چکیده در چند سال اخیر تلاشهایی برای استفاده از هیدروژل ها در رها سازی کود صورت گرفته است، در این موارد کود بعنوان ماده فعال در شبکه پخش میشود. میزان رها سازی کود به نوع پلیمر سازنده هیدروژل و درصد وارد شدن عامل فعال درآن بستگی دارد. هیدروژلها پلیمرهایی اتصال عرضی یافته هستند که قابلیت جذب و دفع مکرر آب را دارا می باشند، پس می توان از این خاصیت نیز در کشاورزی استفاده برد. مواد متخلخل با ساختار های مشخص گزینه های خوبی برای ذخیره و رها سازی مولکولهای مهمان به شمار می روند، زئولیت ها با زمینه بلوری، شامل چهار وجهی های alo4 و sio4 می باشند که توانایی تبادل یون شبکه را افزایش می دهند. از این خاصیت بعنوان عاملی جهت رهاسازی کود استفاده می شود. در این پروژه ابتدا کود کشاورزی در شبکه هیدروژل بارگذاری شده و پس از مطالعات تورمی – رهایشی و رسیدن به ترکیب درصد بهینه برای ماده زمینه، با پراکنده کردن نانو زئولیت y در شبکه، نانو کامپوزیت زئولیت – آکریلاتی سنتز شده است. مطالعات تورمی – رهایشی نشان دادند که نرخ تورم و تورم تعادلی نانو کامپوزیت از شبکه هیدروژل بیشتر بوده و این سامانه قابلیت کنترل رها سازی کود را نیز داراست. سپس به بررسی رفتار نانو کامپوزیت سنتز شده در محیط با ph و دمای های متفاوت پرداختیم. ریزساختار سامانه تهیه شده به کمک میکروسکوپ الکترون پویشی بررسی شد و شبکه نانو کامپوزیت مورد شناسایی قرار گرفت. نانو کامپوزیت با ترکیب درصد بهینه در مدت زمان 300 دقیقه تورم تعادلی معادل 25 (گرم/گرم) را نشان می دهد و در طولانی ترین زمان، ماده فعال را آزاد می کند.

این پایان نامه به بررسی عددی جریان اکسترودر دو ماردونه ای می پردازد که کانال آن دارای پره می باشد. شبیه سازی برای جریان نیوتونی انجام شده و با نتایج بدست آمده از همین سیال در حالتیکه سیال از معادله ویسکوالاستیک ptt تبعیت می کند مقایسه شده است. هندسه مسئله در مختصات استوانه ای بررسی شده و معادلات بدست آمده از بفای اندازه حرکت با روش گالرکین گسسته شده، سپس با استفاده از عناصر مثلثی هندسه جریان را مش زنی کرده و با برنامه متلب شبیه سازی انجام شده است است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در سیال ویسکو الاستیک اتلاف انرژی در اثر اصطکاک بیشتر است امّا تأثیرات مسیر جریان و حرکت ماده اتلاف کمتری نسبت به سیال ویسکوز دارد.

ژل ها شبکه های پلیمری هستند که قابلیت نگهداری مقدار زیادی حلال در ساختمان خود را دارا می باشند . ایجاد اتصالات عرضی در ساختمان ژل می تواند از طریق پیوندهای شیمیایی و یا پیوندهای فیزیکی انجام شود . در این تحقیق اتصالات عرضی در ساختمان ژل از طریق پیوندهای فیزیکی از نوع شبکه های سوپرامولکولار فلزی ایجاد می شود . برای ایجاد اتصالات عرضی در شبکه از نمک کروم (iii) استفاده گردید . در مرحله نخست سینتیک ژل شدن مونومر آکریل آمید به کمک تست های uv ، ir و xrd مورد بررسی قرار گرفت . نتایچ تست های uv و ir تشکیل پیوند بین یون کروم و نیتروژن های گروه آمیدی و هم چنین تشکیل پیوند بین یون کروم و اتم اکسیژن را نشان می دهد . نتایج uv شرکت یون کروم با ظرفیت الکترووالانس 6:1 درنمونه های با غلظت بالا و ظرفیت 3:1 در نمونه های با غلظت پایین را نشان می دهد . نتایج xrd وجود یون کروم در ساختار ژل را نشان می دهد ولی ساختار ژل تشکیل شده به صورت آمورف می باشد . در مرحله بعد پس از سنتز پلیمر آکریل آمید فرایند ژل شدن به کمک پلیمر آکریل آمید و پلیمر هیدرولیز شده آکریل آمید مورد بررسی قرار گرفت . در پلیمر آکریل آمید ژلی با خصوصیات ساختاری قوی و پیوسته تشکیل نشد . پلیمر هیدرولیز شده آکریل آمید ، توانایی ایجاد ژل با نمک کروم با بر هم کنش های سوپرامولکولار را دارا می باشد . سینتیک ژل شدن پلیمرهیدرولیز شده به کمک تست های قسمت قبل مورد بررسی قرار گرفت . به کمک تست های uv و ir تشکیل پیوند بین یون کروم و اکسیژن های گروه کربوکسیلات و همچنین یون کروم و نیتروژن های گروه آمیدی مورد تایید قرار گرفت . تست xrd وجود ساختار کریستالی در ژل و هم چنین وجود پیوند بین یون کروم و اتم های اکسیژن را نشان داد . در نهایت رفتار کمورئولوژیکی پلی آکریل آمید هیدرولیز شده مورد بررسی قرار گرفت و اثرجرم مولکولی ، اثر غلظت پلیمر در محلول پلیمری ، اثر غلظت اتصال دهنده عرضی ، درجه هیدرولیز ، اثر ph ، اثر دما ، اثر یون سدیم ه ، یون های کلسیم ومنیزیم و اثر لیگاند های تاخیر اندازنده بر رفتار ژل شدن و زمان تزریق مورد مطالعه قرار گرفت .

کاتالیست های پلاتین قرار گرفته بر پایه های گوناگون در واکنش های بسیاری کاربرد دارند؛ مانند اکسیداسیون، هیدروژناسیون، کاهش و رفرمینگ در صنعت پتروشیمی. روش تهیه این کاتالیست ها بر ویژگی های ساختمانی آنها تاثیر گذار است. با استفاده از یک روش سنتز مناسب، کاتالیستی با پایداری و پارامتر های کریستالی مورد نیاز، به دست خواهد آمد. روش های مختلفی برای تهیه نانو ذرات پلاتین قرار گرفته در سیلیکا وجود دارد؛ مانند بارگذاری و سل-ژل.با استفاده از روش سل-ژل، مساحت سطح بیشتر، توزیع بهتر ذرات و کنترل بهتر اندازه ذرات قابل دست یابی است. از سوی دیگر، به علت بر هم کنش قوی میان پایه و فلز، کاتالیست های تهیه شده با روش سل-ژل نسبت به کاتالیست های تهیه شده به روش بارگذاری، از مقاومت بیشتری در برابر حرارت برخوردارند.در این کار تحقیقاتی، نانو ذرات پلاتین قرار گرفته در سیلیکا (pt/sio2) با استفاده از روش سل-ژل سنتز شد. ابتدا یک سل پایدار سیلیکا با استفاده از تترا اتیل اورتوسیلیکات تهیه شده، سپس مقادیر مختلفی از دی آمین دی نیترو پلاتین (pt(nh3)2(no2)2) به عنوان پیش ماده پلاتین به سل سیلیکا اضافه گردید. نمونه ها در 70 درجه سانتیگراد خشک و پس از آن به مدت 2 ساعت در 500 درجه سانتیگراد کلسینه شدند. اثر افزایش غلظت پیش ماده پلاتین بر روی اندازه کریستال های پلاتین، مورفولوژی نانو کاتالیست pt/sio2 تشکیل شده و پیوند میان گروه های آمین پیش ماده پلاتین و سطح سیلیکا بررسی شد. ملاحظه گردید که با تغییر در نسبت مولی pt/sio2 می توان اندازه نانو کریستال های فلز پلاتین را کنترل کرد. (با افزایش نسبت مولی، اندازه کریستال ها افزایش می یابد.)

