تکنیک فرآورش ذره معلق است که از افشان کردن مایع برای تولید قطراتی استفاده می کند که هنگام عبور از یک محیط گاز داغ خشک کننده (معمولا هوا)، به ذرات منحصر خشک می شوند. معمولا خشک کن پاششی به علت نقش اساسی آن در کنترل کیفیت محصول نهایی آخرین مرحله از مسیر فرآوری می باشد. خشک کردن پاششی دارای مزیت هایی مانند نرخ خشک کردن سریع، محدوده گسترده دماهای عملیاتی و زمان های اقامت کوتاه می باشد. خشک کردن یک عملیات پیچیده شامل انتقال گذرا جرم و حرارت همراه با چندین فرآیند دارای نرخ مانند دگرگونی های فیزیکی و شیمیایی می باشد که ممکن است موجب تغییراتی در کیفیت محصول و همچنین مکانیسم انتقال جرم و حرارت گردد. خشک کردن پاششی دارای مزیت هایی مانند نرخ خشک کردن سریع، محدوده گسترده دماهای عملیاتی و زمان های اقامت کوتاه می باشد. خشک کردن یک عملیات پیچیده شامل انتقال گذرا جرم و حرارت همراه با چندین فرآیند دارای نرخ مانند دگرگونی های فیزیکی و شیمیایی می باشد که ممکن است موجب تغییراتی در کیفیت محصول و همچنین مکانیسم انتقال جرم و حرارت گردد. به دلیل همین پیچیدگی ها استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای طراحی خشک کن ها و توصیف رفتار خشک شدن روز به روز در حال گسترش است. در این پژوهش بعد از معرفی فرآیند خشک کردن پاششی به بررسی مدل های خشک شدن قطره حاوی ذرات جامد می پردازیم. در ادامه مدل هایی که نحوه تشکیل ساختار جامد در قطره را شبیه سازی می کنند ارائه می شود و در پایان یک خشک کن پاششی با جریان همسو توسط نرم افزار fluentبرای پیش بینی رفتار خشک شدن قطره حاوی ذرات جامد، شبیه سازی می شود. در شبیه سازی حاضر مشخص شد که مدل تبخیر نرم افزار fluent توانایی شبیه سازی تشکیل ساختار جامد و در نتیجه آن افزایش مقاومت انتقال جرم در برابر نفوذ را نداشته و در نتیجه آن پروفایل های حاصل از شبیه سازی قطره حاوی ذرات جامد همراه با خطای فاحشی می باشد. به منظور برطرف کردن این مشکل معادله نفوذ رطوبت پیشنهادی زوگزاس و همکاران به صورت یک تابع تعریف شده توسط کاربر در شبیه سازی اعمال شد که پروفایل های حاصل از آن انطباق نسبتا خوبی با داده های تجربی داشت.

آلودگی‏های زیست‏محیطی و صنعتی در سطح وسیع، توجه را به استفاده از تکنولوژی‏های پاک شیمیایی و دوستدار محیط زیست کشانده است. در دو دهه اخیر از فوتوکاتالیست برای حذف آلودگی مواد آلی از پسابها استفاده شده است. دی‏اکسید‏تیتانیوم یکی از مهمترین مواد در تجزیه مواد آلی به دلیل خاصیت فوتوکاتالیستی بالای آن محسوب می شود. در این میان فاز آناتاز tio2 شناخته شده‏ترین و کاراترین فوتوکاتالیست است. tio2 به دو صورت کلوئیدی و لایه‏نشانی شده مورد استفاده قرار می‏گیرد. tio2 کلوئیدی در مقابل tio2 لایه‏نشانی‏شده دارای فعالیت فوتوکاتایستی بیشتری است. با این حال، دو مشکل در استفاده از آن بصورت کلوئیدی وجود دارد که باید بر آن ها غلبه کرد که عبارتند از: جداسازی ذرات جامد ریز بعد از انجام گندزدایی و استفاده دوباره از ذرات. هدف اصلی از انجام این پایان نامه مقایسه فعالیت فوتوکاتالیستی ذرات کلوئیدی دی اکسید تیتانیوم با نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح پایه گرانولی است. پایه کاتالیزورها بوسیله گرانول سازی مرطوب ذرات جامد al2 o3 تهیه شدند. اندازه متوسط گرانول های مورد استفاده در این پژوهش، 212 میکرون انتخاب گردید. این اندازه گرانول ها، اطمینان لازم را از ته نشینی موثر آن ها بعد از عمل تصفیه فوتوکاتالیستی ایجاد می نماید. استحکام روکش نانوذرات tio2 روی پایه آلومینا از اهمیت زیادی در عملیات صنعتی و تصفیه فاضلاب ها برخوردار است و به عنوان دومین هدف این پایان نامه انتخاب گردید. در این رابطه نانوذرات به روش سل-ژل تهیه شدند. متغیر مورد بررسی در سنتز نانوذرات، اثر دمای کلسینه در نظر گرفته شد که منجر به تولید نانوذرات با میانگین اندازه بلورک نانوذرات بین 32/4 تا 34/8 نانومتر گردید. برای بررسی فعالیت کاتالیستی نانوذرات با استفاده از محلول متیل اورنج به عنوان نمونه مدل آلودگی در یک رآکتور فوتوکاتالیستی اختلاطی انجام گردید. برای پوشش دادن پایه، از تکنیک غوطه-وری استفاده شد. با استفاده از دستگاه نانوسایزر، اندازه نانوذرات در محلول سل پوشش دهنده، 36 نانومتر به دست آمد. بسته به تعداد لایه های پوشش‏دهی شده، دمای کلسینه و استفاده یا عدم استفاده از بایندر، 6 نوع نمونه کاتالیزور تهیه شد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش تعداد لایه، اثر کمی در افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی داشته است. در کاتالیزور پوشش داده شده، استفاده از بایندر در دمای کلسینه مناسب (500 درجه سانتیگراد)، با اندکی کاهش در فعالیت فوتوکاتالیستی نسبت به سیستم کلوئیدی، میزان فعالیت فوتوکاتالیستی خوبی مشاهده شد و می توان در دفعات بعدی از کاتالیزور استفاده نمود. به همین دلیل می-توان از نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول در سیستم های صنعتی برای تصفیه فاضلاب ها استفاده کرد.

