در این تحقیق تجزیه فتوکاتالیستی محلولهای حاوی فورفورال (نمونه مشابه پسابهای صنعتی حاوی ترکیبات حلقوی)، با استفاده از کاتالیست حاوی نانو ذرات tio2 تثبیت شده بر روی پایه و چگونگی انجام این واکنش فتوکاتالیستی در ایجاد مواد و محصولات واسطه و میانی و نحوه تغییرات آنها در طول واکنش مورد بررسی قرار میگیرد. سعی بر آن است که شناخت کافی از روند انجام واکنشهای میانی و بخصوص نوع ترکیبات میانی حاصل و ترکیب درصد آنها در انتهای این طرح حاصل گردد.نزدیک به دو دهه می باشد که واکنشهای فتوکاتالیستی و کاربرد آنها در تصفیه آب و فاضلاب، هوا، سطوح خود تمیزکن و غیره نقش مهمی را ایفا می کند. این در حالیست که حتی استفاده از فتو کاتالیست برای تجزیه آب و به منظور تولید هیدروژن به عنوان سوخت پاک نیز در حال بررسی می باشد. در این میان استفاده از فتو کاتالیستها برای تجزیه الاینده های آلی آبها با استفاده از تابش نور uv از مواردی است که اهمیت فوق العاده ای پیدا کرده است.در این پایان نامه مکانیسم حذف فتوکاتالیزی فورفورال مورد مطالعه قرار گرفته است.کلیه آزمایشات در یک راکتور از جنس شیشه پیرکس انجام شده و tio2ساپورت شده بر روی شیشه به عنوان فتوکاتالیست مورد استفاه قرار گرفت .به منظور مطالعه عمیق تر مکانیسم حذف ترکیبات مختلف تولید شده در خلال فرایند حذف بوسیله تکنیک های مختلف از قبیل,gc, hplc و lc/ms مورد آنالیز قرار گرفت نتایج حاصل عبارت است از مشاهده ترکیبات مختلف کربوکسیلیک اسید و حدواسط های ناپایدار مرتبط با مکانیسم واکنش حذف فتوکاتالیستی فورفورال.

استفادهی بهینه از گازطبیعی به معنای پیشرفت تکنولوژی ٬ استحصال انرژی، توسعهی فناوری های انتقال و تبدیل میباشد. اکثر روش های استفاده از گازطبیعی جهت تولید فراورده های با ارزش، مستلزم تولید گازسنتز به عنوان حد واسط می باشند. با توجه به اهمیت و جایگاه گازسنتز در صنعت، فعالیتها و تحقیقات گسترده ای جهت شناخت روش ها و تکنولوژی های مناسب تولید و ساخت کاتالیستهای بهتر آغاز شده و در حال انجام است. امروزه فرایند کاتالیستی اکسیداسیون جزئی متان با توجه به قابلیتهای آن در مقایسه با سایر روشها مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست برای این فرایند گزارش شده است که در این میان کاتالیستهای نیکلی به دلیل قیمت ارزان و دسترسیآسان ٬ بیشتر مورد توجه بودهاند. در این پروژه امکان بهبود عملکرد کاتالیستهای تهیه شده به روش پاشش قوس سیمی (wire arc spray) که یکی از زیر مجموعه های روش پاشش حرارتی میباشد ٬ برای تولید گازسنتز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور چند نمونه کاتالیست به روش پاششی و همراه با دو نوع پروموتور)دیاکسید تیتانیم و مونتموریلونیت- k10 (در محیطهای پاشش مختلف)هوا و آب سرد( ٬ تهیه و عملکرد آنها در یک سیستم آزمایشگاهی تست راکتوری بستر ثابت )میکرو راکتور( ارزیابی گردید. همچنین ساختار کاتالیستهای پاششی با استفاده از تستهای تعیین مشخصات xrd و sem مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر تأثیر قابل توجه نوع پروموتور و محیط پاشش بر روی کارایی کاتالیستهای پاششی بود. مشاهده گردید با افزایش دمای عملیاتی ٬ سرعت خنک شدن ذرات و تغییر نوع پروموتورازدیاکسید تیتانیم به مونتموریلونتیت- k10 ، میزان تبدیل متان ٬ گزینش پذیری co و نسبت h2/co در کاتالیستهای پاششی بهبود یافته است. نتایج تست xrd و sem نشان داد که پاشش ذرات در آب سرد و تغییر نوع پروموتور از دیاکسیدتیتانیم به مونتموریلونتیت- k10 ، باعث کاهش اندازه کریستالهاو همزمان افزایش میزان تخلخل کاتالیست؛ گردیده است. به نظر میرسد با تغییر پارامتر- هایی که بر روی میزاناکسیداسیون وتخلخل ذرات پاششی مؤثرند، میتوان عملکرد کاتالیست های پاششی را هر چه بیشتر ارتقاء داد.

امروزه فرآیند کاتالیستی اکسیداسیون جزیی متان مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست برای این فرآیند گزارش شده است که فعالیت بالایی را از خود نشان داده اند. کاتالیست های نیکل پایه دار و همچنین کاتالیست های پایه دار فلزات نجیب . بدلیل ارزان قیمت بودن و قابل دسترس بودن نیکل استفاده از این نوع کاتالیست در کارهای تجربی بیشتر مورد توجه بوده و از دیدگاه صنعتی نیز استفاده از کاتالیست های نیکل پایه-دار ترجیح داده شده و همچنان در حال توسعه است. با توجه به خصوصیات ذاتی فلز نیکل که یک ماده فرومغناطیس محسوب می شود تحت شرایط میدان رفتار مغناطیسی در آنها رشد می یابد. هم جهت شدن دو قطبی های مغناطیسی در این نوع از مواد سبب تحت تاثیر قرار گرفتن حوزه های مغناطیسی در آنها شده و به همین دلیل خواص مغناطیسی ماده تقویت می شود. ارتقادهنده آهن هم به جهت همین خاصیت در نظر گرفته شده است. برای بررسی عملکرد کاتالیست از یک رآکتور لوله ای از جنس کوارتز با قطر داخلی تقریبی 3 میلی متر استفاده شد و انجام واکنش ها در فشار اتمسفریک و دماهای بین 500 تا 800 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر تقویت کننده آهن در کاتالیست نیکل همچنین تاثیر میدان مغناطیسی خارجی بر عملکرد واکنش کاتالیستی اکسیداسیون جزیی متان در مرحله ساخت و همچنین در شرایط انجام واکنش بوده است. نتایج بدست آمده بیانگر این است که حضور آهن بعنوان تقویت کننده در ساختار کاتالیست بازده هیدروژن را افزایش می دهد. همچنین اثر میدان مغناطیسی در شرایط انجام واکنش افزایش کمی در بازده h2 و نسبت h2/co نشان می دهد. اما با حضور میدان مغناطیسی در مرحله آماده سازی کاتالیست اثر قابل ملاحظه ای بر عملکرد کاتالیست مشاهده شد وگزینش پذیری co به میزان چشمگیری افزایش پیدا کرد. افزایش دما در آزمایشات باعث افت شدید تاثیرات میدان بر روی نتایج عملکرد کاتالیست شده است که با ارتباط مستقیم کاهش خاصیت مغناطیسی با افزایش دما مطابقت دارد.