در این تحقیق، به عنوان اولین قدم در ساخت غشاءهای نامتقارن سرامیکی، پایه نگهدارنده متخلخل به شکل دیسک از جنس ?-آلومینا ( قطر: 12 میلیمتر، ضخامت های متغیر از 2/1 تا 4/3 میلیمتر، اندازه حفره:150نانومتر ، تخلخل باز: 38درصد) به روش قالبریزی ژل آبی بر پایه مونومر آکریل‏آمید ساخته شد و توجه خاصی بر تهیه مخلوط روان غلیظ قابل ریخته‏گری - با درصد بالای بارگذاری پودر آلومینا - اعمال شد. با استفاده از پراکنده‏کننده‏های پلیمری گرانروی مخلوط روان به شدت کاهش یافت. همچنین خشک کردن قطعات خام با استفاده از روش نو و ابداعی موسوم به مایع خشک کننده صورت گرفت. به کمک این روش بسیاری از نواقصی که در هنگام خشک شدن به کمک روشهای مرسوم (استفاده از هوا با شرایط کنترل شده دما و رطوبت) در قطعه ایجاد می‏شود برطرف شده، همچنین مدت زمان خشک شدن به شکل موثری (10 برابر) کاهش یافته است. لایه میانی از پودر نانو آلومینا به روش غوطه وری بر روی پایه نگهدارنده پوشش داده شد. پودر bscfo از روش کمپلکس سیترات-edta تهیه شد و خواص حرارتی پودر bscf، با استفاده از آزمون های tga، dta و dsc بررسی شدند. روش غوطه وری همچنین برای ساخت فیلم نازک و انتخابگر غشاء از پودر bscfo ( از جنس باریم-استرانسیوم-کبالت-آهن و اکسیژن) بر روی لایه میانی مورد استفاده قرار گرفت. پایداری سوسپانسیون مورد استفاده در فرآیند غوطه وری با استفاده از روش ته نشینی مورد بررسی قرار گرفت. از مخلوط های 4 ، 8 ، 12 و 16 درصد حجمی پودر پروسکایت bscfo با اندازه ذرات 42/3 میکرومتر که با استفاده از آسیاب گلوله ای آسیاب شده بود به عنوان لایه انتخابگر استفاده شد. پلی اتیلن گلایکول با درصدهای وزنی متفاوت به عنوان حامل پلیمری در سوسپانسیون ها مورد استفاده قرار گرفت. پایه متخلخل نگهدارنده مدت زمان معینی در سوسپانسیون به حالت ساکن باقی مانده و سپس با سرعت معینی از آن بیرون کشیده شد. تاثیر مقادیر مختلف bscfo ، پلی اتیلن گلایکول و سرعت بیرون کشیدن از درون سوسپانسیون بر روی ضخامت لایه ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت و ریز ساختار لایه غشاء همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترون پویشی و میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از انتخاب مناسب ترین ضخامت لایه غشاء و اطمینان از بی عیب بودن آن، میزان عبورپذیری گاز از میان غشاء مورد بررسی قرار گرفت. فلاکس نفوذپذیری ماکزیمم از این طریق در حدود (lit/cm2.min) 4-10×2/7 در دمای ?c950 به دست آمده است.

پلی پروپیلن یک ماده چند ریخت (polymorph ) است که در کنار فاز آمورف خود می تواند به سه فرم مونو کلینیک (?)، تریگونال) (?و ارتورومبیک (?) بلورینه شود. پلی پروپیلن فرم بتا ?-pp)) دمای ذوب و دانسیته پایین تردارد همچنین چقرمگی و مقاومت ضربه بالا تری نشان می دهد که مهمترین روش بدست آوردن آن استفاده از عوامل هسته زا می باشد. عمده ترین موارد مصرف آن نیز برای پلاستیک های مقاوم، سیستم های لوله کشی فشار قوی، مواد قالبگیری شده با مقاومت ضربه بالا و ... می باشد. در این تحقیق ?-pp از اختلاط ذوبی پلی پروپیلن و عامل هسته زا در یک اکسترودر دوپیچه بدست آمد. آنالیز های xrd و dscبرای بررسی میزان فرم بتای ایجاد شده و بررسی اثر عوامل مختلف مانند میزان غلظت هسته زا و نرخ سرمایش انجام گرفت از آنالیز dsc همچنین برای بررسی رفتار های ذوبی و کریستالیزاسیون نمونه هسته زایی شده استفاده شد. خواص فیزیکی- مکانیکی و حرارتی نیز بررسی شد. در این تحقیق، ایجاد فرم بتا در پلی پروپیلن باعث افزایش دمای تبلور، چقرمگی ، استحکام ضربه ، دمای تغییر شکل حرارتی و ناحدی استحکام کششی و افزایش طول در شکست و کاهش مدول خمشی و تنش تسلیم شد..همچنین به این نتیجه رسیدیم که شرایط فرایندی مانند دمای تبلور و نرخ سرمایش به شدت بر میزان بتای ایجاد شده تاثیر دارد.

سالانه هزاران نفر در آتش سوزی جان خود را از دست می دهند. در صورتی که از مواد ضد شعله وری مناسب در مواد و محصولات پلاستیک استفاده شود، این رقم می تواند به میزانی زیاد کاهش یابد. در دو دهه اخیر به دلیل وضع قوانین جدید دولتی در رابطه با ایمنی مصرف کنندگان،دیر سوزکننده ها رشد شگرفی داشته اند. میزان اشتعال پذیری یک پلیمر اصلی با نحوه تجزیه آن در دمای پایین و تولید محصولات گازی و چگونگی سوختن این محصولات تعیین می گردد. بعضی از پلیمرها مثل پلی وینیل کلراید(pvc) ، غیر قابل اشتعال هستند، در حالی که بعضی دیگر مثل اتیلن، پلی استایرن،اکریلونیتریل بوتادی ان استایرن (abs) و پلی استر، کاملاً اشتعال پذیر بوده و به دیر سوز کننده نیاز دارند. در این تحقیق تولید نوع خاصی از پلیمر abs به صورت آزمایشگاهی انجام می شود. نانوساختارها می توانند به عنوان عامل تولید abs با خاصیت ضد شعله وری به کار روند. دیرسوزکننده در بیشتر پلاستیک ها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند ولی کارهای کمی در مورد دیرسوزکردن abs توسط این مواد انجام گرفته است. در این تحقیق از نانوذرات رس(مونتموریلنیت)، نانوذرات زئولیت طبیعی(کلینوپتولولیت) به عنوان نانوذره استفاده شده است.همچنین رزین های مختلف ملامین نیز به کار رفته است. هم چنین برای تفسیر و تحلیل بهتر نانو کامپوزتها از ترکیبهای دیگر مانند fr-245 که صرفا برای تهیه abs با خاصیت ضد شعله وری است مورد استفاده قرار گرفته است. تولید abs در دستگاه اکسترودر (extruder) انجام می شود. پلیمر استایرن اکریلونیتریل (san) به صورت گرانول به همراه پودر abs (abs پیوندی) و افزودنی های مورد نظر با یکدیگر مخلوط شده و کامپوزیت خاصی از abs با خاصیت ضد شعله وری تولید می شود. نتایج آزمایش های فیزیکی و مکانیکی و شعله نشان می دهد که نانوزئولیت با abs مخلوط شده، باعث کاهش زیاد خواص فیزیکی و مکانیکی شده و در مقابل شعله مقاومتی به نسبت خوب دارد(آزمایش شعله).ذرات نانورس نیز به خوبی با abs مخلوط شده، چندان تأثیری روی خواص مکانیکی نداشته و در مقابل شعله مقاومت خوبی نشان می دهند. ملامین برات و ملامین فسفات همانند fr-245 به خوبی با abs مخلوط شده و از لحاظ خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شعله به نسبت خوب عمل می کند.