گرانولاسیون یک فرآیند بزرگ کردن اندازه ذره پودر است که به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد به کمک این عملیات جریان پذیری، چگالی توده ای و ساختار پودر بهبود می یابد. در میان روش های مختلف گرانولاسیون مرطوب در گرانولاتور اختلاطی با تنش برشی بالا بدلیل زمان کوتاه فرآیند و تولید گرانول های متراکم مورد توجه است. سه مکانیسم 1- تر شدن و هسته زایی 2- تحکیم و رشد 3- سایش و شکستن در گرانولاسیون مرطوب وجود دارد و عوامل زیادی بر این سه مکانیسم اثر گذارند که این عوامل به دو دسته فرمولاسیون خواص و شرایط عملیاتی تقسیم بندی شده اند. در این مطالعه که از پودر آلومینا برای ساخت گرانول استفاده شده به بررسی عواملی نظیر غلظت مایع پیوند دهنده و نسبت مایع به جامد فرآیند بر خواصی از قبیل توزیع اندازه گرانول ، مقاومت سایشی و توده ای گرانول پرداخته شده است. پاره ای از نتایج بدست آمده از این قبیل است: • افزایش نسبت مایع به جامد و غلظت (گرانروی) مایع پیوند دهنده باعث افزایش سهم گرانول های درشت می شود. • افزایش دمای سینترینگ گرانول ها موجب کاهش مقدار شکست سایشی و توده ای آن ها می شود. • افزایش دمای سینترینگ موجب کاهش سطح ویژه گرانول ها و شعاع حفرات مزو می شود. • در تست تراکم توده ای با افزایش نسبت مایع به جامد استحکام افزایش می یابد. کلمات کلیدی: گرانولاتور اختلاطی با تنش برشی بالا، مکانیسم های گرانولاسیون، گرانولاسیون مرطوب، پودر آلومینا، مقاومت سایشی، مقاومت توده ای.

دارورسانی روش یا فرآیندی برای توزیع ترکیبات دارویی در بدن انسان یا حیوان است و هدف اصلی این نوع سیستم ها کنترل زمان و مکان آزادسازی دارو و کاهش عوارض جانبی آن می باشد. از این رو امروزه پلیمرهای زیست تخریب پذیر به عنوان مهمترین حامل های ترکیبات دارویی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای سیستم های آزادسازی دارو از پلیمر زیست تخریب پذیر پلی(لاکتیک اسید) توسعه می یابد. پارامترهایی که فرآیند تخریب این پلیمر را پیچیده می کنند خودکاتالیستی بودن واکنش هیدرولیز آن و افزایش درجه بلورینگی پلیمر در حین فرآیند تخریب می باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر فرآیند تبلور بر تخریب پلیمر و آزادسازی دارو می باشد. از این رو، دو مدل آزادسازی دارو یکی بدون درنظر گرفتن فرآیند تبلور و دیگری با درنظر گرفتن آن و بر اساس مدل های ارائه شده توسط وانگ و همکارانش به دست آورده شد. نتایج حاصل از این دو مدل با داده های تجربی گزارش شده در مراجع علمی مقایسه شد. خطای متوسط به دست آمده برای پیش بینی تخریب پلیمر برابر 77/0 برای مدل بدون تبلور و 76/0 درصد برای مدل با فرآیند تبلور می باشد که نشان دهنده این حقیقت است که هر دو مدل تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی تخریب پلیمر دارند. اما به طور کلی مدل همراه با فرآیند تبلور نسبت به مدل بدون فرآیند تبلور تطابق بهتری با داده های تخریب پلیمر داشت. خطای متوسط برای پیش بینی مدل آزادسازی دارو در مدل بدون درنظر گرفتن تبلور 3/1 درصد و برای مدل با درنظر گرفتن تبلور برابر 38/3 درصد به دست آمد. بنابراین مدل با درنظر گرفتن فرآیند تبلور تغییرات غلظت دارو را به خوبی مدل بدون فرآیند تبلور پیش پینی نمی کرد. همچنین اثر پارامترهای مهم مدل بر سینتیک تخریب پلیمر و آزادسازی دارو از آن بررسی شد. افزایش نسبت ثابت واکنش غیرکاتالیستی به ثابت واکنش کاتالیستی باعث افزایش سرعت تخریب پلیمر و همچنین سرعت آزادسازی دارو از آن می شود. با افزایش ضریب نفوذ آب به درون پلیمر سرعت واکنش هیدرولیز افزایش یافته که به دنبال آن سرعت تخریب پلیمر و سرعت آزادسازی دارو از پلیمر بیشتر می شود. افزایش ضریب نفوذ مونومر باعت کاهش اثر واکنش کاتالیستی شده و سرعت تخریب پلیمر و متعاقب آن سرعت آزادسازی دارو از پلیمر کاهش می یابد. به علاوه، با افزایش ضریب نفوذ دارو تخلخل سیستم بیشتر شده و با نفوذ بیشتر آب سرعت آزادسازی دارو از پلیمر نیز افزایش می یابد.