دی اکسید کربن عنوان اصلی ترین جز گازهای گلخانه ای بشمار می آید که در سال های اخیر، اثرات نامطلوب آن بر روی آب و هوای کره زمین، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. بنابراین تبدیل مناسب دی اکسید کربن موضوع مهمی برای جامعه کنونی است. در مطالعه حاضر حذف فتوکاتالیستی گاز گلخانه ای دی اکسیدکربن بر روی نانو ذرات دی اکسیدتیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. فتوکاتالیست مورد نظر بر روی توری از جنس استیل ضدزنگ به عنوان پایه نشانده شد. نتایج آنالیز sem پوشش مناسب و یکنواخت ذرات بر روی توری را تایید کرد. نتایج آنالیز xrdنشان داد پودر پوشش داده شده بر روی پایه از نظر ساختار ی تفاوتی با پودر ساده ندارد. آنالیز uv/vis نیز نشان داد حداکثر جذب فتوکاتالیست مورد نظر در ناحیه uvb که محدوده تابش لامپ بخار جیوه است، قرار دارد. واکنش درون یک راکتور ناپیوسته از جنس فولاد و تحت تابش لامپ بخار جیوه به عنوان منبع نور uv بود. در طول واکنش آنالیز gc برای اندازه گیری غلظت اجزاء واکنش و محاسبه میزان تبدیل دی اکسیدکربن انجام گرفت. برای بررسی اثر کاهنده های مختلف بر میزان تبدیل دی اکسیدکربن، واکنش co2 بر روی فتوکاتالیست بدون حضور کاهنده و به همراه کاهنده های هیدروژن، متان، بخار آب و مخلوط متان و بخار آب مورد مطالعه قرار گرفت. بهترین میزان تبدیل مربوط به احیا دی اکسیدکربن به همراه آب و پس از سه ساعت از شروع واکنش و به میزان 74/16 درصد مقدار اولیه مشاهده شد. به منظور مطالعه سینتیک واکنش فتوکاتالیستی احیا دی اکسیدکربن در حضور کاهنده های آب و متان، آزمایشات سینتیکی در غلظت های مختلف از مواد اولیه انجام شد. از مکانیسم لانگمویر-هلشینوود برای بیان رابطه سرعت واکنش بر حسب غلظت دی اکسیدکربن استفاده شد. ثابت تعادل جذب در واکنش دی اکسیدکربن در حضور کاهنده بخار آب و متان در دما و فشار مورد مطالعه به ترتیب برابر 1/ppm 6-10×3 و 6-10×5 و ثابت سرعت واکنش به ترتیب برابر ppm/h 21267 و 59320 محاسبه گردید.

در پژوهش حاضر ، تبدیل فتوکاتالیستی co2 در دمای پایین باکمک نانو ذرات tio2 معمولی و داپ شده با نیتروژن که بر روی پایه ای از جنس توری استیل نشانده شده، مطالعه گردیده است. آزمایشها در یک رآکتور مناسب ناپیوسته، در فاز گاز و تحت تابش مستقیم uv انجام شد. آنالیزهای gc و gc-ms برای اندازه گیری غلظت و شناسایی گونه های موجود در محیط واکنش بکار رفت. همچنین، آنالیزهای sem ، xrd، xrf و uv-vis برای تعیین مشخصات و بررسی تأثیر حضور اتمهای n بر روی ساختار شیمیایی و جذب نور نمونه ها انجام شد. همچنین، تأثیر دو پارامتر دمای کلسیناسیون و غلظت نیتروژن بر روی بازده واکنش، بررسی گردید. نتایج حاصل، بیانگر تأثیر مثبت داپ کردن نیتروژن بر هر دو خاصیت جذب نور و فعالیت تحت تابش بوده و مقادیر بهینه برای این دو پارامتر به ترتیب °c 350 و m5/0 بدست آمد.

در طراحی سیستمهای احتراقی همواره دو هدف اصلی مدنظر بوده است. یکی افزایش کارآیی سیستم و دیگری کاهش آلاینده های احتراق. بدین منظور امروزه تکنولوژی جدیدی تحت عنوان احتراق با دمای بالای هوا یا hitac در صنایع احتراقی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تکنولوژی با پیش گرم کردن هوای مورد نیاز احتراق و کاهش غلظت اکسیژن در آن، کارآیی سیستم افزایش و تولید آلاینده هایی مانند nox کاهش می یابد. در این پایان نامه ویژگی های احتراق از نوع hitac بصورت آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار گرفته شده است. جهت بررسی این پدیده ابتدا با ساخت یک سیستم آزمایشگاهی مجهز به تکنولوژی hitac و تعیین مکان مناسب نازل سوخت، ویژگی های این نوع احتراق بصورت آزمایشگاهی بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که هر چه میزان اختلاط سوخت با هوا مناسب تر باشد میزان nox تولیدی کاهش می یابد. همچنین نتایج بیانگر آن است که با افزایش دمای هوای پیش گرم، nox تولیدی افزایش می یابد ولی این نرخ افزایش در شرایط hitac (دمای بالای هوا و غلظت کم اکسیژن) بسیار کم است و کمترین مقدار nox در شرایط hitac مشاهده می شود. به منظور بررسی بهتر این پدیده، سیستم آزمایشگاهی موردنظر توسط cfd مدلسازی شده است. نتایج مدلسازی نشان می دهد که تولید nox به شدت به دما، غلظت اکسیژن و نحوه اختلاط سوخت و هوا در ناحیه احتراق بستگی دارد. در یک دمای ثابت هوای پیش گرم، با کاهش غلظت اکسیژن حجم و اندازه شعله افزایش می یابد. همچنین در این مدلسازی اثر دمای سوخت بر میزان nox تولیدی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دمای سوخت، سرعت آن افزایش، اختلاط سوخت با هوا مناسب تر و nox تولیدی کاهش می یابد. به منظور بررسی کاربرد احتراق از نوع hitac در صنعت، دو مطالعه موردی در این زمینه صورت گرفته است. در مطالعه موردی اول امکان استفاده از تکنیک hitac در بویلر بازیافت حرارتی پتروشیمی فجر توسط مدلسازی cfd مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این مطالعه با طراحی و مدلسازی یک نازل سوخت و پیدا کردن محل مناسب و دبی بهینه این نازل، تأثیر تکنولوژی hitac در افزایش کارآیی بویلر از طریق افزایش دمای بخار تولیدی، بررسی گردیده است. نتایج مدلسازی نشان می دهد که با استفاده از تکنولوژی hitac، دمای بخار تولیدی حدود % 37 افزایش می یابد. در مطالعه موردی دوم، احتراق از نوع hitac و انتشار nox در hrsg پتروشیمی مبین توسط cfd مورد بررسی قرار گرفته شده است. آنالیز گازهای خروجی از hrsg پتروشیمی مبین نشان دهنده درصد نسبتاً بالایی از nox در آنها است. به همین دلیل در این تحقیق با مدلسازی cfd این بویلر و بررسی تولید nox در آن، علت بالا بودن این مقدار nox در گازهای خروجی مورد مطالعه قرار گرفته شده است. نتایج مدلسازی بیانگر آن است که بیشترین مقدار nox در نواحی مرده درون hrsg تولید می شود و وجود این نواحی مرده عامل اصلی در تولید بیشتر nox درون بویلر است. همچنین در این تحقیق اثر نسبت اکی والان در دبی ثابت هوا بر روی ماکزیمم دمای شعله و میزان nox تولیدی، بررسی شده است. نتایج کلی پایان نامه نشان می دهد که استفاده از تکنولوژی hitac در سیستمهای احتراقی سبب افزایش کارآیی آنها و کاهش انتشار آلاینده ها مانند nox می شود. همچنین cfd ابزاری توانمند در مدلسازی این نوع احتراق و تولید آلاینده ها می باشد

در پژوهش حاضر ، تبدیل مستقیم فتوکاتالیستی co2 با آب در دمای پایین باکمک نانو ذرات tio2 معمولی و داپ شده با اکسید مس که بر روی پایه ای از جنس توری استیل نشانده شده، مطالعه گردیده است. آزمایشها در یک رآکتور مناسب ناپیوسته، در فاز گاز و تحت تابش مستقیم uv انجام شد. آنالیز gc برای اندازه گیری غلظت و شناسایی گونه های موجود در محیط واکنش بکار رفت. همچنین، آنالیزهای sem ، xrd،edax، ft-ir و uv-vis برای تعیین مشخصات و بررسی تأثیر حضور اتمهای مس بر روی ساختار شیمیایی و جذب نور نمونه ها انجام شد. در این کار طراحی آزمایشات با استفاده از نرم افزارmodde انجام شد همچنین، تأثیر سه پارامتر شدت لامپ، غلظت مس و فشار بر روی بازده واکنش، بررسی گردید. نتایج حاصل، بیانگر تأثیر مثبت داپ کردن مس بر هر دو خاصیت جذب نور و فعالیت تحت تابش بوده و مقادیر بهینه برای این پارامترها به ترتیب شدت لامپ 250w، غلظت مس 89/2% و فشار psi 55 بدست آمد. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز ft-ir می توان گفت که محصولات تولید شده در اثر کاهش فتوکاتالیستی co2 با آب روی سطح cuo-tio2 بطور کلی شامل مشتقات فرمات و متوکسی هستند، که منجر به تولید متان و متانول می شوند.