فقدان شبکه های سه بعدی مناسب جهت حمایت از رشد، عملکرد و بقای بافت یکی از بزرگترین چالشهای مهندسی بافت است. در این پایان نامه داربست نانو کامپوزیت هیدروژل با قابلیت استفاده در مهندسی بافتهای نرم بخصوص ترمیم سیستم عصبی طراحی و ساخته شد. بعلاوه این هیدروژل قادر است تا داروی مورد نیاز بافت را بصورت کنترل شده در اختیار آن قرار دهد. به این منظور، متاکریل آمید، متاکریلیک اسید و پلی اتیلن گلایکول که به دلیل برخورداری از خواصی مانند زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری و خواص پلی الکترولیتی مناسب در زمینه مهندسی بافت کاربرد دارند، انتخاب شد. جهت بهبود زیست سازگاری، افزایش کنترل بر رهایش دارو و افزایش خواص مکانیکی از فرایند تولید نانو کامپوزیتها و بکارگیری نانو ذرات زئولیت a و نانو رس استفاده شد. در این تحقیق ابتدا مجموعه هیدروژلهای پلی الکترولیتی که اساس داربست تولیدی است تهیه شد و سپس بر روی پایه هیدروژل بهتر، نانو کامپوزیت هیدروژل نهایی ساخته شد. مورفولوژی و ساختار میکروسکوپی نانو کامپوزیت های تهیه شده با روش های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی پیمایشی بررسی شد. کنترل رهایش داروی تتراسایکلین با استفاده از طیف سنج فرابنفش بررسی شده و با استفاده از نانوذرات بهبود یافت. در نهایت خصوصیات زیستی این داربست در راستای کمک به رشد سلولهای عصبی مورد ارزیابی قرار گرفت.

چکیده در مهندسی بافت استخوان، داربست ها از اجزای اصلی مورد استفاده جهت ترمیم و بازسازی بافتهای آسیب دیده هستند. این داربستها از انواع بیومتریال ها شامل فلزات، سرامیک ها، پلیمرها و حتی کامپوزیت های مختلف ساخته می شوند. عامل اصلی برتری بیو مواد سرامیکی بر انواع فلزی و پلیمری، در سازگاری بسیار خوب این مواد با سازوکارهای موجود زنده می باشد. بیو سرامیک ها برخلاف فلزات، حتی پس از قرارگرفتن به مدت طولانی در محیط زنده دچار تغییرات شیمیایی نمی شوند. اما مهمترین محدودیت استفاده از بیو سرامیک ها به تنهایی در داربست ها، تردی و عدم سهولت شکل دهی می باشد که به این خاطر به طور معمول با مواد پلیمری یا سرامیکی آمیخته و کامپوزیت داربست را تشکیل می دهند. هدف از انجام این پروژه، ساخت داربستهای نانوکامپوزیتی از جنس هیدروکسی آپاتیت و نانو آلومینا با استفاده از روش قالب ریزی ژل و بررسی خواص آن ها می باشد. در ساخت این داربست، از ژل بدست آمده از متاکریل آمید-کو- متاکریلیک اسید به عنوان ژل پلیمری شکل دهنده در فرآیند قالبریزی ژل جهت ساخت نانو کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت و نانو ذرات آلومینا بهره گرفته شده است. ابتدا کامپوزیت داربست متخلخل از جنس هیدروکسی آپاتیت با استفاده از سه نوع فعال کننده سطحی ساخته شد. با اندازه گیری دانسیته کامپوزیت داربست های تولید شده پس از عملیات تف جوشی، نوع و درصد حجمی بهینه فعال کننده سطحی، ستیل تری متیل آمونیوم برومید با درصد حجمی 5/1 بدست آمده است. سپس نانوکامپوزیت داربست سرامیکی حاوی پودر نانو آلومینا با غلظت های متفاوت 1، 2، 3 و 4 درصد وزنی با این غلظت بهینه فعال کننده سطحی با روش قالب ریزی ژل ساخته شده است. نتایج نشان داد که نانو کامپوزیت داربست متخلخل دارای 2 درصد وزنی نانوآلومینا، دارای مقادیر بهینه دانسیته و استحکام فشاری بوده است.

استفاده از غشاها برای جداسازی یک گاز مشخص از مخلوط گازها فرآیندی است که اخیرا متداول شده است. پیش بینی می شود که در سالهای آتی، مهمترین و بیشترین کاربرد غشا در جداسازی گاز باشد. یکی از این کاربردها، شیرین سازی گاز طبیعی است. در سال های اخیر بیشتر توجه محققین روی غشاهای هیبریدی بوده است. با استفاده از غشاهای هیبریدی می توان علاوه بر پوشش دادن معایب ساختارهای آلی و غیر آلی، از مزایای هر دو گروه در یک غشا بهره مند شد. به عبارت دیگر، غشاهای هیبریدی نسل جدیدی از غشاها هستند که با ترکیب مثبت خواص غشاهای آلی(انتخاب پذیری بالا) و غشاهای غیر آلی(عبوردهی و پایداری حرارتی، مکانیکی، شیمیایی بالا) در سالهای اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق از غشاهای هیبریدی کامپوزیتی استفاده شده است. اصطلاح غشاهای کامپوزیتی عمدتا از دهه آخر قرن بیستم مطرح شد. غشاهای کامپوزیتی در حالت کلی از سه جزء اصلی تشکیل می‏شوند: سیستم متخلخل نگهدارنده، لایه‏های میانی و لایه‏های رویی. پس از ساخت غشا کامپوزیتی در نهایت باید لایه نازک پلیمری انتخاب پذیر را روی آن تشکیل دهیم. قدم اول در ساخت این نوع غشاها، ساخت سیستم نگهدارنده متخلخل می باشد، بدین منظور از سرامیک مهندسی اکسید آلومینیوم (آلومینا) به عنوان ماده اولیه استفاده شده است. در این تحقیق، از روش قالبریزی ژل آبی بر پایه مونومر آکریل‏آمید برای شکل‏دهی سیستم نگهدارنده متخلخل استفاده شده است و توجه خاصی بر تهیه مخلوط روان قابل ریخته‏گری شده است. سیستم نگهدارنده متخلخل تهیه شده دارای خواص فیزیکی- مکانیکی مناسبی می باشد. مقدار تخلخل باز آن بیش از 37 درصد حجمی بوده و چگالی توده قطعات تهیه شده به طور متوسط 322/2 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. ریز ساختار قطعات کاملا یکنواخت بوده و عاری از هرگونه نقص و ترک است. سطح ویژه سیستم نگهدارنده متخلخل ساخته شده در این تحقیق، به طور متوسط، 418/2 متر مربع به ازای هر گرم است. توزیع اندازه حفره ها، در محدوده 100 تا 300 نانومتر است که توزیع گوسی، باریک و مطلوبی برای سیستم نگهدارنده متخلخل محسوب می شود. لایه‏های میانی غشاهای نانوکامپوزیتی به روش غوطه‏ورسازی و با استفاده از سوسپانسیون هایی با 10 درصد حجمی پودر سرامیکی، تهیه شدند. پایداری سوسپانسیون‏های سرامیک- پلیمر در مقیاس نانومتری در حالت آلومینا فاز زمینه و سریا فاز دوم بررسی شده، که اثر متغیرهای کلیدی روی معیارهای مختلف پایداری ارزیابی شده است. لایه‏های رویی غشاهای نانوکامپوزیتی به روش غوطه‏ورسازی تهیه شده‏اند. برای این منظور از سوسپانسیون‏های دو جزئی آلومینا- سریا استفاده شده که از نظر پایداری شرایط بهینه را دارا بودند و در نهایت لایه انتخابگر پلیمری از جنس پلی (سولفون-آمید-ایمید)، در دو حالت با استفاده از محلول پلیمری(محلول پلیمری پلی (سولفون-آمید-ایمید) در حلال n،n - دی متیل استامید (dmac)) و به روش غوطه ورسازی (محلول 8 و 16 درصد وزنی) ساخته شدند. جهت ارزیابی و تعیین ریز ساختار غشا و اندازه گیری میزان تراوش پذیری غشا از آزمایش تراوش گاز استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که لایه پلیمری کشیده شده روی سطح پایه سرامیکی نانو کامپوزیتی نسبت به گاز اسیدی دی اکسید کربن و نیتروژن انتخابگر بوده ولی در فشار بالاتر(5 بار)، انتخابگری مطلوبی از این غشا حاصل نشده است. همچنین با بررسی نتایج بدست آمده مشاهده می گردد که با افزایش فشار خوراک، تراوش پذیری کلیه گازها افزایش می یابد. دلیل این امر را می توان به این شکل شرح داد که با افزایش فشار خوراک، نیروی محرکه نفوذ مولکولهای گازی از داخل غشا افزایش می یابد در صورتی که مقاومت در برابر انتقال جرم ثابت باقی مانده است. این دو پدیده سبب افزایش شار انتقال جرم یا به عبارت دیگر تراوش پذیری غشا می شود و با افزایش دمای خوراک در فرایند غشایی جداسازی گاز، تراوش پذیری کلیه گازها افزایش می یابد.

