دراین مطالعه، روش های اکسیداسیون پیشرفته به منظور تصفیه پساب صنعتی منسوجات پایه تایر مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور، دو فرآیند اکسیداسیونی پیشرفته شامل فرآیند uv/o3/h2o2 و فرآیند اکسیداسیونی فتوکاتالیستی tio2بکاربرده شد. در قسمت نخست (فرآیندuv/o3/h2o2)، به منظور بررسی اثرات متغییرهای مهم بر روی نحوه عملکرد فرآیند، چهار متغییر مستقل شامل دو متغییر عددی غلظت اولیه آب اکسیژنه ( initial h2o2 concentration) و ph اولیه (initial ph ) و نیز دو متغییر دسته ای ازن زنی و تابش دهی نور uv انتخاب شد. فرآیند توسط متدولوژی سطح پاسخ (rsm)مورد مدلسازی و بررسی قرار گرفت. محدوده استفاده شده برای فرآیند بر مبنای مرزهای غلظت اولیه آب اکسیژنه 0 تا 20 میلی مولارو ph اولیه 3 تا 11انتخاب شد. برای دو متغییر دسته ای (ازن زنی و تابش دهی نور uv)، آزمایشات در دو سطح ( بکاربردن و عدم کاربرد هر فاکتور) انجام گرفت. متدولوژی سطح پاسخ (rsm) در مطالعه جاری بر مبنای طراحی فکتوریال کلی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی فرآیند، دو پارامتر وابسته ( حذف cod و نسبت bod5/cod) بعنوان پاسخ های فرآیندی انتخاب شدند. غلظت اولیه آب اکسیژنه اثر معکوسی را برروی پاسخ های فرآیندی نشان داد به نحوی که دارای یک اثر افزایشی در غلظت های پایین 0 تا 10 میلی مولار و یک اثر کاهشی در غلظت های بالای 10 تا 20 میلی مولار بود. در حالیکه phاولیه اثر کاهشی بر روی پاسخ های فرآیندی دارد که البته در شرایط بکاربردن حداکثر و حداقل سطوح غلظتی آب اکسیژنه، هیچ گونه اثری را نشان نمی دهد. حداکثر و حداقل پاسخ های فرآیندی بترتیب در غلظت های آب اکسیژنه 10 و 20 میلی مولار و phهای اولیه 3 و 11 بدست می آید. بعنوان نتیجه بدست آمده، سیستم uv/o3/h2o2بهترین عملکرد را با 32 درصد حذف codو0.41 نسبت bod5/codاز خود نشان داد. فرآیند o3/h2o2( با 25 درصد حذف codو 0.37 نسبت bod5/cod) عملکرد کمی بهتر در مقایسه با سیستم uv/h2o2( با 22 درصد حذف codو 0.32 نسبت bod5/cod) از خود نشان داد. فرآیند اکسیداسیون فتوکاتالیستی tio2نیز توسط سه متغییر مستقل عددی شامل غلظت اولیه cod، phاولیه و زمان واکنش با بکاربردن متدولوژی سطح پاسخ (rsm) مورد مدلسازی و بررسی قرار گرفت. محدوده استفاده شده برای فرآیند بر مبنای مرزهای غلظت اولیه cod200 تا 500 میلی گرم بر لیتر،phاولیه 3 تا 11وزمان واکنش20 تا 240 دقیقهانتخاب شد. متدولوژی سطح پاسخ (rsm) دراین مرحله بر مبنای طراحی (ccfd) مورد استفاده قرار گرفت. بعنوان نتجه بدست آمده، غلظت اولیه codدارای اثر معکوسی بر روی راندمان حذف codمی باشد بطوریکه دارای یک اثر افزایشی در غلظت های پایین 200 تا 350 میلی گرم بر لیتر و یک اثر کاهشی در غلظت های بالا 350 تا 500 میلی گرم بر لیتر است. زمان واکنش نیز دارای اثر افزایشی ناچیزی بر روی پاسخ فرآیندی است. حداکثر راندمان حذف cod38 درصد در شرایط غلظت اولیه cod350 میلی گرم بر لیتر و در زمان واکنش 240 دقیقه بود. غلظت اولیه cod، همانند روند مشاهده شده برای حذف cod، اثر معکوسی بر روی سرعت ویژه حذف cod(srr)دارد و phاولیه اثر قابل ملاحظه ای را بر روی پاسخ فرآیندی از خود نشان نمی دهد. حداکثر سرعت ویژه