در این تحقیق کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در تجزیه و حذف آمونیاک از یک پساب ساختگی، با استفاده از فتوکاتالیست شناخته شده نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (tio2) به صورت تثبیت شده بر روی یک پایه مناسب در یک فتوراکتور جدید با کارایی بالا مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو تلاش شده است با به کارگیری روش تثبیت و فتوراکتور مناسب جهت استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (degussa p-25) به عنوان فتوکاتالیست؛ مشخصات کاتالیست ساخته شده و میزان کارایی و فعالیت فتوکاتالیستی آن در تجزیه و حذف آلاینده (آمونیاک) مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد و معرفی نوع جدیدی از پایه تحت عنوان پرلیت که با توجه به خصوصیات منحصر به فرد آن نظیر شناور بودن و پایداری نسبتآ مناسب در شرایط عملیاتی بعنوان یک انتخاب مناسب از پایه در این نوع کاتالیست، موضوع اصلی این پایان نامه است. ارزیابی کارایی فتوراکتور طراحی شده و فتوکاتالیست آماده شده از طریق انجام آزمایش های تصفیه فتوکاتالیستی پساب سنتزی تعدادی از شرایط اولیه و عملیاتی (غلظت اولیه ماده آلاینده، اثر شدت نورuv و ph اولیه) بر روی سرعت واکنش تخریب فتوکاتالیستی ماده آلاینده اولیه و روند کاهش بار آلایندگی کلی محلول، با انجام 15 آزمایش جداگانه بررسی و ارزیابی شد. همچنین 6 آزمایش شاهد برای حصول اطمینان از اثر فتوکاتالیستی، فتوکاتالیست آماده شده و 2 آزمایش بررسی حذف فوتوکاتالیستی آمونیاک با افزایش زمان تابش اشعه نور uv در شرایط های بهینه بدست آمده، انجام شده است. آنالیزهای تعیین مشخصات فتوکاتالیست تثبیت شده، شامل آنالیز xrd؛ جهت مشخص کردن خصوصیات کریستالوگرافی و فازی کاتالیست، آنالیز sem؛ جهت مشخص کردن خصوصیات مورفولوژی و سطحی کاتالیست، انجام گرفته است.

امروزه فرآیند کاتالیستی اکسیداسیون جزیی متان مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست برای این فرآیند گزارش شده است که فعالیت بالایی را از خود نشان داده اند. کاتالیست های فلز فرومغناطیس پایه دار و همچنین کاتالیست های پایه دار فلزات نجیب . کبالت یکی از 5 فلز فرومغناطیس می باشد. با توجه به خصوصیات ذاتی فلز کبالت تحت شرایط میدان رفتار مغناطیسی در آنها رشد می یابد. هم جهت شدن دو قطبی های مغناطیسی در این نوع از مواد سبب تحت تاثیر قرار گرفتن حوزه های مغناطیسی در آنها شده و به همین دلیل خواص مغناطیسی ماده تقویت می شود. برای بررسی عملکرد کاتالیست از یک رآکتور لوله ای از جنس کوارتز با قطر داخلی تقریبی 3 میلی-متر استفاده شد و انجام واکنش ها در فشار اتمسفریک و دماهای بین 500 تا 800 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر میدان مغناطیسی خارجی بر عملکرد کاتالیست کبالت بر پایه ی آلومینا در فرآیند اکسیداسیون جزیی متان در شرایط انجام واکنش بوده است. نتایج نشان می دهد که میدان مغناطیسی بر این کاتالیست موثر بوده است. در مورد کاتالیست کبالت %5 با اعمال میدان گزینش پذیری مونوکسید کربن و درصد تبدیل متان در دمای 700 درجه سانتیگراد به ترتیب 9.7% و 6.1% افزایش یافت. همچنین در همان شرائط میدان مغناطیسی موجب افزایش 23.4% از گزینش پذیری مونوکسید کربن و 11.6% از درصد تبدیل متان گردید. با توجه با عدم تولید فاز غیر فعال و کک روی کاتالیست، می توان نتیجه گرفت که میدان مغناطیسی با تحت تاثیر قرار دادن پیوند های شیمیایی موجب بهبود عملکرد کاتالیست شده است

در این تحقیق، واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه کرمانشاه که شامل 3 راکتور بستر ثابت با فرایند احیاء دوره ای است بررسی شده و امکان ترکیب این فرایند، با فرایند احیاء نوبتی از جنبه عملیاتی و اقتصادی ارزیابی می شود. در این مطالعه شرایط از سرویس خارج کردن نوبتی راکتورها، و رسیدن به شرایط عملیاتی بیشترین مقدار سود هم زمان با در نظر گرفتن محدودیت های عملیاتی سیستم مورد بررسی قرار گرفت و بهینه سازی و ارزیابی اقتصادی آن نیز محاسبه گردید. به دلیل فقدان اطلاعات در مورد فرایند احیاء نوبتی و به منظور مقایسه با نتایج حاصل از شبیه سازی توسط نرم-افزار، ابتدا واحد تبدیل با استفاده از اطلاعات مربوط به یک نقطه کاری پالایشگاه کرمانشاه در حالت احیاء دوره ای و با استفاده از نرم افزار پتروسیم شبیه سازی شده و سپس دقت شبیه سازی با استفاده از دو سری از داده های فرایندی واحد، در دو روزکاری متفاوت امتحان گردید. قدرمطلق خطای متوسط نتایج بدست آمده از شبیه سازی این فرایند 785/3 % است که این نتایج بیان گر دقت مطلوب نرم افزار درانجام شبیه سازی است. با کالیبراسیون نرم افزار نسبت به شرایط واقعی واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه کرمانشاه و استفاده از پارامترهای واکنش منطبق بر واحد، خطای حاصل از شبیه سازی واحد تبدیل با نرم افزار پتروسیم به کم ترین میزان کاهش یافت. در ادامه شبیه سازی فرایند تبدیل در حالت احیاء نوبتی انجام گرفت و شرایط عملیاتی بهینه برای سه حالت مختلف، شبیه سازی و با انجام تحلیل اقتصادی طرح، سود خالص عملیاتی در دوره احیاء 8/285564 دلار تخمین زده شد. با توجه به از سرویس خارج شدن واحد تبدیل و توقف تولید محصول در دوره احیاء کاتالیست ها، نشان دهنده اقتصادی بودن طرح است.