افزایش روز افزون جمعیت و گسترش صنعتی شهر ها،باعث ایجاد محدودیت منابع تجدید ناپذیر فسیلی و مشکلات زیست محیطی ناشی از این منابع انرژی شده است. از این رو بشر بدنبال بهره گیری از منابع جدید انرژی با استفاده از روش های پایدار، ایمن و سازگار با محیط زیست می باشد. پیل سوختی به جهت تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی، یک تکنولوژی مفید و کارآمد به شمار می رود. پیل سوختی میکروبی از جهت اینکه باکتری ها با تجزیه مواد آلی علاوه بر تولید جریان الکتریسیته باعث تصفیه پساب می گردند، یکی از بهترین گزینه های تولید انرژی الکتریکی در آینده محسوب می گردد. هدف از این تحقیق بررسی پارامتر های موثر بر عملکرد پیل سوختی میکروبی می باشد. در این پروژه اثر پارامتر های حجم بستر آند و کاتد، نوع الکترود بکار رفته در پیل و غلظت نمک طعام، بر توان الکتریکی و جریان الکتریسیته تولیدی پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای هوا-کاتد مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج حاصل از آزمایشات به صورت نمودار پلاریزاسیون و نمودار چگالی توان مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق، معنی دار بودن ارتباط بین داده های بدست آمده از آزمایشات، با استفاده از نرم افزار spss مورد بررسی قرار گرفت. افزایش حجم بستر آند و کاتد و ایجاد فضاهای خالی بیشتر و به دنبال آن افزایش سطح واکنش میکروارگانیسم ها، موجب افزایش ماکزیمم توان تولیدی و کاهش شیب منحنی پلاریزاسیون گردید. پارچه کربنی به علت افزایش جریان و توان تولیدی در پیل سوختی میکروبی و همچنین به علت هزینه کمتر، الکترود مناسب تری نسبت به گرافیت میله ای می باشد. افزایش غلظت نمک طعام تا یک میزان مشخص باعث افزایش توان و جریان تولیدی در پیل سوختی میکروبی شد اما افزایش بیشتر آن اثر معکوس داشت و توان و جریان تولیدی حتی از آب مقطر خالص نیز کمتر گردید.میزان تصفیه فاضلاب هدف مهمی بوده که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. میانگین میزان تصفیه فاضلاب تحت شرایط مختلف مورد آزمایش، 93-85 درصد بوده است.

در حیطه درمان بیماری های قلبی و عروقی، یکی از جراحی های متداول پزشکی، جایگزینی قسمت های مسدود و یا باریک شده ی شریان های بزرگ و کوچک خون می باشد. در حال حاضر بهترین پیوند عروقی مربوط به پیوند اتوگرافت است که در آن بافت رگ از یک قسمت بدن بیمار به قسمت دیگری پیوند زده می شود. اگر نتوان از وریدهای بیمار برای اتوگرافت استفاده کرد، پیوند رگ مصنوعی بکار می رود. متاسفانه در این نوع جراحی ها، پیوند رگ های مصنوعی با قطر کوچک (کمتر از mm 6) به دلیل گشودگی کم، عدم تقلید کامپلیانس و برخی معایب دیگر، باعث ایجاد لخته های خون در مسیر شریان و مسدود شدن آن ها می گردد. در مطالعه حاضر، اثرات تغییر ساختار داربست های رگی بر روی خواص مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از نانوالیاف پلی یورتانی تولید شده توسط فرایند الکتروریسی استفاده گردید. این داربست ها در سه ساختار ساده، چین دار محوری و چین دار شعاعی تولید و مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور مقایسه، خواص مکانیکی این داربست ها با خواص مکانیکی مربوط به برخی رگ های طبیعی و نیز برخی از رگ های مصنوعی قیاس گردید. ایجاد چین به صورت شعاعی نسبت به ساختار ساده آن ها میزان اتساع را افزایش داد ولیکن با ثابت نگه داشتن ضریب استحکام، کامپلیانس دینامیکی را کاهش داد. چین دار کردن ساختار در جهت محور علاوه بر افزایش گشودگی، این خواص مکانیکی را در محدوده مربوط به رگ های طبیعی قرار داد. مقادیر میانگین مربوط به کامپلیانس دینامیکی در فشار درون مجرایی mmhg 100 برای داربست ساده، چین دار شعاعی و چین دار محوری به ترتیب برابر با 86/0±72/11، 78/0±55/10 و mmhg-1×10-4 30/0±13/5 بدست آمد. از طرفی دیگر، ایجاد چین در راستای شعاع، فشار خارجی مربوط به ضریب تنزیل ناگهانی قطر برای داربست های پلی یورتانی کاهش داد. این در حالی است که این فشار با ایجاد چین در راستای محور تغییر معنی داری نکرد. مقادیر میانگین فشار خارجی مورد نیاز برای کاهش 50 درصد از قطر اولیه داربست در نقاط میانی برای داربست های با ساختار ساده، چین دار شعاعی و چین دار محوری به ترتیب برابر 00/9±92/140، 53/6±51/136 و mmhg 08/3±26/148 می باشد.