حذف cod(srr)870 میلی گرم cod حذف شده بر گرم کاتالیست مصرفی در ساعت و در زمان واکنش 20 دقیقه ودر غلظت اولیه cod 350 میلی گرم بر لیتر بدست آمد. کاهش قابل توجه در مقادیر سرعت ویژه حذف cod(srr) با افزایش زمان واکنش از 20 به 130 دقیقه، احتمالا ناشی از محدودیت های ایجاد شده از مسمومیت سطح فتوکاتالیست است. حداکثر نسبت bod5/cod در حدود 0.50 بترتیب در شرایط غلظت اولیه cod وph اولیه 350 میلی گرم بر لیتر و 11 بدست آمد. روند تغییرات برای این پاسخ نیز همانند روند بدست آمده برای راندمان حذف cod است. غلظت اولیه cod تأثیری بر روی phپایانی ندارد در حالیکهph اولیه اثر معکوس ملایمی را بر روی این پاسخ از خود نشان می دهد به نحوی که دارای یک اثر افزایشی در محدوده 3 تا 7 و یک اثر کاهشی در محدوده 7 تا 11 می باشد. حداکثر و حداقل phپایانی 9.7 و 5.4 است که بترتیب در شرایط ph اولیه 11 و 3 بدست می آید. فرآیند فتوکاتالیستی ارتقاء یافته توسطo3 و o3/h2o2 بترتیب راندمان های حذفی cod را 41.1 و 49.7 درصد بعد از 240 دقیقه نشان دادند. نسبت bod5/cod نیز بترتیب 0.3 و 0.4 تحت شرایط o3 و o3/h2o2بدست آمد. فرآیند فتوکاتالیستی با احیاء دوره ای منظم توانسته بود بترتیب به 49 و41 درصد راندمان حذف cod در شرایطی که کاتالیست توسط ازن زنی دوره ای و هوادهی احیاء می شود دست یابد. نسبت bod5/cod نیز بترتیب به مقادیر 0.4 و 0.7 توسط احیاء با هوادهی دوره ای و ازن زنی ارتقاء یافته بود.

بیودیزل به عنوان سوخت جایگزین دیزل فسیلی دارای مزیت های زیادی از جمله کاهش نشر آلاینده های مضر هوا، کاهش میزان گازهای گلخانه ای، تجدیدشوندگی، زیست تخریب پذیری و داشتن ماهیت غیر سمی است. در تحقیق حاضر تولید سوخت تجدیدپذیر بیودیزل با استفاده از روغن پسماند خوراکی بررسی شده است. روغن های پسماند منبع اقتصادی برای تولید سوخت بیودیزل هستند. در این پژوهش اثر پارامترهای عملیاتی مهم شامل نسبت مولی متانول به روغن، غلظت کاتالیست هیدروکسید پتاسیم و دما با استفاده از روش سطح پاسخ (rsm) بر راندمان تولید بیودیزل از طریق ترانس استریفیکاسیون کاتالیستی قلیایی بررسی شد. از آنالیزهای tga، gc و gc-ms جهت بررسی مشخصات بیودیزل تولیدی و تعیین کمی و کیفی آن استفاده گردید. روش آنالیز ترموگراویمتری روش سریع، ارزان و مناسبی برای آگاهی از میزان پیشرفت واکنش و تعیین کیفیت محصول ترانس استریفیکاسیون است. نتایج نشان داد که غلظت کاتالیست هیدروکسید پتاسیم مهمترین پارامتر اثرگذار بر بهینه سازی فرایند ترانس استریفیکاسیون روغن پسماند خوراکی است. شرایط بهینه برای افزایش راندمان تولید بیودیزل به صورت نسبت مولی متانول به روغن پسماند 1: 5/7، غلظت کاتالیست 1 درصد وزنی و دمای واکنش oc 65 بدست آمد. ماکزیمم راندمان تولید بیودیزل در این نقطه 9/98 درصد بدست آمد. نتایج بدست آمده با تهیه نمونه در شرایط پیش بینی شده از مدل تأیید شد. نتایج تحقیق آشکار ساخت که گرانروی محصول تولیدی نیز ابزار کیفی مناسبی برای تخمین اولیه پیشرفت واکنش ترانس استریفیکاسیون است. بیودیزل تولیدی به لحاظ مشخصه های سوختی نظیر گرانروی، چگالی، نقطه اشتعال، خواص جریان سرد تعیین کیفیت شد. مشخصات سوختی بدست آمده با استانداردهای astm و en مطابقت داشت.