در این تحقیق کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حذف آمونیاک از یک پساب ساختگی، با استفاده از فتوکاتالیست شناخته شده ذرات اکسید روی (zno) به صورت تثبیت شده بر روی یک پایه مناسب (لیکا) در یک فتوراکتور جدید با کارایی بالا مورد بررسی قرار گرفته است. از این رو تلاش شده است با به کارگیری روش تثبیت و فتوراکتور مناسب جهت استفاده ذرات اکسید روی (zno) به عنوان فتوکاتالیست؛ مشخصات کاتالیست ساخته شده و میزان کارایی و فعالیت فتوکاتالیستی آن در حذف آمونیاک مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. معرفی نوع جدیدی از پایه تحت عنوان لیکا که با توجه به خصوصیات منحصر به فرد آن نظیر شناور بودن و پایداری نسبتآ مناسب در شرایط عملیاتی بعنوان یک انتخاب مناسب از پایه در این نوع کاتالیست، موضوع اصلی این پایان نامه است. ارزیابی کارایی فتوراکتور طراحی شده و فتوکاتالیست آماده شده از طریق انجام آزمایش های تصفیه فتوکاتالیستی پساب سنتزی تعدادی از شرایط اولیه و عملیاتی (غلظت اولیه ماده آمونیاک، میزان بهینه کاتالیست، اثر شدت تابش uv و ph اولیه) بر روی سرعت واکنش تخریب فتوکاتالیستی ماده آلاینده اولیه و روند کاهش بار آلایندگی کلی محلول، با انجام 18 آزمایش جداگانه بررسی و ارزیابی شد. همچنین 6 آزمایش شاهد برای حصول اطمینان از اثر فتوکاتالیستی، انجام شده است. آنالیزهای تعیین مشخصات فتوکاتالیست تثبیت شده، شامل آنالیز xrd؛ جهت مشخص کردن خصوصیات کریستالوگرافی و فازی کاتالیست، آنالیز sem؛ جهت مشخص کردن خصوصیات مورفولوژی و سطحی کاتالیست، انجام گرفته است.

هدف در این پروژه بهبود راندمان جداسازی آنتی ژن سطحی هپاتیت ب از مخلوط پروتئینی به روش جذب سطحی می باشد که از نرم افزار طراحی آزمایشات ( تاگوچی ) استفاده می شود. در اینجا از چهار نوع جاذب معدنی مختلف با نام های تجاری a,b,c)) celite و aerosil استفاده می شود و به مقایسه راندمان جذب آنتی ژن بر روی این چهار جاذب پرداخته شده است. در فرایند جذب ، با تغییر و تنظیم شرایط محیطی، آنتی ژن سطحی هپاتیت ب بر جاذب جذب می شود و در فرایند دفع، پروتئین های جذب شده در مرحله قبل ، از جاذب دفع می گردند سپس از آزمایش elisaبرای اندازه گیری میزان آنتی ژن جداشده در نمونه ها و از روش بردفورد جهت اندازه گیری مقدار پروتئین های ناخواسته در فرآیند های جذب و دفع استفاده می شود. نتایج آزمایشات نشان داده اند، بالاترین راندمان جداسازی آنتی ژن هپاتیت ب در شرایط بهینه، به ترتیب مربوط به جاذب های aerosil> celite-c > celite-a> celite-b و برابر 95، 87، 78 و 45 درصد می باشد. در ادامه طبق نتایج بدست آمده، اثر ph، دور همزن، غلظت اولیه محلول، مدت زمان اختلاط مواد جذب شونده با جاذب، ایزوترم های تعادلی و مدل های سینتیکی برای جاذب های مصرفی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج بدست آمده از آزمایشات تعادلی نشان می دهد که بهترین ایزوترم برای جاذب های aerosil و celite-c ، ایزوترم لانگمویر است که نشان دهنده تک لایه بودن جذب می باشد. در حالی که جاذب celite-a با ایزوترم لانگمویر و تمکین با ضریب رگراسیون بالای 99/ . به خوبی مطابقت دارد و جاذب celite-b با ایزوترم فرندلیچ که بیانگر چند لایه بودن جذب است،هم خوانی خوبی دارد. نتایج بدست آمده از آزمایشات سینتیکی نشان می دهد که بهترین مدل برای جاذب aerosil ، مدل شبه درجه اول با ضریب رگراسیون 99/ . است که بیانگر جذب فیزیکی می باشد. در حالی که برای هر سه نوع جاذب celite ، مدل شبه درجه دو مطابقت خوبی دارد که بیانگر جذب شیمیایی می باشد. همچنین دور همزن بهینه برای اختلاط مواد جذب شونده با جاذب به منظور بالاترین راندمان جداسازی و ظرفیت، rpm600 بدست آمده است.

در این پایان نامه ابتدا مروری جامع بر مطالعات انجام شده در زمینه تولیدگاز هیدروژن از متان، احتراق گازهای شامل هیدروژن و احتراق با تکنولوژی hitac صورت گرفته است و ویژگیها و کاربردهای روش های مختلف تولید هیدروژن و همچنین احتراق hitac به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدلهای مختلف احتراق، انتقال حرارت تشعشعی و روش های مختلف تولید nox مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی تولید هیدروژن از متان، از یک راکتور آزمایشگاهی مجهز به تکنولوژی hitac استفاده شد که در آن فرآیند ریفرمینگ اتوترمال انجام می شود. در ابتدای این راکتور و در نزدیکی نازل سوخت واکنش های احتراقی صورت می گیرد که گازهای حاصل از احتراق به روی بستری از کاتالیست جریان می یابند. نتایج نشان می دهند که با استفاده از تکنیک hitac میزان نسبت هیدروژن به مونوکسید کربن در گازهای خروجی از راکتور افزایش می یابد. همچنین نتایج بیانگر آن است که با افزایش ضریب هدایت حرارتی بستر کاتالیستی ، میزان هیدروژن تولیدی و بازدهی فرآیند ریفرمینگ افزایش می یابند. برای بررسی واکنش های احتراقی گاز هیدروژن سه مطالعه موردی در این زمینه صورت گرفته است. درمطالعه موردی اول امکان احتراق هیدروژن درون محفظه های میکرو برای تبدیل انرژی گرمایی به الکتریکی توسط مدلسازی cfd مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج نشان داد که دمای شعله و پایداری آن به اندازه محفظه احتراق بستگی دارد و در محفظه احتراق کوچکتر دمای شعله کم تر است. همچنین نتایج نشان می دهند که ضریب هدایت حرارتی دیواره محفظه و دبی جریان خوراک ورودی نیز در برقراری شعله ای پایدار نقشی مهم دارند. و انشعاب دار کردن خوراک هیدروژن ورودی نیز به عنوان پارامتری تاثیرگذار موجب کاهش ماکزیمم دما درون محفظه می شود و توزیع دما را یکنواخت تر می کند. در مطالعه موردی دوم، احتراق از نوع hitac و انتشار nox در یک محفظه احتراق به صورت آزمایشگاهی و مدلسازی cfd مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج آزمایشگاهی شامل دما در مرکز محفظه و آنالیز گازهای خروجی حاوی co، co2 ، no و o2 می باشند. مدل های مختلف اغتشاش، احتراق و مکانیسم های شیمیایی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مکانیسم های جزئی همراه با مدل احتراقی edc اصلاح شده و مدل اغتشاش rsm گذرا نتایج آزمایشگاهی را با دقت خوبی پیش بینی می کنند. نتایج همچنین بیانگر آن است که با رقیق کردن سوخت ورودی، مقدار nox کاهش می یابد که علت آن کاهش پیک دمایی و کاهش nox تولیدی از مکانیسم thermal می باشد. در مطالعه موردی سوم احتراق از نوع hitac در یک مشعل jet in hot coflow (jhc) مورد مطالعه قرار گرفت. جریان گازهای اکسید کننده دارای دمای k 1100 و شامل o2، co2، h2o و n2 می باشند که در دوحالت غلظت 3% اکسیژن و 9% اکسیژن وارد می شوند. سوخت نیز از نازل با دمای k 305 خارج می شود. در این مطالعه چهار سوخت اتیلن، اتیلن-هوا، اتیلن-هیدروژن و اتیلن-نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفتند. و سه مدل اغتشاش، پنج مدل احتراق مغشوش و دو مکانیسم gri و polimi ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که دو مکانیسم ذکر شده، ساختار شعله را بسیار شبیه به هم پیش بینی می کنند. نتایج مدلسازی همچنین بیان می کنند که پیش بینی های مدل های pdf transport و edc اصلاح شده بهتر از مدل flamelets می باشد و مدل های pdf transport مقدار پیک دمایی و فاصله lift- off را با دقت خوبی پیش بینی می کنند. همچنین مدل های pdf transport و edc اصلاح شده مقدار فرمالدهاید در سوخت های مختلف را نزدیک به مقدار واقعی پیش بینی می کنند.