در این پژوهش به تولید نانو ذرات دارویی و همچنین به بررسی پارامترهای مهم و تأثیر گذار بر فرآیند تولید نانو ذرات با استفاده از روش پاشش الکتریکی پرداخته شد. این پارامترها عبارتند از ولتاژ، دبی جریان، گیج نازل، غلظت پلیمر کیتوسان، غلظت دارو و غلظت پلی ونیل الکل (در این پژوهش از ماده پلی ونیل الکل به عنوان یک پایدار کننده جت سر نازل استفاده شد). به منظور پیدا کردن اثر برهم کنش بین این پارامترها از روش طراحی آزمایش پاسخ سطح ( rsm) استفاده شد. با آنالیز تصاویر sem به دست آمده از نمونه های تولیدی اثر پارامترها بر دو نوع پاسخ، قطر ذرات تولیدی و دیگری شکل ذرات تولیدی، بررسی شد. میزان قطر ذرات تولیدی در محدوده بین nm60 تا nm900 می باشد. شکل ذرات تولیدی نیز با معیار ضریب کرویت مورد سنجش قرار گرفت. برای ذرات تولیدی میزان کرویت ذرات بین محدوده 025/0 تا 1 می باشد. از بین پارامترهای مورد بررسی پارامترهای غلظت کیتوسان و غلظت دارو دارای بیشترین اثر بر روی پاسخ قطر ذرات بودند و برای پاسخ میزان کرویت علاوه بر غلظت کیتوسان وغلظت دارو، ولتاژ و غلظت پلی ونیل الکل نیز دارای تأثیرات چشم گیری بودند. در ادامه پژوهش با تحلیل آماری پاسخ های به دست آمده از نمونه ها، شرایط عملیاتی بهینه تولید نانو ذرات توسط نرم افزار پیش بینی شد و با انجام آزمایش در شرایط بهینه، نمونه بهینه تولید شد. قطر وضریب کرویت نمونه بهینه تقریباٌ به مقدار پیش بینی شده نزدیک بود.

گرانولاسیون، یک فرآیند بزرگ کردن اندازه است که به طور گستردهای در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. به کمک این عملیات، جریان پذیری، آزادسازی، دانسیته تودهای و ساختار پودر بهبود می یابد. در میان روشهای مختلف گرانولاسیون، گرانولاسیون مرطوب در گرانولاتور اختلاطی با تنش برشی بالا، بدلیل زمان کوتاه فرآیند و تولید گرانولهای متراکم مورد توجه است. سه مکانیسم 1- تر شدن و هسته زایی 2- تحکیم و رشد 3- فرسایش و شکستن در گرانولاسیون مرطوب وجود دارد و عوامل زیادی بر این سه مکانیسم اثر گذارند که این عوامل به دو دسته خواص و شرایط عملیاتی تقسیم بندی شدهاند. اثرات این عوامل در پارهای اوقات، با هم تداخل میکنند و باعث پیچیدگی پیش بینی خواص گرانول نهایی میشوند. با وجود تحقیقات زیاد هنوز مدل جامعی در این زمینه ارائه نشده است. در این مطالعه، به بررسی عواملی نظیر سرعت پروانه همزن، میزان مایع پیونددهنده نسبت به پودرجامد، اندازه پودر نیترات آمونیوم، درصدجرمی پودرنیترات آمونیوم، زمان اختلاط فرآیند، زمان اختلاط پس از تزریق بر خواصی از قبیل توزیع اندازه گرانول، شکل گرانول و مقاومت گرانولها پرداخته شده است. پارهای از نتایج بدست آمده به شرح زیر میباشد: افزایش سرعت پروانه همزن، نسبت مایع به جامد و کاهش اندازه پودر اولیه باعث افزایش سهم گرانولهای درشت میشود. افزایش سرعت پروانه همزن، و مدت زمان اختلاط موجب صافتر شدن سطح گرانول ها و تا حدودی افزایش کرویت میشود. افزایش درصد جرمی نیترات آمونیوم باعث کاهش استحکام می شود. افزایش نسبت مایع به جامد مهمترین عامل افزایش استحکام گرانول ها می باشد.

کمبود آب یک مشکل روبه رشد در بسیاری از مناطق جهان است. رشد جمعیت و آسیب منابع آب شیرین موجود در بسیاری از کشورها و جوامع در نواحی خشک موجب شده به اقیانوسها به عنوان منبع آب شیرین توجه شود. اسمز یک پدیده فیزیکی است که بطور گسترده توسط دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفته است با پیشرفت فرآیندهای غشایی در چند دهه گذشته سبب بکارگیری آنها در زمینه های مختلف بویژه نمکزدایی از آبهای شور شده است. فرآیند اسمز مستقیم با یک غشا نیمه تراوا می تواند جایگزین مناسب برای اسمز معکوس در فرآیند نمکزدایی باشد که نیروی محرکه مورد نیاز در آن توسط محلول جاذب با املاح مناسب فراهم می شود. اسمز مستقیم بر خلاف اسمز معکوس به فشار بالا برای جداسازی نیاز ندارد و با صرف هزینه و مصرف انرژی کمتر تولید آب می کند. اگرچه پلاریزاسیون غلظتی در اسمز مستقیم یک فاکتور مهم است که روی عملکرد فرآیند اسمز مستقیم تاثیر می گذارد. در این مطالعه دستگاه اسمز مستقیم برای بررسی اثر نوع محلول جاذب و پارامترهای عملیاتی نظیر دبی جریان و دما طراحی و ساخته شده است. نتایج حاصل از آزمایشها به صورت نمودار میزان تراوش و میزان شار آب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی ها موید آن است که با افزایش دبی جریان سبب ایجاد اغتشاش بیشتر و به دنبال آن کاهش میزان پدیده پلاریزاسیون غلظتی و رسوب گذاری و در نتیجه افزایش میزان شار آب می گردد. همچنین افزایش دما به علت تسهیل در نفوذ املاح در لایه پشتیان غشا سبب افزایش میزان شار آب می گردد. با بکارگیری محلول خوراک شور نسبت به محلول خوراک آب مقطر بدلیل کاهش فشار اسمزی و تشدید پلاریزاسیون غلظتی داخلی میزان شار آب کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد که. محلول جاذب cacl2 بعلت راندمان اسمز بالا نسبت به محلول جاذب khco3 و nahco3عملکرد بهتری داشته است.