اخیرا تحقیق روی استفاده از سوپر جاذب ها بعنوان مواد مدیریت کننده آب برای کاربرد کشاورزی و باغبانی توجه زیادی را به خود جلب کرده است وپس از آزمایش کردن سوپر جاذب ها برای کاربرد های کشاورزی نتایج امیدوار کننده ای بدست آمد و دیده شد که مصرف آب، میزان از بین رفتن گیاهان کاهش یافته و همچنین سبب بهبود بقای کود در خاک و افزایش سرعت رشد گیاه شده است. هیدروژلهای پلیمری دارای خاصیت جذب فوق العاده آب در محلولهای رقیق الکترولیتها و یا آب خالص بوده و قادر به دفع آن در شرایط متفاوت با مرحله جذب از نظر دما و ph هستند. اینگونه ژلها در حین جذب و یا دفع آب می توانند موادی را که در آنها بارگذاری شده است (مانند کود، دارو، سم و یا ...) با شدت مناسبی پس داده و همانند یک مخزن از این مواد عمل کنند. کاربرد فوق جاذبهای پلیمری درکشاورزی دارای اهمیت بیشتری است.. ذرات فوق جاذب درخاک پراکنده شده و با جذب آب جاری ظرفیت نگهداری آب به وسیله خاک را بهبود می بخشند هدف اصلی این تحقیق ساخت و کار برد نانوکامپوزیت هیدروژلهای پلیمری است که در آن ها گروهی از مواد مورد نیاز گیاهان با نام ریز مغذی ها بارگذاری شده است. مواد ریز مغذی استفاده شده در این آزمایشها شامل آهن،اوره،روی و پتاس می باشند. نانو کامپوزیت مورد استفاده در این تحقیق از دو فاز تشکیل شده است، یک فاز پلیمری و یک فاز نانو. فاز پلیمری که با ترکیب اجزا مختلف و تغییر درصد ترکیب آنها تقویت شده است و رهایش کنترل شده ای دارد. فاز نانو بکار رفته در این تحقیق، نانو رس و نانو زئولیت بوده که به عنوان فاز پراکنده در ماتریس پخش می شود. استفاده از مقیاس نانو باعث شده است که کنترل رهایش بهتر صورت پذیرد و استحکام فاز پلیمری افزایش یابد. در نهایت نانو کامپوزیتی تولید شده است که می تواند کنترل کننده بهتری برای رهایش کود در زمان طولانی باشد.

تنش خشکی یکی از مهمترین مشکلات گسترش پوشش گیاهی در نواحی خشک و نیمه خشک جهان مانند ایران است. با کاربرد سوپرجاذب ها، می توان آب حاصل از بارندگی های این مناطق را حفظ کرد و با بهبود شرایط فیزیکی خاک، تنش های رطوبتی را کاهش داد. از سوی دیگر با رشد روزافزون جمعیت و صنعتی شدن استفاده مجدد از پساب به عنوان منبعی پایدار در کشاورزی به شرط تصفیه مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق ساخت و کاربرد کامپوزیت سوپرجاذب و نانوکامپوزیت سوپرجاذب های پلیمری در رشد گونه قره داغ است. این گیاه از بهترین گونه های تثبیت کننده شن های روان می باشد. بنابراین علاوه بر ایجاد فضای سبز می تواند از پدیده بیابانزایی جلوگیری کند. تأثیر سوپرجاذب برروی تعدادپایه، طول ساقه و طول ریشه، تعداد ریشه جانبی، وزن تر و وزن خشک در این مطالعه مورد بررسی قرارگرفت. تیمارهای اعمال شده در این پژوهش عبارتند از: دو مکان (گلدان و عرصه طبیعی)، 5 مقدار سوپرجاذب (0،2،4،6،8 گرم سوپرجاذب به ازای یک کیلوگرم خاک)، دو نوع سوپرجاذب (نانوکامپوزیت سوپرجاذب و کامپوزیت سوپرجاذب) و سه دوره آبیاری (21 ، 15 ، 7 روز یکبار). نتایج نشان داد استفاده از سوپرجاذب نقش موثری در رشد گیاه داشته و تأثیر آن با افزایش میزان سوپرجاذب در خاک افزایش می یابد. از بین دو نوع سوپرجاذب به کار رفته در این پژوهش، کامپوزیت سوپرجاذب در رشدگیاه موفق تر عمل کرد. همچنین مشاهده شد در دوره های آبیاری طولانی تر تأثیر بکارگیری سوپرجاذب بارزتر است. دراین تحقیق توانایی سوپرجاذب ها درحذف یون نیکل از پساب نیز مورد بررسی قرارگرفت. مشاهده شدکامپوزیت سوپرجاذب نسبت به نانوکامپوزیت موجب حذف مقادیر بیشتری یون نیکل از پساب می شود.این توانایی نکته مثبتی برای این تحقیق است, چرا که یون های فلزات سنگین در علکرد گیاه اختلال ایجاد کرده و ممکن است در پساب های صنعتی که به پای گیاه می رسند موجود باشند. همچنین شرایط بهینه جذب از قبیلph، مقدار جاذب و غلظت محلول نیکل نیز تعیین شد.

غلظت فلوراید در آب آشامیدنی به دلیل اثرات مفید و مضر آن بر روی سلامت انسان بسیار مورد ‏توجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر نانو کامپوزیت هیدروژل مونت مورینولیت ‏و کلینوپتیلولیت و آلومینا بر کارایی حذف فلوراید از آب آشامیدنی و پساب های صنعتی است.‏ ‏ آزمایش ها در سیستم ناپیوسته و با تغییر فاکتورهای موثر مانند ‏ph‏ ، زمان تماس و غلظت ‏اولیه فلوراید مورد بررسی قرار گرفت. همچنین داده های حاصل از این تحقیق با مدل لانگمیر و ‏فروندلیچ و داده های سینتیک با مدل های شبه درجه اول و شبه درجه دوم تطبیق داده شده ‏است. با استفاده از آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز (‏ftir‏)، میکروسکوپ الکترون پویشی ‏‏(‏sem‏) و پراش اشعه ایکس (‏xrd‏)، ریز ساختار، ساختار شیمیایی و بلوری هیدروژل تهیه شده ‏و نانو کامپوزیت هیدروژل مورد بررسی قرار گرفت.‏ ‏ نتایج نشان داد ‏ph‏ بهینه برای هر سه جاذب در محدوده ? تا ? بوده است. همچنین کارایی ‏حذف فلوراید با کاهش غلظت اولیه فلوراید افزایش یافته است. جذب یون های فلوراید با مدل ‏لانگمیر همراه است. سینتیک جذب فلوراید بر روی نانو کامپوزیت هیدروژل آلومینا به وسیله ‏مدل شبه درجه اول و بر روی نانو کامپوزیت هیدروژل مونت مورینولیت و کلینوپتیلولیت تصحیح ‏شده به وسیله مدل شبه درجه دوم بهتر توصیف شد. نتایج نشان داد نانو کامپوزیت هیدروژل ‏آلومینا استفاده شده در این مطالعه یک ظرفیت جذب قابل مقایسه ای برای حذف فلوراید در ‏مقایسه با دیگر جاذب ها دارد. ‏ کلمات کلیدی: مونت موریلونیت، آلومینا، کلینوپتیلولیت، نانو کامپوزیت هیدروژل،حذف فلوراید