در این تحقیق عملکرد تجزیه فتوکاتالیستی پساب آلوده به یک نوع حشره کش خاص به نام استامی پراید (acetamiprid) با استفاده از نانوذرات tio2 تثبیت شده بر روی پایه معدنی لیکا مورد بررسی قرار گرفته است. لیکا یک پایه معدنی مناسب است که به دلیل دارا بودن سطح و تخلخل بالا، قابلیت شناوری بر روی سطح پساب را دارا می باشد. از فاکتورهای تحت مطالعه در این تحقیق، مقدار ph، غلظت آلاینده، و اثر پذیرنده های الکترون می باشد. به منظور تعیین غلظت آلاینده از تکنیک طیف سنجی uv-vis استفاده شد و تصاویر sem و xrd جهت مطالعه ی کریستالوگرافی و مورفولوژی کاتالیست مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه آنالیز xrd تغییرات مشخصی را در ساختمان p-25 در اثر فرایند تثبیت بکار گرفته شده نشان نمی دهد، و طبق آنالیز sem پوشش نسبتاً یکنواخت و خوبی از نانوذرات tio2 بر روی سطوح لیکا قرار گرفته است. نتایج آنالیز sem پوشش نسبتاً یکنواخت و مناسبی از نانوذرات tio2 بر روی سطوح لیکا را نشان می دهد. همچنین نتایج بدست آمده از عملکرد حذف فتوکاتالیستی پساب آلوده به استامی پراید بیانگر بیشترین بازده سیستم در شرایط عملیاتی 9=ph ، غلظت 0.1 mm از استامی پراید و حضور ترکیب nh4)2s2o8) به عنوان پذیرنده الکترون است. آنالیز محصولات گازی با استفاده از تکنیک ft-ir نشان دهنده تولید دی اکسید کربن و بخار آب است که بیانگر تجزیه کامل استامی پراید می باشد.

امروزه پیشرفت های حاصله در علوم و فناوری های مختلف و استفاده از آنها در صنعت، موجب پیدایش و افزایش مواد و مولکول های آلاینده و خطرناک جدیدی شده که می توانند در برابر تجزیه زیستی مقاومت نمایند. در این میان، ترکیبات آلی و نیتروژن دار، از جمله مواد مضر و خطرناک برای محیط زیست و موجودات زنده محسوب می شوند در این تحقیق تجزیه فتوکاتالیستی آمونیاک با استفاده از نانو ذرات tio2 داپ شده با نیتروژن به صورت تثبیت شده بر روی پایه لیکا که دارای دارای درصد تخلخل حدود 85% و قابلیت شناور بودن است، تحت تابش نور مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشها در یک راکتور batch ، در فاز مایع و تحت تابش نور مرئی انجام شد. از روش های اسپکتروفتومتری ، تیتراسیون و ic برای اندازه گیری غلظت آمونیاک و محصولات استفاده شد. ارزیابی کارایی راکتور و فتوکاتالیست آماده شده از طریق انجام آزمایشهای تجزیه آمونیاک در تعدادی شرایط اولیه (غلظت اولیه ماده آلاینده، اثر شدت نور مرئی و ph اولیه) با انجام 16 آزمایش جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین 8 آزمایش شاهد برای حصول اطمینان از اثر فتوکاتالیستی، فتوکاتالیست آماده شده انجام شده است. آنالیزهای تعیین مشخصات فتوکاتالیست تثبیت شده، شامل آنالیز xrd؛ جهت مشخص کردن خصوصیات کریستالوگرافی و فازی کاتالیست، آنالیز sem؛ جهت مشخص کردن خصوصیات مورفولوژی و سطحی کاتالیست، آنالیز uv-vis؛ جهت تعیین مقدار جذب نور مرئی نمونه ها انجام شد جمع بندی نتایج نشان می دهد که: نتایج sem نشان داد که ذرات n-tio_2 به خوبی و کاملا یکنواخت بر سطح دانه های لیکا چسبیده اند. از نتایج حاصل از xrd اثبات شد که بر اثر داپ کردن نیتروژن هیچ گونه تغییر قابل توجهی در ساختار فازی (نسبت آناتاز به روتایل) فتوکاتالیست tio_2 به وجود نیامد اما متوسط اندازه ذرات افزایش یافت. آنالیز uv-vis نمونه های تهیه شده با غلظت های متفاوت نیتروژن نشان داد که بین مقدار جذب در تمام طول موجها و غلظت نیتروژن رابطه مستقیمی برقرار است. فتوکاتالیست تهیه شده در غلظت ها و قدرت شدت نور بالا عملکرد مناسب تری از خود نشان می دهد. شرایط بهینه عملکرد فتوکاتالیست عبارتند از: دمای کلسیناسیون °c 400، 6/10 ph=(ph نرمال محلول) و غلظت محلول گوانیدن کربنات m 5/0 به عنوان منبع نیتروژن. مقدار 5/32 گرم فتوکاتالیست n-tio_2/leca با شرایط ساخت درml 900 محلول ppm 320 با 6/10 ph= و دمای کمتر از 25 درجه سانتیگراد مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفته است و نشان داده است که قابلیت حذف مواد آلاینده آمونیاکی توسط کاتالیست مورد نظر بعد از240 دقیقه از زمان شروع واکنش به حدود 70 % می رسد. با توجه به موارد ذکر شده، به نظر می رسد که فتوکاتالیست داپ شده با نیتروژن و تثبیت شده برروی دانه های لیکا و روش تثبیت آن و همچنین فتوراکتور طراحی و معرفی شده، می توانند به عنوان گزینه ای مناسب و کارآمد، در دیگر فرآیندهای فتوکاتالیستی، مورد استفاده قرار گرفته و حتی قابلیت بررسی بیشتر برای توسعه و استفاده در کاربردهای صنعتی را نیز دارا می باشد.

براساس تحقیقات انجام شده، افزایش انتشار گازهای گلخانه ای از قبیل دی اکسیدکربن، متان، بخار آب و اکسید نیتروژن مهمترین عامل در افزایش دمای کره زمین می باشد. بنابراین پیدا کردن راهکاری برای پالایش محیط زیست، هدفی است که بسیاری از دانشمندان در سراسر جهان برای رسیدن به آن تلاش می کنند. یکی از بهترین راهکارها در جهت تبدیل گازهای گلخانه -ای استفاده از فرایندهای فتوکاتالیستی است. در این بررسی، حساس سازی نوری نیمه هادی دی اکسید تیتانیم(tio2) توسط رنگدانه فتالوسیانین مس (cupc) انجام شد و با این روش مشکل عملکرد ضعیف tio2 درناحیه مریی اصلاح شد. برای اولین بار فتوکاتالیست اصلاح شده tio2 توسط cupc، در تبدیل فتوکاتالیستی گازهای گلخانه ای متان و دی اکسید کربن بکار رفت. ذرات فتوکاتالیست حساس شده بر روی توری هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار گرفتند، بکارگیری این توری ها باعث افزایش سطح فعال کاتالیست و استفاده مستقیم از نور مریی شد. آزمایشات در یک راکتور ناپیوسته در محیط گازی و تحت نور مریی صورت گرفت. خواص مختلف مربوط به tio2 اصلاح شده، از طریق آنالیزهای xrd،sem ، uv-vis و ftir بررسی شد. محصولات حاصل از کاهش فتوکاتالیستی گازهای co2 و ch4 با استفاده از gc مجهز به tcd و همچنین ftir شناسایی شدند. طبق نتایج حاصل از آزمایشات، تبدیل فتوکاتالیستی گازهای co2 و ch4 توسط tio2 تحت نور مریی بسیار کم و تقریبا صفر بود، در حالی که تبدیل فتوکاتالیستی گازهای co2 و ch4 توسط tio2 اصلاح شده به ترتیب 14% و 18% بود. براساس نتایجftir محصولات حاصل از کاهش فتوکاتالیستی شامل مشتقات استات و فرمات بودند و براساس این محصولات مکانیزم فتوکاتالیستی پیشنهاد شد.