فرآیند فوتوکاتالیست سال هاست که به عنوان یکی از راهکارهای زیست محیطی در کشورهای صنعتی دنیا بکار می رود. فاز آناتاز tio2 شناخته شده ترین و کاراترین فوتوکاتالیستی است که به طور گسترده در پاکسازی و گندزدایی آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه تحقیقات زیادی در زمینه سنتز نانو ذرات tio2 به روش هیدروترمال/ سولوترمال و پوشش دهی نانو ذرات tio2 روی سطوح صاف از قبیل گلوله های شیشه ای، کربن فعال، ژل سیلیکا، الیاف کوارتز، و مانند آن وجود دارد، اما سنتز و لایه نشانی همزمان نانو ذرات tio2 روی گرانول های متخلخل سرامیکی آلومینا به روش سولوترمال مشاهده نگردید. در بخش اول پژوهش نانوذرات تیتانیوم دی اکسید با استفاده از تترا بوتیل اورتو تیتانات به روش سولوترمال تهیه شد و اثر متغیرهای غلظت پیش سازه، ph محلول، زمان نگه داری قبل از سنتز، دما و زمان سنتز بر ساختار، ریزساختار و فعالیت فوتوکاتالیستی بررسی گردید. این بخش از پژوهش برای به دست آوردن شرایط مناسبی که به راندمان بالای فوتوکاتالیستی پودر تیتانیا منجر می شود، انجام شد. در بخش دوم این پژوهش، سنتز و لایه نشانی نانو ذرات تیتانیا بر سطح متخلخل گرانول آلومینا بررسی شد. ابتدا گرانول هایی از al2o3 با میانگین اندازه ذرات 150 میکرون بوسیله گرانول سازی مرطوب تهیه شد. برای به دست آوردن گرانول های پوشش داده شده با عملکرد فوتوکاتالیستی و مقاومت به فرسایش بالا، علاوه بر متغیرهای سنتز، استفاده از پلی وینیل الکل (pva) و سدیم کربوکسی متیل سلولز (cmc) به عنوان مایع اتصال دهنده بررسی گردید. برای بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات از محلول متیل اورانژ بعنوان معیار استفاده شد. در همه آزمایش ها نانوذرات آناتاز با میانگین اندازه بلورک در محدوده 4 تا 8 نانومتر بدست آمد. همچنین دمای سنتز و ph محلول بیشترین تاثیر را بر فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات داشتند؛ به گونه ای که نانوذراتی که در دمای پایین و در محیط اسیدی سنتز شده بودند بیشترین فعالیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان دادند. علاوه بر این، پوششی که در دما و زمان بالا و به همراه بایندر (pva) تهیه شد، چسبندگی و فعالیت فوتوکاتالیستی قابل قبولی داشت. متخلخل بودن سطح گرانول باعث شد اولاً چسبندگی لایه افزایش یابد، ثانیاً ذرات به صورت ناهموار روی سطح نشانده شوند و با افزایش سطح، فعالیت فوتوکاتالیستی افزایش یابد. نتایج این تحقیقات نشان داد که از کاتالیست ها به راحتی می توان به دفعات مختلف استفاده کرد بدون اینکه لایه فعال tio2 در اثر فرسایش غیر فعال گردد.

غشاء های سرامیکی کامپوزیتی به خاطر پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، بازیابی و میزان عبوردهی بالا، همچنین استحکام مکانیکی مطلوب از جایگاه ویژه ای در عملیات تصفیه آب برخوردار هستند. در این پژوهش با استفاده از پودر آلفا آلومینا، پایه های متخلخل استوانه ای آلومینایی به روش ریخته گری دوغابی ساخته شدند، با استفاده از روش غوطه وری نانو ذرات سل بوهمیت روی پایه ها لایه نشانی شدند و با کلسینه شدن لای? گاما آلومینا تولید شد. در انتها با استفاده از روش هیدروترمال و هیدرولیز محلول آلکواکسید فلزی نانو ذرات دی اکسید تیتانیم روی سطح غشاء لایه نشانی شدند. پس از مشاهد? ریز ساختار غشاء ها، نمودار شار آب- فشار، عبورپذیری آب- فشار و شار آب – زمان، رسم و توانایی تصفی? آب با اندازه گیری هدایت یونی و tds بررسی گردید، همچنین اثر نیترات آمونیوم بر ph دوغاب و افزایش تخلخل پایه ها با ساخت نمونه هایی با مقادیر متفاوتی از نیترات آمونیوم بررسی شد. تأثیر ضخامت پایه ها روی خواص تراوایی و شار با ساخت نمونه های پایه با ضخامت های متفاوت بررسی گردید. میزان هدایت یونی نمونه ها نیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد پایه های ساخته شده با دوغاب های دارای نیترات آمونیوم در مقایسه با دوغاب های بدون نیترات آمونیوم بسیار متخلخل ترند و شار عبوری آب از پایه های دارای % 2وزنی نیترات آمونیوم 6 برابر شار نمونه های بدون نیترات آمونیوم است. پایه هایی که mm 3 ضخامت و حداقل % 50 تخلخل دارند، شار و تراوایی بالاتر و نیز استحکام کافی برای تحمل فشار های بالاتر ازbar 35 را دارند. با توجه به این که نیترات آمونیوم ترکیبی از باز ضعیف و اسید قوی است، با افزودن نیترات آمونیوم ph دوغاب کاهش یافت. سرعت ریخته گری دوغابی و میزان تخلخل داخلی به دلیل جذب رطوبت زیاد نیترات آمونیوم افزایش یافت ولی انداز? حفره های داخلی به دلیل اختلاط نامناسب تر دوغاب کاهش یافت. برای افزایش شار، انداز? حفره های پایه از لای? میانی (گاما آلومینا) بزرگتر و انجام بهتر عمل تصفیه، غشاء نهایی (دی اکسید تیتانیم) دارای حفره های کوچک تر است. نمون? دارای% 5/1وزنی نیترات آمونیوم %83 هدایت یونی آب را کاهش داده است که یکی از دلایل آن قرار گرفتن ph آب ورودی در ناحی? هم باری الکتریکی و دلیل دیگر شاید به خاطر حفره های سطحی ریزتر در آن است.