آرسنیک فلزی سمی و متداول است که از طریق منابع طبیعی و همچنین صنعتی وارد منابع آب شده و منجر به بسیاری از بیماری ها می شود. گزارش شده است که استفاده طولانی مدت از آب ها و غذای آلوده به آرسنیک منجر به بسیاری از مشکلات از جمله بیماری های معده و روده و پوست و کبد و آسیب های بافت عصبی می شود. آرسنیک در طبیعت هم به صورت آلی و هم غیر آلی وجود دارد. فرم آلی آرسنیک در غذاهای دریایی وجود دارد که کمتر خطرناک است و به آسانی از بدن انسان خارج می شود. اما آرسنیک غیر آلی عمدتا به صورت آرسنیت (as+3) و آرسنات (as+5) می باشد که برای انسان بسیار سمی است. سازمان سلامت جهانی (who) ماکزیمم میزان مجاز آرسنیک در آب خوراکی را ppb 10 اعلام کرده است. هدف این پروژه حذف آرسنیک در فرآیندهای تصفیه پساب های صنعتی است. در این پروژه، ابتدا پس از مطالعات کتابخانه ای نانو کامپوزیت هیدروژل های کلینوپتیلولیت، کلینوپتیلولیت تصحیح شده (smz)،مونت موریلونیت و اکسید سریم (iv) به عنوان بهترین کاندیدهای حذف آرسنیک معرفی و فرموله گردید و درصد های وزنی 1،2،3 و 4 از نانو ذرات مذکور ساخته شد. در گام بعدی این ساختار برای دستیابی به ماکزیمم حذف بهینه سازی شد. با تعیین ساختار بهینه نانو کامپوزیت هیدروژل از چهار نوع نانو ذره مذکور، میزان جذب یون آرسنیک و همچنین میزان تورم هیدروژل در بازه های زمانی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در این پروژه تاثیر شرایط آزمایشگاهی مانند ph و غلظت نیز بررسی گردید. نتایج جذب آرسنیک توسط هر چهار نوع نانو کامپوزیت هیدروژل مورد بررسی بیانگر این مطلب است که به صورت مقایسه ای برای نانو کامپوزیت هیدروژل های زئولیتی ،زئولیتی تصحیح شده و اکسید سریم (iv) سینتیک درجه اول کاذب و برای نانو کامپوزیت هیدروژل مونت موریلونیتی سینتیک درجه دوم کاذب مناسب می باشد.

روش مطلوب در این پروژه تهیه هیبریدی از اکسیدهای نانو ساختار و نانولوله های کربنی از طریق فرایند سل-ژل به منظور جذب آلاینده های زیست محیطی از هوای نمونه می باشد. پس از ساخت جاذب و انجام آماده سازی های لازم جهت انجام تست، از نمونه هوای آلوده شده با بنزن، تولوئن و زایلن (btx) توسط سیستمی که برای جذب گاز طراحی شده ارزیابی به عمل می آید. در نهایت ظرفیت جاذب بدست آمده و با کارهای مشابه مقایسه می-گردد. مشاهده شد که گرافن با سطح اختصاصی بالا بیشترین میزان جذب را دارد. خواص سطحی و ساختار جاذب های ساخته شده، مورد بررسی قرار گرفت. جاذب های مورد استفاده در این کار نانولوله تک دیواره، نانولوله چنددیواره، نانوفیبرکربنی، گاما آلومینای نانو ساختار، سیلیکا ایروژل، گرافن و اکسید گرافن می باشند. سپس هیبرید ساخته و افزایش ظرفیت جذب مشاهده شد و ایزوترم های جذب با مدل های فرندلیش و لانگمویر بررسی گردید.

سوسپانسیونهای آبی نانوذرات از اهمیت زیادی در صنایع مختلفی همچون سیمان، رنگ ، نفت و گاز، سرامیک، تصفیه آب ، کشاورزی برخوردارند. با مطالعه رفتار رئولوژیکی سوسپانسیونهای غلیظ نانوذرات درحضور ماکرومولکولها می توان اطلاعات مفیدی در زمینه طراحی تجهیزات آماده سازی و فرآیند آنها کسب کرد. در این پژوهش، سوسپانسیونهای آبی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم / پلی اتیلن اکساید و نانوذرات سدیم مونت موریلونیت/پلی اکریل آمیدسولفونه تهیه و رفتار پایداری و رئولوژیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهدات بصری سوسپانسیونهای آبی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم درحضور پلی اتیلن اکساید بیانگر آن بودکه پلی اتیلن اکساید باوزن مولکولی کم تر پایدارکنندگی بهتری در مقایسه با پلی اتیلن اکساید باوزن مولکولی بیشتر دارد. این درحالیست که سوسپانسیونهای حاوی نانوذرات سدیم مونت موریلونیت در حضور محلولهای آبی پلی اکریل آمیدسولفونه در تمامی نسبتها ازپایداری قابل توجهی برخوردار بودند. نتایج رئولوژیکی سوسپانسیونهای آبی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم درحضور پلی اتیلن اکساید نشان دادکه افزایش غلظت نانوذرات و پلیمر منجربه افزایش پارامترهای رئولوژیکی همچون ویسکوزیته، تنش برشی ،تنش تسلیم، مدول ذخیره واتلاف می-شوند. مشاهده شد که با افزایش غلظت نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و پلیمر تبعیت از قانون کاکس-مرز افزایش می یابد. نتایج آزمونهای تفرق نور(dls ) نشان داد که افزایش غلظت پلیمر نسبت به افزایش غلظت نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تاثیر چشمگیری بر افزایش اندازه ذرات در سوسپانسیونهای آبی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم / پلی اتیلن اکساید دارد. در سوسپانسیونهای نانوذرات سدیم مونت موریلونیت/پلی اکریل آمیدسولفونه مشاهده شد که درهمه غلظتهای پلی اکریل آمید سولفونه که خواصی مانند ویسکوزیته و تنش برشی، مدول ذخیره واتلاف با افزایش غلظت نانوذرات خاک رس ابتدا کاهش وسپس افزایش می یابند. با افزایش غلظت پلیمر میزان ویسکوزیته برشی وتنش تسلیم افزایش یافته و رفتار الاستیک گونه برسوسپانسیونها حاکم می شود. با افزایش دما برهمکنشهای ذره-پلیمر کاهش یافته و منجربه کاهش مشخصه های رئولوژیکی یاد شده می شود. با افزایش غلظت نانوذرات خاک رس انحراف از قانون کاکس-مرز دیده شد ولی با افزایش غلظت پلیمر تبعیت از این قانون نیز افزایش یافت. نتایج dls سوسپانسیونهای آبی نانوذرات سدیم مونت موریلونیت/پلی اکریل آمیدسولفونه -نشان داد که با افزایش غلظت نانوذرات خاک رس وپلیمر اندازه ذرات درسوسپانسیونها افزایش می یابد.