چکیده دراین مطالعه برای اولین بار فتوکاتالیست zno اصلاح شده با فتالوسیانین مس ، برای تبدیل فتوکاتالیستی co2 و ch4 در یک راکتور ناپیوسته تحت تابش نور مرئی بررسی شد . همچنین در ادامه کار، zno حساس شده ی رنگی با فتالوسیانین های مس، نیکل و کبالت در تبدیل فتوکاتالیستی دی اکسیدکربن و متان تحت تابش نور مرئی ارزیابی گردید . برای اثبات اثر فتالوسیانین های فلزی بر روی اصلاح عملکرد zno ،عملکرد فتوکاتالیست های zno/cupc ,zno/nipc و zno/copc با zno تحت نور مرئی مقایسه شد. خواص ساختاری و نوری فتوکاتالیست های تهیه شده با استفاده از xrd ، sem ، ft-ir ، جذب uv-vis و محصولات کاهش نوری با استفاده از gc-tcd و fi-ir در فاز گاز شناسایی شد. نتایج آنالیز xrd نشان داد که رنگدانه فتالوسیانین مس تاثیر قابل توجهی بر اندازه و فاز بلورین zno ندارد. شناسایی فتوکاتالیست های آماده شده شامل zno/cupc zno/nipc و zno/copc یک پوشش یکنواخت سطح را برای zno/cupc نشان می دهد. نتایج آنالیز uv-vis نشان می دهد که لبه جذبی zno به سمت طول موج مرئی گسترش پیدا کرده است . نتایج فعالیت فتوکاتالیستی ماکزیمم تبدیل %15 و %13 را به ترتیب برای co2 و ch4 تحت تابش نور مرئی بررویzno/cupc نشان داد در حالی که zno اصلاح نشده در ناحیه مرئی تبدیلی نداشت .بر اساس نتایج حاصل از ft-ir فاز گاز و شناسایی محصولات ، محصولات مشتقات فرمات و استات تشخیص داده شدند و یک مکانیسم برای فعالیت نوریzno/cupc بر اساس کارهای انجام شده در زمینه ی تبدیل فتوکاتالیستی تیتانیای اصلاح شده ارائه شد.در میان رنگ های فتالوسیانین فلزی (مس،نیکل وکبالت) فتالوسیانین مس بهترین عملکرد را به عنوان حساس کننده می دهد.این نتیجه احتمالا به علت جذب موثر cupcروی سطح بلورهای znoو پوشش یکنواخت بدون تغییر اندازه بلورهای zno است.

در این تحقیق کارایی فرایند ترکیبی فتوکاتالیستی و راکتور بستر متحرک بیوفیلمی در تصفیه پساب نساجی در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شده است و راندمان تصفیه بر اساس اندازه گیری پارامتر های رنگ ومواد آلی محلول مانند اکسیژن مورد نیاز شیمیایی محاسبه شد. آزمایش های فتوکاتالیستی در ظرفی با حجم 500 سی سی انجام و از دو فتوکاتالیست tio2 وzno به صورت پودر استفاده شد. تحت شرایط بهینه، بیشترین مقدار حذف رنگ برای فرایندtio2/uv و zno/uv به ترتیب برابر 30 و 10 درصد و مقدار حذف cod به ترتیب برابر 48 و 37 درصد بدست آمد. تصفیه بیولوژیکی در یک راکتور یک لیتری انجام شد و لجن فعال از لجن برگشتی پالایشگاه جمع آوری شد. راکتور در زمان ماند های 8، 12، 16 و 20 ساعت به طور پیوسته راه اندازی شد و مقادیر حذف cod به ترتیب 38، 40، 48 و 53% بدست آمد. برای بستر رشد میکروارگانیزم ها از سنگدانه های سبک لیکا استفاده گردید و 20، 40 و50 درصد از حجم راکتور توسط لیکا پر شده است. در حالت پر شدگی 50% بیشترین درصد حذف بدست آمد مقادیر حذف cod و رنگ برای این حالت به ترتیب برابر 64 و 72 % بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان دادند که فرایند های فتوکاتالیستی و بیولوژیکی به تنهایی نمی توانند سطح آلودگی پساب را تا حد قابل قبولی برای آب های پذیرنده پایین بیاورند. بعد از ترکیب فرایند های فتوکاتالیستی و بیولوژیکی بیشترین درصد حذف cod ورنگ به ترتیب 79 و87 % بدست آمد. همچنین سنتیک سیستم توسط سه مدل حذف آلاینده مرتبه اول و مرتبه دوم (گراو) و مدل اصلاح شده استور-کینکانن مورد بررسی قرار گرفت. ونتایج نشان از تبعیت راکتور از مدل مرتبه دوم گراو و مدل اصلاح شده کینکانن داشت، برای سیستم ترکیبی فتوکاتالیستی- بیولوژیکی، بیشتترین ثابت سرعت حذف cod و میزان ثابت اشباع برای مدل کینکانن به ترتیب عبارت است از gl-1day-1 1/6umax= و gl-1day-1 67/5kb= بدست آمد و همچنین پارامتر های مدل گراو: a ، b وks محاسبه شده و مقادیر آن ها به ترتیب برابر 26/0، 93/0 و 76/1 بدست آمد.

در این تحقیق کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در تجزیه و حذف هگزان ، با استفاده از نانوذرات tio2 به صورت داپ شده با نیتروژن (n doped-tio2) تحت تابش نور مرئی مطالعه شده و مقایسه عملکرد آن در یک فتوراکتور bach با کارایی بالا در دمای پایین و فشار کل barg 3با عملکرد فتوکاتالیست tio2 تحت تابش نور مرئی و نیز uv وهمچنین فتوکاتالیست tio2 داپ شده با نیتروژن تحت تابش نور uv بررسی شده¬ است. در این تحقیق فتوکاتالیست روی یک توری از جنس استیل ضد زنگ به عنوا پایه ،پوشش داده شده¬است.h2o وco2 به عنوان محصولات اصلی مشاهده شده ¬اند. آنالیز¬های gc-tcd/fid و ftir برای اندازه¬گیری غلظت و شناسایی گونه¬های موجود در محیط واکنش به کار رفت. همچنین آنالیز¬هایxrd ، sem ، xrf و uv-vis برای تعیین مشخصات و بررسی تعیین حضور اتم¬های n بر روی ساختار شیمیایی و جذب نور نمونه¬ها انجام شد. نتایج حاصل، بیانگر تاثیر مثبت داپ کردن نیتروژن بر هر دو خاصیت جذب نور و فعالیت تحت تابش بود. همچنین اثر غلظت اولیه ماده آلاینده بر روی میزان تبدیل فتوکاتالیستی ماده اولیه در سه مرحله ارزیابی شد. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که نیتروژن داپ کردن فتوکاتالیست در مجاورت نور مرئی درصد¬¬¬¬تبدیل هگزان را بطور قابل توجهی افزایش می¬دهد که بیشترین درصد-تبدیل هگزان تحت این شرایط و برابر 98% به¬دست آمد.