ریسندگی الکتریکی یک فرآیند منحصر بفرد است که قابلیت تولید الیاف غیر بافته با قطر 10 نانومتر را دارد، اندازه ای که با روش های معمول تهیه الیاف قابل دستیابی نیست. اسکلت نانوالیاف ریسیده شده الکتریکی دارای نسبت سطح به حجم شدیداً زیاد، تخلخل قابل کنترل و امکان تولید با اندازه و شکل های مختلف می باشد. به علاوه اسکلت می تواند برای رسیدن به خواص مطلوب کنترل شود. استفاده از اسکلت های نانوالیاف ریسیده شده الکتریکی در چند سال اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. برای مثال اسکلت های نانوالیاف به عنوان زیرلایه های مناسب برای مهندسی بافت، تثبیت آنزیم ها و کاتالیست ها، پانسمان زخم، آزادسازی کنترل شده دارو و رگ های مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته اند. در این پژوهش ابتدا دستگاه ریسندگی الکتریکی ساخته و پس از آن و در ادامه نانو الیاف بر پایه ترکیب ( کیتوسان، زلاتین و عسل) به منظور استفاده به عنوان پانسمان زخم با روش ریسندگی الکتریکی تهیه و ساخته شد. و سپس الیاف تولید شده با استفاده از میکروسکوپ پویشگر الکترونیکی مورد آنالیز دقیق قرار گرفتند. پس از آن به بررسی خاصیت عفونت زدایی الیاف با آزمون ضد باکترییایی پرداخته ایم. و همچنین عملکرد پانسمان ساخته شده بر روی حیوانات مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در انتها داده های بدست آمده نشان دادند که پانسمان ساخته شده از نانو الیاف نسبت به پانسمان های مرسوم دارای تأثیر بهتری است.

باتوجه به اینکه راندمان بازیافت گوگرد در پالایشگاه های نفت و گاز ایران حدود 90 درصد می باشد، لذا روزانه حدود پانصد تن دی اکسید گوگرد از طریق واحدهای مذکور در محیط زیست پراکنده می شود که اثرات سوء زیست محیطی فراوانی به همراه دارد. به همین جهت، پیش بینی نحوه انتشار دی اکسید گوگرد در محیط زیست از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا نسبت به مدلسازی ریاضی گذرای دوبعدی انتشار آلاینده مورد نظر در محیط زیست پرداخته و سپس با استفاده از روش تفاضل محدود صریحforward time central space (ftcs)و تفاضل محدود ضمنی crank nicolson (c-n) به حل معادلات دیفرانسیل پاره ای مدل ریاضی فرآیند در محیط matlab اقدام می گردد. پس از تایید روش حل (verification) در خصوص شبیه سازی انجام شده، تاثیر پارامترهایی نظیر تغییرات سرعت، جهت باد و نیز تعداد دود کش های موجود در منطقه بر الگوی پراکندگی آلاینده در محدوده مورد نظر تحت بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به عدم دسترسی به داده های تجربی لازم، به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی های انجام شده از تحلیل منطقی نتایج بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی انجام شده موید آن است که در صورت عدم استفاده از تکنولوژی های نوین جهت کاهش مقدار دی اکسید گوگرد به محیط زیست، انتشار بی رویه آلاینده مذکور می تواند باعث زیان های جبران ناپذیر به محیط زیست گردد.

در این پژوهش، برای به دست آوردن نانوغشاء سرامیکی با شار عبورپذیری بالا و بازپس زنی خوب، تصمیم گرفته شد که غشاء از یک ساختار چند لایه متقارن برخوردار باشد. لذا پایه های لوله ای آلومینایی غشاء با دو روش تهیه شدند و سپس غشاء کامپوزیت چندلایه آلومینایی ساخته شد. پایه غشاء باید به خوبی شکل داده شود تا لایه های میانی و بالایی با حفره های مناسب روی سطح آن قرار گیرند. در اینجا از دو روش ساخت استفاده شد. در مورد پایه های ساخته شده با روش پرس، از لایه های میانی آلفا آلومینا با سوسپانسیون آلومینای?m 5 d50=و ?m 1 d50= استفاده شد و با روش غوطه وری بر روی پایه سرامیکی نشانده شدند. لایه های غشائی آلفا آلومینا به ترتیب در دماهای 1400 و ?1200 سینتر شدند. برای پایه های ساخته شده با روش ریخته گری دوغابی لایه های آلفا آلومینا استفاده نشد. برای نشاندن لایه گاماآلومینا، اقدام به تهیه محلول سل بوهمیت با اندازه متوسط ذرات nm 80 شد که از انحلال نمک کلرید آلومینیم آبدار و در نهایت رسوب دادن آن به دست می آید. این سل به روش غوطه وری روی لایه های قبلی نشانده شد. پس از فرآیند تکلیس در دمای ?550 ، بوهمیت به گاما آلومینا تبدیل گردید. در پایان یک لایه از دی اکسید تیتانیوم به وسیله غوطه ور کردن غشاء در سل تهیه شده با اندازه متوسط ذراتnm 22 به روش سل – ژل داده شد. اندازه و توزیع اندازه حفره های غشاء در محدوده نانو توسط جذب گاز تعیین گردید. نتایج به دست آمده موید این موضوع است که پایه غشاء روش ریخته گری دوغابی دارای تخلخل حدود 40% است و گستره اندازه حفره های آن بین 10 تا 100 نانومتر می باشد. برای افزایش تخلخل این پایه ها از افزودن نیترات آمونیوم به سوسپانسیون آن استفاده شد. برای تعیین ویژگی های محصول از روش هایی مانند الگوی پراش اشعه ایکس (xrd )، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem ) ، نانوسایزر و آنالیز حرارتی همزمان (sta ) استفاده گردید. نتایج عملکرد غشاء چه در مورد غشاء با پایه ساخته شده با روش ریخته گری دوغابی بدون نیترات آمونیوم و چه با نیترات آمونیوم نشان داد که غشاء می تواند تمام میکروارگانیزم ها را حذف نماید و درصد متوسطی از یون ها را بازپس زند. هم چنین تست های انجام شده، اثر ph آب خام را روی درصد بازپس زنی آنیون ها و کاتیون های موجود در آب مثبت و اثربخش نشان داد.