در این پژوهش مطالعه تاثیر سامانه های پلی آکریل آمید-عوامل سطحی بر خواص فصل مشترک آب- نفت مورد بررسی قرار گرفته شد و از الکل ها به عنوان کو سورفکتنت جهت بهبود سامانه استفاده شد . تزریق محلولهای پلیمری به همراه عوامل فعال سطحی به چاههای نفتی یکی از روشهای نوین برای بیرون آوردن بخشی از نفت درجای مخازن نفتی می باشد. این فرمولاسیونهای تزریقی علاوه بر داشتن ویسکوزیته زیاد در شرایط مخازن نفتی، باید سازگاری و امتزاج پذیری مناسبی با نفت داشته باشند. حالت مطلوب آن است که کشش بین سطحی آنها و نفت کمترین مقدار برسد تا سیستم به سمت تشکیل میکروامولسیون پیش برود. عوامل متعددی مانند نوع و غلظت پلیمر و عوامل فعال سطحی، نوع آب و نفت، دما، فشار و ... بر تشکیل این نوع میکروامولسیونها موثرند . در این پژوهش خاص از 5 نوع عامل فعال سطحی ، دو نوع نفت با api های مختلف ،2 نوع پلی اکریل آمید سولفونه شده ، 2 نوع محلول الکترولیت مختلف با tds های متفاوت به همراه 5 نوع الکل مختلف مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته شد و کشش سطحی ، رفتار بین فازی و رفتار رئولوژیکی آنها نیز مورد بررسی قرار گرفت و موفق به ارائه فرمولاسیون بهینه از نظر خواص و کمیت مقادیر مواد مصرفی شدیم ، که جهت نیل به این هدف از ترکیب دو عامل فعال سطحی آنیونی sds وsles و الکل 2- اتیل هگزانول به عنوان عامل کمکی استفاده شد و نسبت به غلظت های مصرفی تک این عوامل فعال سطحی نتایج خیلی بهتری بدست آمد

مس فلزی سمی و متداول است که از طریق منابع طبیعی و مصنوعی وارد منابع آب می شود و منجر به بسیاری از بیماریها می شود. گزارش شده است که استفاده طولانی مدت از آب و غذای آلوده به مس منجر به بسیاری از مشکلات از جمله بیماری های معده، روده، پوست، کبد و آسیب های بافت عصبی می شود. مس در طبیعت هم به صورت آلی و هم غیر آلی وجود دارد. فرم آلی مس در غذاهای دریایی وجود دارد که کمتر خطرناک است و به آسانی از بدن انسان خارج می شود. اما مس غیر آلی عمدتاً به صورت یون دو ظرفیتی می باشد که برای انسان بسیار سمی است. سازمان سلامت جهانی (who) ماکزیمم سطح مجاز برای آلودگی مس در آب خوراکی را ppm 10 اعلام کرده است. ورود پساب های صنعتی آلوده به مس به آب های زیرزمینی سبب آلودگی این حوزه شده است. در بسیاری از موارد ورود این پساب آب های جاری و زیرزمینی را غیرقابل استفاده کرده است. یکی یکی از روش های پیشگیری و جداسازی یون های آلوده کننده در مبدا رزین های یونی است. هدف این پروژه حذف مس در فرآیند تصفیه پساب های صنعتی در مقیاس آزمایشگاهی و به کمک نانو کامپوزیت هیدروژل است. هدف از این تحقیق دستیابی به ساختار مطلوب برای جداسازی یون مس از پساب صنعتی آزمایشگاهی می باشد. همچنین با استفاده از مواد ضایعاتی و دورریز سعی در کاهش قیمت ماده جاذب و افزایش عملکرد آن با استفاده از نانو ذرات می باشد. نانو کامپوزیت هیدروژل به همراه نانو ذرات رس (مونت مورینولیت) و سبوس گندم به روش پلیمریزاسیون درجا ساخته شد. رفتار تورمی و جذبی نانو کامپوزیت های تهیه شده، در محلولی از نمک مس مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به دست آمده گزارش شده است.

تولید پلی پروپیلن در راکتور های فاز گازی یکی از مهم ترین تکنولوژی هایی است که در صنعت پلیمریزاسیون مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. تکنولوژی راکتور چند بخشی چرخان فاز گازی (mzcr)به گونه ای طراحی شده است که با استفاده از آن ذراتی با قطر بین 2 تا 10 میلیمتر، با ساختاری لایه لایه که آن را به پیاز تشبیه کرده اند، تولید می شود که قطر هر یک از لایه های آن از میکرون تجاوز نمی کند. استفاده از این راکتورها در پلیمر شدن پروپیلن نه تنها صرفه اقتصادی به دلیل استفاده از یک راکتور را به دنبال دارد، بلکه در تولید کوپلیمرهای چند فازی ناهمگون، امکان بهینه سازی همزمان خواصی از قبیل مقاومت ضربه ای و مدول خمشی را فراهم می کند. با هدف پیش بینی فرایند پلیمریزاسیون در این راکتور در فشارهای بالا، مدلی بر مبنای انجام فرایند پلیمریزاسیون در قسمت بالارونده واحد تولید پلی پروپیلن فاز گازی بستر چرخان (اسفریزون) و با احتساب موازنه جرم و انرژی در این حالت (بستر سیال چرخان) نوشته می شود. این مدل می تواند رفتار هیدرودینامیکی سیالیت از نوع ضربه ای را به خوبی پیش بینی کند. همچنین در این مدل مشاهده می شود که با تغییر شرایط هیدرودینامیک سیال شرایط فرایند پلیمریزاسیون نیز تغییر می یابد. بنابراین تاثیر سرعت گاز بر روی میزان تولید و نرخ آن (شار تولید مواد جامد) بسیار اثرگذار است. در ادامه شبیه سازی بر مبنای حالات مختلف و شرایط متفاوت انجام شده است. مقادیر پایه ای برای پارامترهای ورودی در نظر گرفته شد (بر مبنای داده های ون پوتن و همکاران). شبیه سازی اولیه بر مبنای راکتور بشکه ای انجام شد. در این شبیه سازی فرض شد که کاتالیزور در قسمت بالارونده راکتور (قسمتی که واکنش اصلی در آن اتفاق می افتد) حضور داشته و شار ورودی ذرات جامد به راکتور صفر است. هدف بررسی نتایج با پیشگویی مدل برای اطمینان از نتایج بدست آمده از مدل است. سپس شبیه سازی با در نظر گرفتن رودی برای شار ذرات جامد در داخل راکتور (بالارونده) نظر گرفته شد. این شبیه سازی با هدف امکان سنجی مدل به منظور شبیه سازی راکتور در حالت بستر سیال ضربه ای انجام شد.

مولیبدن یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان است اما غلظت این عنصر در بافتهای گیاهی بسیار کم است. در آمریکا، کمبود مولیبدن در گیاهانی دیده می شود که بر روی خاک هایی با مواد مادری حاوی مولیبدن بسیار کم رشد کرده اند. این خاک ها معمولاً اسیدی بوده اما آهک دهی تنها، در این خاک ها، تا زمانی که همراه مولیبدن مصرف نشوند، افزایش عملکردی را موجب نشده است. زیادی مولیبدن در خاک تاثیری بر رشد گیاهان ندارد، اما زیادی غلظت این عنصر در علوفه بر متابولیسم مس در حیوانات تاثیر می گذارد. کمبود مس ناشی از مولیبدن در جانوران در مناطق جغرافیائی خاصی از جهان گزارش شده است. نقش مولیبدن در تغذیه گیاهی بر سوخت و ساز ازت، تشکیل کلروفیل و سوخت و ساز فسفر و آهن می باشد. در این پایان نامه با استفاده از توانایی هیدروژلها در کنترل رهایش مواد فعال از آن برای کنترل رهایش مولیبدن استفاده می شود. کنترل رهایش مولیبدن و رسانش هدایت شده آن به گیاه موجب افزایش رشد گیاه و در نتیجه زودتر به ثمر نشستن درختان میوه دار خواهد شد. هدف از این تحقیق ساخت نانو کامپوزیت هیدروژل بر پایه نشاسته، متاکریلیک اسید و نانو زئولیت a است که از آن برای کنترل رهایش مولیبدن استفاده می شود. با استفاده از آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترون پویشی و پراش اشعه ایکس ساختار شیمیایی و بلوری هیدروژل و نانو کامپوزیت هیدروژل مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر غلظت نشاسته، غلظت متآکریلیک اسید، درصد هیدرولیز متآکریلیک اسید با هیدروکسید پتاسیم، غلظت اتصال دهنده عرضی و همچنین تاثیر نانوزئولیت a به ترتیب بر خواص تورمی- رهایشی هیدروژل و نانوکامپوزیت هیدروژل تهیه شده مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از مقیاس نانو باعث شده است که کنترل رهایش بهتر صورت پذیرد. در نهایت نانو کامپوزیتی تولید شده است که می تواند کنترل کننده بهتری برای رهایش مولیبدن باشد.