امروزه فرایند کاتالیستی اکسیداسیون جزئی متان با توجه به قابلیت¬های آن در مقایسه با سایر روش¬ها برای تولید گاز سنتز مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست برای این فرایند گزارش شده است که در این میان کاتالیست¬های نیکلی به دلیل قیمت ارزان و دسترسی¬ آسان? بیشتر مورد توجه بوده¬اند. در این پروژه امکان بهبود عملکرد کاتالیست¬های تهیه شده به روش پاشش قوس سیمی¬(wire arc spray) که یکی از زیرمجموعه های روش پاشش حرارتی می¬باشد? برای تولید گاز سنتز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور شش نمونه کاتالیست به روش پاششی در شرایط مختلف و با بکار گیری گازهای اتمایزر مختلف (هوا و هوا با اکسیژن 51%) و نیز محیط¬های خنک¬کننده متفاوت (آب، اسید و باز)، تهیه و عملکرد آن ها در یک سیستم آزمایشگاهی راکتور بستر ثابت (میکرو راکتور) ارزیابی گردید. همچنین ساختار کاتالیست¬های پاششی با استفاده از تست¬های تعیین مشخصات xrd و sem مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده بیانگر تأثیر قابل توجه نوع گاز اتمایزر و محیط¬های خنک-کننده بر روی کارایی کاتالیست¬های پاششی بود. نتایج تست xrd و sem نشان داد که پاشش ذرات در محلول اسیدی در مقایسه با آب و محیطی با خاصیت بازی به عنوان محیط خنک¬کننده و نیز استفاده از هوا در مقایسه با هوایی با 51% اکسیژن به عنوان گاز اتمایزر، باعث افزایش اندازه کریستال¬ها ¬و بهبود عملکرد و همزمان افزایش میزان تخلخل کاتالیست?گردیده است که در نتیجه¬ی آن میزان تبدیل متان، گزینش پذیری co و نسبت h2/co در کاتالیست¬های پاششی بهبود یافته است. مشاهده می¬شود با تغییر پارامتر¬هایی که بر روی میزان اکسیداسیون و تخلخل ذرات پاششی موثرند، عملکرد کاتالیست¬های پاششی هر چه بیشتر ارتقاء می¬یابد.

مهم ترین روش های تولید گاز سنتز شامل تبدیل کاتالیستی متان همراه بخار آب، اکسیداسیون جزیی متان، تبدیل متان همراه بخار آب و اکسیژن و تبدیل متان توسط دی اکسید کربن می باشد. . امروزه فرایند کاتالیستی اکسیداسیون جزئی متان با توجه به قابلیت های آن در مقایسه با سایر روش ها مورد توجه زیادی قرار گرفته است. دو گروه اصلی کاتالیست (کاتالیست های پایه دار فلزات نجیب و کاتالیست های نیکلی) برای این فرایند گزارش شده است که در این میان کاتالیست های نیکلی به دلیل قیمت ارزان و دسترسی آسان بیشتر مورد توجه بوده اند. در این پروژه امکان بهبود عملکرد کاتالیست های تهیه شده به ¬روش پاشش قوس سیمی¬ که یکی از زیر مجموعه های روش پاشش حرارتی می باشد برای تولید گاز سنتز مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی عملکرد کاتالیست از یک رآکتور لوله ای از جنس کوارتز با قطر داخلی تقریبی 3 میلی متر استفاده شد و انجام واکنش ها در فشار اتمسفریک و دماهای بین 750 تا 850 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر افزایش غلظت نیکل در ساختار کاتالیست از 8/ درصد به 7 درصد وهم چنین تاثیر تغییر شرایط تهیه کاتالیست (استفاده از دو نوع گازاتمایزر (هوا و هوا با اکسیژن 51%) و نیز سه نوع محیط¬ خنک کننده (آب، اسید و باز))می باشد. همچنین ساختار کاتالیست های پاششی با استفاده از تست های تعیین مشخصات xrd و sem مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان می دهد افزایش غلظت نیکل در ساختار کاتالیست در شرایط محیط اتمایزینگ و خنک کننده یکسان باعث افزایش گزینش پذیری کربن مونواکسید از 61/45 به 21/48 شد اما تأثیر مثبتی بر درصد تبدیل متان نداشت. همچنین با بررسی عملکرد کاتالیست های پاششی که در دو نوع محیط اتمایزینگ با هوا و هوا با اکسیژن 51% مشخص گردید استفاده از هوا به عنوان گاز اتمایزر عملکرد بهتری از هوا با اکسیژن 51% درصد خواهد داشت. با بررسی اثر محیط های خنک کننده اسیدی، بازی و آبی مشخص شد بهترین عملکرد را از نظر درصد تبدیل متان و انتخاب پذیری کربن مونواکسید کاتالیست های خنک شده در محیط بازی دارند.

در این مطالعه از نانو ذرات اکسید روی در تبدیل فتوکاتالیستی متان و کربن دی اکسید، به عنوان مهم ترین گازهای گلخانه ای استفاده شد. برای تهیه نانو ذرات اکسید روی از روش سونو شیمیایی استفاده شد و با نشاندن ذرات کاتالیست zno بر روی توری، آزمایش کاهش کربن دی اکسید و متان تحت تابش نور فرابنفش، در یک راکتور ناپیوسته در محیط گازی انجام شد. خواص مختلف نانو اکسید روی ساخته شده از طریق آنالیز های xrd، sem،ftir و uv-vis بررسی شد. نتایج آنالیز xrd و ftir تاییدی بر ساخته شدن zno خالص بود. با استفاده از آنالیز sem اندازه ی تقریبی ذره ها در محدوده ی 80 تا 90 نانومتر تخمین زده شد. طیف uv-vis نیز گسترش ناحیه جذب نانو ذرات را به سمت محدوده ی مرئی نشان داد که باعث عملکرد بهتر فتوکاتالیست در ناحیه های نزدیک به نور مرئی می شود. شناسایی محصولات حاصل از فرآیند کاهش فتوکاتالیستی گازهای co2 و ,ch4 با استفاده از gc مجهز به آشکار ساز tcd و آنالیز ftir انجام گرفت. آنالیز محصولات حاصل از واکنش توسط ftir تولید مشتقات استات و فرمات را نشان داد. براساس نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده، درصد تبدیل فتوکاتالیستی گازهایco2 و ch4 توسط نانو zno به ترتیب 14،3 و %14,7 بودند. این در حالی است که این مقادیر برای نمونه zno تجاری 8،5 و 8,7% بدست آمدند.

در جهان امروز رنگ ها در صنایعی مانند نساجی، رنگسازی، داروسازی و کاغذسازی به کار می روند. بنابراین حجم زیادی از رنگ وارد محیط زیست می شود و منابع طبیعی مانند رودخانه ها را آلوده می کند. بنابراین لازم است تصفیه پساب های رنگی در دستور کار قرار گیرد. چند روش مانند روش های تبادل یونی، غشا، انعقاد و فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته به جهت تصفیه به کار گرفته شده اند. روش فتوکاتالیزوری یکی از روش های مهم اکسیداسیون پیشرفته می باشد. در فرایند فتوکاتالیزوری مولکولهای رنگ که معمولا مواد آلی هستند به مواد دیگر همچون مواد معدنی تبدیل می شوند یا ممکن است مقداری از رنگ بر روی کاتالیزور جذب شود. این روش برتری هایی همچون زمان فرایندی کوتاه، نیاز به فضای کم، توانایی تصفیه مواد سمی و بازده بالا را دارد و همچنین باقی مانده ندارد. فرایند فتوکاتالیزوری به عامل های گوناگونی که برخی از آنها در این پژوهش بررسی شده وابسته می باشد. یکی از مهمترین عامل ها خود کاتالیزورمی باشد. با برخی روش ها مانند داپ کردن یک عنصر درون ساختار کاتالیزور می-توان فعالیت فتوکاتالیزوری را تغییر داد. در این پژوهش دانه های اکسید روی با نیتروژن برای به کار بردن به عنوان یک فتوکاتالیزور داپ شد و برای تصفیه پساب سنتزی رنگی اسید قهوه ای 554 و بازی زرد قهوه ای (جی) در یک راکتور با کارایی بالا به کار گرفته شد. کارایی فرایند همراه با تغییر متغیرها بررسی شد. به ترتیب پارامترهای جرم کاتالیزور، پی اج، غلظت اولیه رنگ و توان لامپ مورد بررسی قرار گرفت. درصد حذف فرایندها و همچنین شرایط بهینه بدست آمد و نتایج برای دو رنگ اسیدی و بازی با یکدیگر مقایسه شد. طیف های جذب-فرابنفش، تبدیل فوریه زیرقرمز و پراش اشعه ایکس، برای شناسایی و بررسی ساختار و تغییرات ایجاد شده به کار گرفته شدند. جرم بهینه کاتالیزور برای رنگ اسیدی و بازی بطور مشابه 4 گرم، پی اچ بهینه برای رنگ اسیدی 5 و برای رنگ بازی 3، بیشترین درصد حذف برای رنگ اسیدی در غلظت اولیه رنگ 20 میلی گرم بر لیتر و برای رنگ بازی در غلظت اولیه 30 میلی گرم بر لیتر و بیشترین درصد حذف در توان لامپ250 وات برای رنگ اسیدی و 125 وات برای رنگ بازی بدست آمد.