دی‎اکسید تیتانیوم (تیتانیا)، یکی از مهم ترین موادی است که به علّت داشتن خواص نوری فتوکاتالیستی و فتوولتایی، طی سال های اخیر کاربردهای فراوانی یافته است. ساخت سلول های خورشیدی، تولید هیدروژن از آب، ساخت سطوح خودتمیز شونده و ضدّ مه، تصفیه آب و هوا و... از مهم ترین دست آوردهایی است که به کمک خواص نوری تیتانیا به دست آمده است. یکی از نقاط ضعف استفاده از این ماده ، فعالیت تحت تابش پرتو فرابنفش است که کاربرد آن در صنایع گوناگون را با محدودیت‎هایی روبرو می‎سازد. طی سال‎های گذشته، محققین دریافتند که به کمک روش‎هایی، می توان خواص نوری این ماده را بهبود بخشید و ناحیه جذب آن را به سمت نور مرئی انتقال داد. به این ترتیب، محدوده کاربرد تیتانیا بسیار گسترده می شود و بازدهی آن افزایش می‎یابد. در این پژوهش، ابتدا روش‎های بهبود خواص نوری تیتانیا مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نتایج حاصل از تحقیقات محققین بر روی دوپ کردن تیتانیا با عناصر مختلف، طی یک دهه گذشته مورد بررسی قرار گرفته است و پس از آن، تعدادی نمونه تیتانیای دوپ شده با آهن و نیتروژن، به روش هیدروترمال سنتز شده است. برای تعیین مشخصات این نمونه‎های سنتزی از آزمون پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف‎سنجی بازتابی پخشی (drs)، کشش سطحی و زاویه تماس و تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و اندازه‎گیری نرخ تجزیه متیل اورانژ تحت تابش پرتوهای فرابنفش و نور مرئی استفاده شده است. نتایج حاصل از xrd نشان داد که کلیه نمونه‎های سنتز شده دارای فاز کریستالی آناتاز بوده و متوسط اندازه کریستالی آن‎ها تقریباً با یکدیگر برابر است. تصاویر sem گرفته شده از نمونه‎ها نشان داد که ذرّات شکل کروی دارند. آزمون drs نشان داد که دوپ کردن با آهن به‎ خوبی لبه جذب تیتانیا را به سمت طول موج‎های مرئی منتقل کرده است و گپ انرژی تیتانیا را تا حدودی کاهش داده است؛ با این وجود محلول متیل اورانژ در حضور هیچ‎ یک از نمونه‎های سنتز شده تحت تابش نور مرئی، تجزیه نشد. اندازه‎گیری نرخ رنگ‎بری از محلول متیل اورانژ در حضور فتوکاتالیست‎های سنتز شده تحت تابش پرتو فرابنفش، نشان داد که نمونه دوپ شده با 1/0% آهن دارای بیشترین فعالیت فتوکاتالیستی بود؛ در حالی‎که افزایش دوپانت آهن تا حدود 5%، فعالیت فتوکاتالیستی تیتانیا را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. آزمون زاویه تماس آب روی نمونه‎های سنتز شده نیز نشان داد که کلیه نمونه‎ها آب‎دوست بوده و با تابش پرتو فرابنفش بر آن‎ها، خاصیّت آب‎دوستی این نمونه‎ها افزایش یافت. به ‎همین علّت این ترکیبات در کاربردهای خود تمیز شوندگی و هم‎چنین ساخت شیشه و آئینه ضد مه می‎تواند کاربرد داشته باشد.

در بین اکسیدهای فلزی، فازهای آلومینا و به طور خاص گاما آلومینا، دارای مساحت سطح ویژه بالا و پایداری حرارتی مناسب، به طور گسترده به عنوان کاتالیست و پایه کاتالیست در کاتالیست‏های ناهمگن مورد استفاده قرار می‏گیرد. خشک کن پاششی یکی از روش‏های بسیار موثر برای تولید پودرهایی با توزیع اندازه ذرات باریک و کروی شکل است. به دلیل خصوصیات سیالیت بسیار خوب پودرهای تولید شده و مقاومت برشی پایین گرانول‏های شکل گرفته با خشک کن پاششی، این روش پتانسیل بسیار خوبی برای تولید پایه کاتالیست‏های صنعتی را دارد. در این پژوهش، برای تهیه‏ی گاما آلومینای میکرو کروی مزو حفره با ساختار نانو، ابتدا پارامترهای اولیه شامل مواد اولیه مناسب و افزودنی‏های موثر با انجام یک سری آزمایش‏ها تعیین شدند. سپس پارامترهای خشک کن پاششی تعیین شد. طراحی آزمایش‏ها با انتخاب پارامترهای موثر شامل درصد وزنی جامد در دوغاب، درصد وزنی افزودنی pva در دوغاب، دمای هوای گرم ورودی به خشک کن صورت گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده، در مرحله‏ی بعد اثر هر یک از پارامترهای مذکور بر میزان مساحت سطح ویژه و سایرخصوصیات ساختاری بررسی گردید. در نهایت گاما آلومینای میکرو کروی نانو ساختار، با مساحت سطح ویژه‏ی بالا و سیالیت مناسب با استفاده از خشک کن پاششی تهیه گردید. جهت بررسی خصوصیات محصول تهیه شده، آنالیزهای تعیین مشخصات شامل tga، ftir، xrd، sem، edx، bet، اندازه ذرات، پتانسیل زتا و توزیع اندازه ذرات دوغاب انجام شد. از بین نمونه‏های تهیه شده، بالاترین مساحت سطح با مقدار m2/g 81/214 برای نمونه‏ی با %50 وزنی جامد ، %1 وزنی pva و دمای هوای گرم ورودی خشک کن °c200 بدست آمد. در مورد اندازه ذرات نمونه‏های تولیدی می‏توان گفت که x50 نمونه‏ها در حدود ?m 60 است که با افزایش درصد وزنی جامد و pva در دوغاب می‏توان آن را افزایش داد.