در بخش اول این کارتحقیقاتی، یک سری از نانوکامپوزیت های زئولیت (peg)/ nayپلی اتیلن گلیکول و/mcm-41 (peg) پلی اتیلن گلیکول تهیه شدند. این مواد توسط روش های طیف سنجی مادون قرمز(ft-ir) ، پراش پرتو ایکس (xrd)، tga/dta و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند. سپس دارو های مترونیدازول و ایبوپروفن به عنوان مدل دارویی در داخل این نمونه ها بار گذاری شدند. در مرحله ی بعد میزان رهایش این داروها از نمونه های بارگذاری شده در محلول هایی با ph اسیدی برابر 2 و بافر فسفات برابر با 4/7 که مشابه ph محل عملکرد این داروها در بدن است توسط دستگاه uv/vis مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر عواملی چون ph و دما بر میزان رهایش دارو از نمونه ها در محدوده ph از 1 تا 12 و محدوده ی دمایی از 37 تا 40 درجه ی سلسیوس در فواصل زمانی مشخص و متوالی با استفاده از hplc و uv/vis مورد ارزیابی قرار گرفت. در بخش دیگر نانوکامپوزیت مغناطیسی زئولیت fe3o4/nay با نسبت های مولی مختلف تهیه شد و کامپوزیت تهیه شده توسط روش های ft-ir، xrd، tga/dta، sem وvsm مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت. سپس جهت تعیین بهترین نسبت مولی، کارایی این نمونه های مغناطیسی تهیه شده در جذب رنگدانه متیلن بلو بررسی شد و تاثیر دما، ph محلول، غلظت رنگ، زمان تماس و مقدار جاذب بر روی جذب متیلن بلو در داخل نمونه های تهیه شده مورد تحقیق قرار گرفت. نهایتا مکانیسم جذب در نمونه بهینه توسط همدماهای جذب لانگمویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت. در قدم بعدی برای بهبود خواصی همچون آب دوستی و زیست سازگاری و همچنین افزایش بازده جذب این نانوکامپوزیت، یک پوششی از کوپلیمر پلی اتیلن گلیکول و آکریلیک اسید روی آن ایجاد شد. نانو کامپوزیت مغناطیسی ،nay/fe3o4/aac-co-peg، با ترکیب درصد بهینه جهت ماکزیمم جذب متیلن بلو توسط روش های فوق شناسایی و بررسی شد. سپس بهترین شرایط ph ، دما، غلظت اولیه محلول متیلن بلو و مقدار جاذب جهت افزایش هرچه بیشتر جذب رنگدانه متیلن بلو به دست آمد. به منظور بررسی مکانیسم جذب از همدماهای لانگمویر و فروندلیچ استفاده شد. در نهایت فرآیند جذب متیلن بلو توسط نانو کامپوزیت مغناطیسی سنتز شده مورد بررسی های سینتیکی و تعادلی قرار گرفت.

مقدمه: نانوالیاف سلولز به صورت نانوکامپوزیتی جایگاه خود را در زمینه ی هیدروژل ها باز نموده است. هیدروژل های کشاورزی پایه آکریلاتی می باشند که نیازمند خواص ظرفیت جذب آب تعادلی، سرعت جذب آب، مقاومت مکانیکی و همچنین رهایش کنترل شده ی کود هستند لذا نیاز است تا اثر حضور نانو الیاف سلولز در هیدروژل های کشاورزی آکریلاتی مورد بررسی قرار گیرد و محدوده ی مناسب کاربرد این مواد در هیدروژل آکریلاتی تعیین گردد. علاوه بر نانو الیاف سلولز، اثر نانو ذرات رایج و متناسب با کاربرد کشاورزی نیز بررسی شده و نتایج با یکدیگر مقایسه شوند. مواد و روش ها: در مرحله ی اول این پژوهش نانوالیاف سلولز از منبع اولیه ی ساقه ی گندم به روش شیمیایی-مکانیکی تهیه شد. در مرحله ی دوم فرمولاسیون هیدروژل آکریلاتی جهت کاربری تعریف شده از لحاظ ظرفیت و سرعت جذب آب و استحکام مکانیکی کیفی بهینه سازی اولیه شد و پس از آن کود دی آمونیوم هیدروژن فسفات به عنوان نوعی کود ترکیبی در ساختار هیدروژل بهینه بارگذاری شد و رفتار رهایش یون فسفات از آن بررسی شد. در مرحله سوم به هدف بهبود خواص مورد انتظار از هیدروژل کشاورزی، تأثیر کوپلیمریزاسیون(1 تا 8 درصد وزنی مونومر) به کمک آکریل آمید و نانوکامپوزیت کردن به کمک نانو ذرات رایج زئولیتی(1 تا 8 درصد وزنی مونومر) و همچنین نانوالیاف سلولز آماده سازی شده (5/0 تا 4 درصد وزنی مونومر) در درصد های پایین بررسی شد. نتایج و بحث: با افزایش مقدار آکریل آمید سرعت رهایش فسفات اصلاح می شود ولی همچنان سرعت رهایش بیشتر از هیدروژل پایه است و از سوی دیگر با توجه به این که استحکام ژل متورم نیز کاهش یافت افزودن کومونومر آکریل آمید در محدوده ی درصد های مورد بررسی توانایی بهبود خواص مورد انتظار را ندارد. در اثر افزودن نانوذرات معدنی زئولیت ملاحظه شد، تا افزودن 2 درصد از این ماده، ظرفیت و سرعت جذب آب افزایش می یاید ولی استحکام تا اندازه ای کاهش می یابد. رفتار رهایش نیز در 2 درصد بهترین کنترل را اعمال می کند. لذا این محصول می تواند به عنوان کاربری تعریف شده پاسخگو باشد ولی تمام مشخصه های مورد انتظار در آن برآورده نمی شود و همانطور که در بالا ذکر شد استحکام در عوض افزایش ظرفیت و سرعت جذب آب کاهش یافت. نانوالیاف تهیه شده در این پژوهش دارای توزیع قطر پراکنده و قطر کمتر از 100 نانومتر می باشند. در اثر افزودن نانوالیاف سلولز مطابق بررسی های انجام شده ملاحظه شد افزودن 2 درصد از این ماده بدون کاهش استحکام و ظرفیت جذب آب، رفتار بهبود یافته در سرعت جذب آب داشت همچنین رفتار کنترل رهایش کود فسفات نیز حدود 30 درصد بهبود یافته است.

رایزر راکتور کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال (rfcc)به عنوان قلب این واحد شناخته می شود که در آن مواد سنگین و کم ارزش نفتی به مواد سبکتر و با ارزش تر تبدیل می شود . بررسی جریان در رایزر راکتور کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال (rfcc) پیچیده می باشد به گونه ای که در نتیجه این پیچیدگی ها ، پیش بینی عملکرد رایزر راکتور مشکل است . بنا بر این، فصل اول پایان نامه اختصاص دارد به مروری بر تحقیقات گذشته به گونه ای که با نظرات و دیدگاه های سایر محققین در این زمینه بیشتر آشنا می شویم . در فصل دوم این اثر ، مدلسازی هایی که حاصل پژوهش محققین در گذشته در این زمینه بوده ، ارائه و نتایج حاصل از آن ها مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است . هدف این پژوهش ، مدلسازی (cfd)رایزر کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال گردشی (rfcc) توسط نرم افزار با کد (comsol) می باشد . در فصل سوم این مطالعه ، شرایط مدلسازی ها و نحوه حل آن ها ارائه شده است .پس از حل مدلسازی های انجام یافته ، در فصل چهارم این تحقیق ، نتایج به دست آمده از مدلسازی ها جهت اعتبار سنجی ، با نمودارهای حاصل با داده های تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است . پس از اعتبار سنجی ، به منظور بررسی و کارایی بهتر مدل سازی های انجام یافته ، مدل سازی ها از نظر نوع شبکه بندی و ضریب درگ به کار برده شده در آن ها با هم مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج حاصل از آن ها ارزیابی شد . سایر پارامترهای عملیاتی حاصل از مدلسازی های انجام شده ، جهت بهبود کارایی فرایند رایزر راکتور کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال (rfcc) با هم مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و نتایج آن ها ارزیابی گشت .