در این تحقیق کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حذف آمونیاک از یک پساب ساختگی، با استفاده از فتوکاتالیست ترکیبی دی اکسید تیتانیوم (tio2) و اکسید روی (zno) به صورت تثبیت شده بر روی پایه لیکا در یک فتوراکتور ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. دانه های لیکا که به عنوان پایه فتوکاتالیست در این تحقیق استفاده شده اند، دارای خصوصیات منحصر به فردی نظیر شناور بودن، تخلخل بالا و پایداری مناسب در شرایط عملیاتی هستندارزیابی کارایی فتوراکتور طراحی شده و فتوکاتالیست آماده شده با بررسی مولفه هایی چون ph اولیه محلول، غلظت اولیه آلاینده آمونیاک، مقدار فتوکاتالیست و روند کاهش بار آلایندگی کلی محلول با انجام 22 آزمایش جداگانه انجام گرفت. همچنین 2 آزمایش شاهد برای حصول اطمینان از اثر فتوکاتالیستی، انجام شده است. مقادیر بهینه برای ph محلول، غلظت اولیه آلاینده آمونیاکی و مقدار فتوکاتالیست به ترتیب 11، mg/l400 و g/l25بدست آمد. این شرایط بازدهی 5/92 درصدی را برای حذف فتوکاتالیستی آمونیاک فراهم آورد.آنالیزهای تعیین مشخصات فتوکاتالیست تثبیت شده، شامل ، آنالیز fe-sem؛ جهت مشخص کردن خصوصیات مورفولوژی و سطحی کاتالیست، آنالیز ftir؛ جهت مشخص کردن خصوصیات پیوندهای تشکیل شده آنالیز uv-vis جهت بررسی طیف جذبی نور، و آنالیز photoluminescence (pl) جهت مقایسه میزان باز ترکیب جفت حفره-الکترون انجام گرفته است.

دی اکسید کربن یکی از آلاینده¬های اصلی گاز طبیعی است و به دلیل طبیعت خورنده¬اش منجر به ایجاد مشکلاتی در ذخیره و انتقال گاز طبیعی می¬گردد. به همین دلیل، حذف دی اکسید کربن از متان به منظور بهبود کیفیت گاز طبیعی به یک فرآیند صنعتی مهم تبدیل شده است. از میان روش¬هایی که برای جداسازی مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان به کار برده شده¬اند جذب سطحی یک روش اقتصادی و آسان می¬باشد. در این فرآیند، انتخاب یک جاذب مناسب به منظور حذف موثر دی اکسید کربن از متان دارای اهمیت ویژه¬ای است در این میان جاذب¬های زئولیتی به دلیل مزایایی از قبیل به دلیل کم هزینه بودن، مساحت سطح بالاتوجهات زیادی را به خود جلب نموده¬اند. در این مطالعه، زئولیت naa، به عنوان یک جاذب مناسب برای جداسازی گاز طبیعی به روش هیدروترمال سنتز گردید و تأثیر پارامترهایی از قبیل دما و زمان تبلور روی بلورینگی و مورفولوژی زئولیت naa، سنتزی بررسی شد. محصولات سنتز شده به وسیله¬ی آنالیزهایxrd ،ftir ،sem وbet شناسایی شدند. نتایج نشان دادند که بلورینگی و اندازه ذرات نمونه¬های سنتز شده با افزایش زمان تبلور از h8 به h20 افزایش می¬یابد. همچنین بلورینگی نمونه¬ها با افزایش دمای تبلور از k363 به k 393 کاهش یافت. در نهایت، دماو زمان بهینه برای سنتز naa به ترتیب k363 و h20 بودند. در گام بعدی، عملکرد بهترین نمونه برای حذف دی اکسید کربن از مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان در فرآیند جذب سطحی بررسی گردید و با زئولیت naa تجاری مقایسه شد. آزمایش¬های جذب سطحی در سه دمای k277، k290 و k310 و در فشارهای بالا تا bar10 انجام شدند. ظرفیت جذب سطحی دی اکسید کربن روی زئولیت¬های naa تجاری و سنتزی در دمای k277 و فشار bar10 به ترتیب برابر با mmol/gr 03/6 وmmol/gr 42/6 بودند. سپس داده¬های آزمایشگاهی با استفاده از مدل¬های لانگمیر و سیپس توصیف شدند. در نهایت، مدل سیپس برازش بهتری از داده-های تجربی را ارائه نمود. حرارت جذب سطحی دی اکسید کربن و متان روی زئولیت¬ها از معادله¬ی وانت هوف تعیین گردید. در بخش بعدی، عملکرد جذب سطحی زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت طبیعی، به عنوان جاذب، برای حذف دی اکسید کربن از مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش¬ها مشابه با روند ذکر شده برای زئولیت naa در شرایط مطالعه قبلی انجام شدند (دمایk277،k 290 و k310 و در فشارهای بالا تا bar10). ظرفیت جذب سطحی زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت طبیعی در دمای k277 و فشار bar10 به ترتیب برابرmmol/gr 39/7 و mmol/gr 80/2 بودند. به طور مشابهی، داده¬ها با مدل سیپس بهتر برازش شدند. بیشترین انتخاب¬گری ایده¬ال دی اکسید کربن روی متان برای زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت، دوباره، در فشار اتمسفریک به دست آمده بودند.

این پایانامه به بررسی جذب یون های آمونیوم از محلول آبی با استفاده از ذرات لیکای اصلاح شده با اسید های معدنی پرداخته است. لیکای اصاح شده با اسید قدرت جذب بالاتری نسبت به لیکای طبیعی دارد که نتایج آزمایشات جذب و آنالیز های انجام شده بر روی لیکای طبیعی و اصلاح شده این واقعیت را تایید می کند و همچنین اسید سولفوریک قدرت اصلاح کنندگی بالاتری نسبت به اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک دارد.

تلاش شده است با به کارگیری روش تثبیت و فتوراکتور مناسب جهت استفاده از ذرات نیتروژن داپ شده بر روی اکسید روی (n-zno) به عنوان فتوکاتالیست؛ مشخصات کاتالیست ساخته شده و میزان کارایی و فعالیت فتوکاتالیستی آن در حذف رنگ ry84 مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.مقدار n-zno پوشش داده شده، غلظت محلول، ph و توان لامپ uv از طریق 22 آزمایش مورد بررسی قرار گرفت.

فرآیندهایاکسیداسیونپیشرفتهبهدلیلکاراییبسیاربالاوهمچنینعدمایجادآلودگی هایثانویهبسیارموردتوجهقرارگرفتهوبرایحذفانواعمختلفیازآلاینده هاازقبیلموادآلی، رنگزاهای نساجی، فلزاتسنگینوغیره،مورداستفادهقرارمی گیرند.در این تحقیق کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حذف رنگ (ry84) reactive yellow84 از یک پساب ساختگی، با استفاده از فتوکاتالیست شناخته شده ذرات اکسید روی (zno)به صورت تثبیتشده بر روییک پایه معدنی (لیکا) در یک فتوراکتور جدید با کارایی بالا مورد بررسی قرار گرفته است.از این رو تلاش شده است با به کارگیری روش تثبیت و فتوراکتور مناسب جهت استفاده از ذرات اکسید روی (zno) به عنوان فتوکاتالیست؛ مشخصات کاتالیست ساخته شده و میزان کارایی و فعالیت فتوکاتالیستی آن در حذف رنگ ry84مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.برای تعیین شرایط بهینه ی تبدیل فتوکاتالیستی حذف رنگ ry84 تکنیک آزمایش فاکتوریل، روش پاسخ سطح (rsm) به کار گرفته شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.