یکی از مشکلات اساسی در صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ، کاهش مقاومت و شکست مکانیکی ناشی از خرد شدن کاتالیست ها در بسیاری از فرآیندهای همراه با واکنش های شیمیایی کاتالیستی است. بسته به نوع راکتور و واکنش با یک کاتالیست صنعتی ممکن است در طول عملیات و عمر خود تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله تنش های مکانیکی، حرارتی و شیمیایی درون راکتور خرد شده و غیر فعال گردد. سطح ویژه بالای کاتالیست بسته به توزیع اندازه حفره ها درون آن نقش به سزایی در پیشرفت واکنش با راندمان مناسب دارد. از طرفی دیگر عامل سطح ویژه بالا و یا حفره ها زیاد در تضاد با مقاومت مکانیکی مطلوب کاتالیست است. لذا ساخت کاتالیست مناسب با استحکام و طول عمر بالا چالشی است که هنوز راهکاری اساسی برای آن پیشنهاد نشده و لازم است که مطالعات بیشتری در این خصوص صورت پذیرد. انجام تحقیقات در شکل دهی کاتالیست و بررسی عوامل موثر بر آن، با تمرکز بر استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی می تواند نقش به سزایی بر افزایش کیفیت عملکرد کاتالیست درون راکتور داشته باشد. در این پژوهش شکل دهی پایه کاتالیست حاصل از ذرات جامد گاما-آلومینا در مقیاس نانو به روش قرص سازی و تأثیر عوامل موثر بر استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات برای انجام این پروژه با نرم افزار روش پاسخ سطحی، طراحی شده است. تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت پیوند دهنده، فشار اعمالی دستگاه پرس، دمای کلسیناسیون و روش خشک کردن بر مقاومت مکانیکی پایه کاتالیست بررسی شده است. همچنین تأثیر این پارامترها بر پایداری حرارتی کاتالیست، با انجام آزمایشات شوک حرارتی و مقایسه استحکام مکانیکی در دو حالت بدون شوک حرارتی و تحت شوک حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از آزمایشات انجام گرفته نشان می دهد که در شکل دهی کاتالیست ها، غلظت پیوند دهنده و فشار اعمالی دستگاه پرس بیشترین اثر را بر استحکام خرد شدن و مقاومت در برابر شوک حرارتی کاتالیست دارد. بطوریکه پایه شکل-دهی شده در فشار 75 بار، غلظت پیوند دهنده 20 درصد، دمای کلسیناسیون 466 درجه سانتیگراد و روش خشک کردن آهسته بیشترین استحکام مکانیکی را داشته، در حالیکه در برابر شوک حرارتی پایداری مناسبی از خود نشان نمی دهد. این مطالعه همچنین نشان می دهد که افزایش غلظت پیوند دهنده باعث کاهش استحکام خرد شدن و افت کمتر استحکام در برابر شوک حرارتی گردیده است.

آلودگی‏های زیست‏محیطی و صنعتی در سطح وسیع، توجه را به استفاده از تکنولوژی‏های پاک شیمیایی و دوستدار محیط زیست کشانده است. تکنولوژی غشاها یکی از این موارد می باشد. غشاهای سرامیکی گونه ای از غشاهای مصنوعی هستند که از مواد معدنی شامل چندین لایه تشکیل شده اند . آنچه باعث مزیت غشاهای سرامیکی شده پایداری حرارتی زیاد، مقاومت شیمیایی ومیکروبیولوژیکی مناسب، مقاومت مکانیکی خوب، .توانایی شستشوی معکوس موثر، عمر طولانی، قابلیت استفاده مجدد و خاصیت کاتالیستی آن می باشد. لذا در جاهایی که غشاهای پلیمری به واسطه ضعفشان نمی توانند استفاده شوند غشاهای سرامیکی می توانند جایگزین مناسبی باشند. در این تحقیق پایه غشاهای سرامیکی به روش ریخته گری دوغابی تهیه شده و لایه میانی گاما آلومینا به روش تهنشینی و نانوپوشش نهایی اکسید تیتانیم به روش کندوپاش لایه نشانی گردیدند . یکنواختی نانو لایه نهایی اکسید تیتانیم در این نوع غشاها بسیار مهم بوده زیرا عمل جداسازی توسط همین لایه صورت میگیرد. کنترل دقیق ضخامت نانو لایه موردنظر و یکنواختی توزیع اندازه ذرات نانو از مزایای روش کندوپاش میباشد. اثر توان rf کندوپاش و زمان لایهنشانی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری بر ریز ساختار غشاها مشاهده شد و بهترین لایهنشانی جهت ساخت غشای عملیات تست نفوذپذیری انتخاب گردید. با توجه به نتایج مربوط به آنالیز xrd رشد tio2 به صورت پلی کریستالی و در فاز آناتاز بوده است. نتایج نشان داده اند که شار و تراوایی غشای دارای لایه میانی گاما آلومینا و لایه نهایی tio2 لایهنشانی شده به روش کندوپاش نسبت به نمونه پایه افت بسیاری داشته است. همچنین کلیه نتایج بدست آمده مربوط به غشای دارای لایه tio2 لایه نشانی شده به روش اسپاترینگ با روش های دیگر از جمله سل-ژل و هیدروترمال، مقایسه شدند.

استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع تجدیدپذیر انرژی در سال های اخیر بطور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. در یکی از پرکاربردترین روش ها، این انرژی ابتدا به انرژی حرارتی تبدیل و سپس مورد استفاده قرار می گیرد. سطوح جذب کننده تابش خورشیدی از جمله مهم ترین بخش ها در سامانه هایی هستند که به این روش عمل می کنند. دریافت کننده های حجمی خورشیدی سطوحی نوظهور هستند که قادر به جذب بیشتر انرژی خورشیدی و تلفات کمتر انرژی جذب شده می باشند. وجود ساختاری متخلخل در این نوع مواد سبب شده است تا تابش خورشیدی به جای سطح در عمق آنها نفوذ کرده و جذب شود. برخی از مطالعات نشان دهنده پتانسیل استفاده از آلومینای آندیک متخلخل به عنوان اینچنین موادی است. به نظر می رسد خصوصیات ساختاری این مواد بر ضریب جذب آنها تاثیر گذار باشد .در تحقیق حاضر برخی از خصوصیات هندسی آلومینای آندیک متخلخل از قبیل ضخامت لایه، قطر حفرات، درصد سطح حفرات و اعوجاج آنها بر طیف جذب در محدوده تابش خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. هر کدام از پارامترهای بیان شده بصورت جداگانه با تنظیم شرایط آندش تغییر کرده و طیف جذب لایه آلومینای حاصل بوسیله آنالیز اسپکتروفوتومتری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضریب جذب با افزایش ضخامت، افزایش یافته است. همچنین افزایش قطر حفرات سبب انتقال طیف جذب به سمت راست گشته است. مطالعات حاکی از آن است که درصد بهینه ای از سطح حفرات وجود دارد که در آن ضریب جذب بیشینه می باشد. سرانجام اعوجاج حفرات سبب جذب بیشتر پرتوهای ورودی به آنها گشته است.

این پژوهش در دو قسمت انجام شده است:ساخت پایه مناسب و سنتز لایه زئولیت روی پایه در قسمت ساخت پایه،با استفاده از پودر آلفا-آلومینا قرص ها با قطر 17mm با پرس تک محوره ساخته شد.قرص ها در دمای 1400درجه سانتیگراد سینتر گردیده و تخلخل آنها اندازه گیری شد.در قسمت سنتز زئولیت، با استفاده از بال کلی bs2(سفید پخت مسلمی)،هیدرواکسید سدیم، آب مقطر تحت شرایط هیدروترمال،به روش سنتز درجا بر روی پایه ها لایه نشانی گردیدو بهترین شرایط جهت رشد بلورها وسنتز زئولیت نوع a بدست آمد. آزمایش های تعیین مشخصات ساختاری و ریز ساختاری شامل xrd و sem بر روی غشاء های ساخته شده صورت گرفت.

د.پلی آنیلین یک پلیمر هادی است که امروزه به دلیل کاربردهای فراوانی که در صنایع مختلف یافته است، مورد توجه محققین و پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از صنایعی که پلی آنیلین در آن کاربرد فراوانی دارد، صنایع الکترونیکی است. در این پژوهش پلی آنیلین امرالدین بازی و نانوکامپوزیت پلی آنیلین و نانولوله کربنی به روش پلیمریزاسیون درجا ساخته شد. برای مشخصه یابی نمونه های ساخته شده از طیف سنجی مادون قرمز، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونیکی روبشی، طیف سنجی جذبی فرابنفش و مرئی، هدایت سنج چهار نقطه¬ای و روش های منحنی جریان- ولتاژ استفاده شد. با توجه به طیف سنجی مادون قرمز می توان گفت، با افزودن غلظت اسید میزان اکسیداسیون زیاد شده و تعداد پیوند های دوگانه اکسیژن و کربن در مواد سنتز شده، افزایش می یابد. پراش اشعه ایکس نشان داد که، در پلیمر و نانوکامپوزیت با تغییر متغیرها، هیچ گونه تغییری در کریستالیته ایجاد نمی شود. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده این نکته است که، در نانوکامپوزیت عملیات پلیمریزاسیون از روی سطح نانولوله های کربنی آغاز گردیده و فاز زمینه و تقویت کننده، به طور کاملا مستحکم با یکدیگر آمیخته شده اند و دارای ساختاری متخلخل هستند. با استفاده از طیف جذبی فرابنفش و مرئی، میزان گاف انرژی نمونه ها محاسبه گردید و مشخص شد گاف انرژی نمونه ها متغیر بوده و مابین 82/2 تا 3 الکترون ولت متغیر است و کلوخه شدن نانولوله های کربنی باعث کاهش گاف انرژی نانوکامپوزیت می گردد. در نهایت با بررسی میزان هدایت الکتریکی نمونه ها با روش چهار نقطه ای مشخص گردید، افزودن نانولوله کربنی میزان هدایت الکتریکی را تقریبا 10 برابر افزایش می دهد. منحنی جریان- ولتاژ نشان داد که، پلی آنیلین امرالدین بازی می تواند به عنوان یک نیمه رسانا عمل نماید.

مواد روانساز سیلیکاتی در صنایع مختلف و بخصوص صنعت کاشی و سرامیک نقش ویژه ای ایفا می کنند. این مواد عمدتا به صورت گرانول با اضافه شدن به ترکیب دوغاب های کاشی و سرامیک باعث کاهش ویسکوزیته دوغاب شده، و شرایط بهتری را برای پایداری ذرات دوغاب فراهم می نمایند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.