کودهای شیمیائی با هر ترکیبی که باشند نمی توانند از بازدهی صد درصد برخوردار باشند. این واقعیت گریز ناپـذیر مخـصوصاً در مورد کودهای ازته (یا نیتروژن دار) مصداق کامل دارد. مقدار کل ازتی که در جریان مصرف کودهای ازته از دست می رود بین 30 تـا 50 درصـد تخمین زده می شود. بنابراین اساسی ترین راه حل برای مقابله با این مشکل آن است که نیتروژن مغذی را به اندازه کافی و نه بیشتر در اختیار گیاه قرار دهیم. اهمیت تولید کودهای آهسته رهش با توجه به راندمان پایین کودهای ازته و مضرات استفاده زیاده از حد آنها به محـیط زیـست و صرفه اقتصادی بالا بدیهی می باشد. در این زمینه با اضافه کردن رزین اوره فرمالدهید تغلیظ شده (85ufc-) به اوره مذاب و تولید کودهای آهسته رهش یا کندرها (slow released fertilizers) هدف ما به بهترین شکل تأمین خواهد شد. در این پروژه، ابتدا فرآیند گرانول کردن و کیفیت مواد اولیه بویژه رزین اوره فرمالدهید تغلیظ شده (85ufc-) و پارامترهای موثر بر آن (دما، ویسکوزیته،ph ، درصد وزنی فرمالدهید) و تغییرات آنها بر گردوغبار و خواص مکانیکی گرانول اوره تولید شده، سطح سلامتی کارکنان و صرفه اقتصادی پتروشیمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رزین مورد استفاده در فرآیند به علتهای مختلف، مانند ورود آب و عدم کنترول دمایی، تغییرات ph و ویسکوزیته کیفیت لازم را ندارد، همچنین در طی فرآیند گرانول سازی مشخص شد مقاومت مکانیکی محصول تولید شده با درصد وزنی آب موجود در گرانول اوره رابطه عکس دارد. در نهایت به منظور بهبود بخشیدن به کاهش گردوغبار و افزایش خواص مکانیکی گرانول اوره، افزایش کیفیت رزین مورد استفاده در گرانول سازی، و کاهش رطوبت در گرانول اوره بررسی شد. نتایج تجربی بدست آمده مطابقت خوبی با اهداف تعیین شده داشت.

در این پژوهش حدف فلزات سنگین به کمک تلفیق روش تعویض یونی-نانو غشایی صورت گرفت. بدین سبب هیدروژل های تبادل یونی ساخته شد و برای افزایش خواص مکانیکی و کارایی ان ها نانو ذرات مونت موریلونیت و کلینوپتیلولیت و نانو الیاف سلولز اضافه گردید و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت افزایش کیفیت آب خروجی، اب در مرحله بعد از سیستم نانو غشایی عبور داده شد.

در این پژوهش با به کار گیری سه ماده ی نانو الیاف سلولز ساخته شده - مونومر صنعتی اکریلیک اسید و پلیمرهای خطی به ساخت هیدروژلی به منظور جذب و رهایش منظم و بهینه پرداخته شد. در نهایت خواص این ماده ی ساخته شده با دیگر هیدروژل های همراه با الیاف سلولز و نانو ذرات زیولیت مقایسه و مشاهده شد که خواص فیزیکی و مکانیکی ان بهتر و بهینه شد.

در این پژوهش به بررسی میزان جذب پلی آکریل آمید سولفونه و عامل فعال کننده سطحی بر روی سنگ مخزن نفتی و بر همکنش این دو بر یکدیگر در آزمایشات جذب استاتیکی پرداخته شده است. در ابتدا جذب استاتیک و تاثیر عواملی چون غلظت پلیمر، میزان شوری محیط، دما و اختلاط بررسی شده و در ادامه برای بهبود این فرآیند از سورفکتانت ها استفاده و نیز عوامل غلظت سورفکتانت، شوری، دما و اختلاط به صورت جدا گانه بررسی شد .

کم آبی و خشکسالی های متوالی باعث گشته که اکثر نقاط جهان در حال حاضر با خطرات خشکی روبرو گردد. جهت استفاده بهینه از منـابع آبـی در دسترس، لازم است برنامه ریزی مناسبی را ارائه داد. در جهت افزایش میزان کارایی آب از مواد مختلفی استفاده مـی شـود، یکی از ایـن مـواد پلیمرهـای سوپرجاذب بوده که در سطح وسیعی در جهان مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد ضمن قرار گرفتن در خاک و جذب آب ثقلی و غیر قابل استفاده برای گیاه می توانند در زمان کم آبی به راحتی آب ذخیره شده را در اختیار گیاه قرار داده و از تنش های وارده و تقلیل عملکرد تا حدود زیادی جلوگیری نمایند.پلیمر های آبدوست می توانند خصوصیات خاک را تغییر دهند ، این توانایی به این جهت است که آن ها می توانند چندین برابر وزن خود آب جذب کنند ،هیدروژل ها می توانند نفوذپزیری, چگالی, ساختمان خاک,فشردگی و مقدار تبخیر از خاک را تحت تاثیر قرار دهند. هدف اصلی از افزودن سوپر جاذب ها به خاک افزایش توانایی نگهداری آب درخاک است.

از پلیمرها به طور وسیع برای رها سازی کنترل شده انواع داروها استفاده می شود. در این موارد معمولا عامل فعال در ماتریکس پلیمری پخش می شود. میزان رها سازی دارو به نوع پلیمر و درصد وارد شدن عامل فعال در آن بستگی دارد. مواد متخلخل با ساختارهای مشخص گزینه های خوبی برای ذخیره و رها سازی مولکول های میهمان آلی به شمار می روند. زئولیت ها نانو ساختارهایی با زمینه بلوری و شامل چهار وجهی های sio4 و alo4می باشند. حضورal در زمینه زئولیت باعث باردار شدن آن و توانایی مبادله کاتیون در آن می شود. تبادل یون می تواند به عنوان عاملی جهت رهاسازی دارو مورد استفاده قرار گیرد. هر چه توانایی تبادل یون زئولیت بالاتر باشد، عامل فعال بهتر در آن وارد می شود. خاصیت تبادل یون زئولیت ها سبب می شود که از آنها به طور گسترده برای رها سازی انواع داروها استفاده شود. علاوه بر زئولیت ها مزوپورهایی مانند mcm-41 نیز برای رها سازی کنترل شده دارو به کار برده می شوند. در این پروژه ابتدا داروی مترونیدازول در حفرات زئولیت y و مزوپور mcm-41 قرارگرفته وسپس نانوکامپوزیت هایی از زئولیت y همراه با دارو و پلیمر peg (پلی اتیلن گلی کول) و نیزaam (اکریل آمید) همچنین نانوکامپوزیت هایی از mcm-41همراه با دارو و پلیمر peg (پلی اتیلن گلی کول) وهمین طور aam (اکریل آمید) تهیه شدند. نانو کامپوزیت های پلیمری تهیه شده، توسط روشهای طیف سنجی مادون قرمز (ft-ir) و آنالیز حرارتی (tga) مورد شناسایی قرار گرفتند. مطالعات اسپکتروسکوپی ft-ir نشان دادند که دارو به طور موفقیت آمیز با زئولیت و mcm-41 پیوند برقرار کرده و هیچ گونه تغییری در ساختار مولکولهای مترونیدازول موجود در این ترکیبات ایجاد نشده است. با کمک ترموگرام tga رفتار گرمایی هر یک از این نانوکامپوزیت های پلیمری بررسی شد و میزان داروی جذب شده بر روی هر یک از این پلیمرها بدست آمد. پس از آن میزان رها سازی این دارو در محیط آبی و همچنین محلول هیدرکلریک اسید 1/0 نرمال بررسی شد. میزان رهاسازی دارو در نانوکامپوزیت های پلیمری که شامل mcm-41 بود در مقایسه با نانو کامپوزیت های پلیمری حاوی زئولیت بیشتر انجام شد.