نام پژوهشگر: محسن محسن نیا

مطالعه تجربی و تئوری ضریب توزیع داروهای دنپزیل، ریواستیگمین، آتنولول و پروپرانولول در فازهای آبی و آلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان 1388
  بهاره گرگیج   محسن محسن نیا

ضریب توزیع معیاری برای میزان انحلال ماده مورد نظر در دو فاز آلی و آبی است و به عنوان یک ثابت فیزیکی در نظر گرفته می شود. ضریب توزیع آب و اکتانول po/w یکی از خواص شیمی فیزیکی قابل قبول، برای اندازه گیری آب گریزی ترکیبات شیمیایی است و همچنین گزینه مفیدی برای تخمین توزیع داروها در بدن می باشد. اندازه گیری ضریب توزیع داروهای دنپزیل، ریواستیگمین، پروپرانولول و آتنولول با استفاده از طیف سنجی ماوراءبنفش و همچنین تعیین حلالیت داروهای مذکور در آب و اکتانول در دمای 25، 37 و 41 درجه سانتی گراد بررسی شده است. تعادل مایع-مایع برای سیستم های سه تایی (اکتانول+دنپزیل+آب)، (اکتانول+ریواستیگمین+آب)، (اکتانول+پروپرانولول+آب) و (اکتانول+آتنولول+آب) مورد بررسی قرار گرفته است. داده های تجربی با مدل های ضریب فعالیت nrtl و uniquac مقایسه گردیده اند که نتایج تجربی با مدل nrtl تطابق بیشتری داشته اند و پارامترهای برهمکنش هر یک از مدل ها ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهند ضریب توزیع داروهای دنپزیل و ریواستیگمین برای ورود به سیستم اعصاب مرکزی مناسب می باشند و ضریب توزیع داروهای آتنولول و پروپرانولول نقش مهمی در قدرت اثر و میزان اختصاصی این داروها در بدن دارند.

سنتز و شناسایی نانوپودر مس و اکسید مس به روش کاهش شیمیایی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1389
  امیررضا شاهین ورنوسفادرانی   محسن محسن نیا

در این پژوهش نانوپودر مس و اکسید مس به وسیله کاهش شیمیایی سولفات مس توسط فرمالدهید به عنوان عامل کاهنده، در حضور اتیلن دی آمین تترا استیک اسید به عنوان عامل کمپلکس ساز و در محیط بازی سنتز گردید. اثر پارامترهای مختلف مانند غلظت سود و فرمالدهید، دمای واکنش، التراسوند، غلظت سولفات مس و edta، و همچنین اثر افزودن سورفکتنت های آنیونی سدیم دودسیل سولفات(sds)، کاتیونی ستیل تری متیل آمونیم برماید(ctab) و عامل پلیمری پلی وینیل پیرولیدن(pvp) و غلظت های مختلف sds بر اندازه و مورفولوژی نانوذرات و نانوساختارها بررسی شد. اثر تغییر ترتیب افزودن مواد اولیه به یکدیگر و اثر افزودن فرمالدهید به صورت قطره قطره به جای افزودن ناگهانی نیز بررسی گردید. سپس آزمایش هایی جهت امکان نیمه صنعتی نمودن سنتز نانوپودر مس و اکسید مس به روش کاهش شیمیایی ازجمله اثر اسپری کردن مخلوط واکنش حین تشکیل ذرات و نیز اثر تبخیر ناگهانی مخلوط به وسیله پاشش بر روی صفحه داغ انجام شد. در پایان نیز دستگاه خشک کن پاششی ساخته شد و روش خشک کردن سریع مخلوط، برای سنتز نانو پودر اکسید مس در مقیاس نیمه صنعتی بررسی گردید. شبکه های کریستالی و خلوص نانوپودر حاصل به وسیله آنالیز xrd بررسی و اندازه ذرات به کمک معادله شرر تخمین زده شد. حضور اکسید مس در نمونه نیز توسط آنالیز ft-ir بررسی شد. اندازه و مورفولوژی ذرات سنتز شده توسط sem مورد بررسی قرار گرفت و تشکیل ذرات در مقیاس نانو به کمک این آنالیز تایید گردید.

بررسی سینتیکی و ترمودینامیکی اثر آرسنیک تری اکسید بر روی انسولین انسانی در پیدایش بیماری دیابت
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان 1389
  عطیه مطهری نژاد   محسن محسن نیا

آرسنیک (as) فلزی سمی می باشد که در طبیعت با ظرفیت های شیمیایی مختلفی وجود دارد. در این بین آرسنیک سه ظرفیتی (as (iii)) برای انسان خطرناک بوده و باعث پخش سرطان پوست و اندام های داخلی می شود. آب آشامیدنی دارای درصد بالایی از آرسنیک سه ظرفیتی بوده و آلودگی های صنعتی، منبع اصلی ورود این فلز به آلودگی های محیطی جهان است. در سال 1994 لای و همکارانش طی پژوهشی در تایوان، دریافتند که بین تجمع آرسنیک سه ظرفیتی و شیوع بیماری دیابت در بیمارانی که از آب آشامیدنی حاوی آرسنیک سه ظرفیتی استفاده کرده اند، رابطه مستقیم وجود دارد. از آن جا که بیماری شایع دیابت نوع دو مرتبط با عملکرد پروتئین انسولین می باشد، در این پژوهش اثر آرسنیک سه ظرفیتی بر انسولین مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا از روش های دو رنگ نمایی دورانی، الکتروفورز در ژل پلی اکریل آمید و ولتامتری چرخه ای بهره گیری شده است. نتایج حاصل از انجام طیف سنجی دو رنگ نمایی دورانی در ناحیه فرا بنفش دور و نزدیک و نیز الکتروفورز در ژل پلی اکریل آمید نشان داد که آرسنیک می تواند سبب گسسته شدن پیوند دی سولفید بین دو زنجیره a و b گردد. به دنبال این نتایج، آزمایشات ولتامتری چرخه ای و محاسبات ترمودینامیکی و سینتیکی و انتقال الکترون نشان داد که مقدار انرژی آزاد گیبس جذب آرسنیک تری اکسید توسط انسولین kj/mol 98/57- است. این مقدار نسبتا بزرگ نشان دهنده جذب بالای انسولین در حضور آرسنیک تری اکسید می باشد. هم چنین مقدار متوسط پارامتر سینتیکی ks که نشان دهنده ثابت سرعت انتقال بار در واکنش انسولین در حضور آرسنیک تری اکسید است s-1 816/2 به دست آمد . بر اساس نتایج به دست آمده مشخص گردید که آرسنیک تری اکسید می تواند از طریق گسستن پیوند دی سولفید موجود در انسولین مانع از اثر بخشی انسولین در بدن و سبب ایجاد بیماری دیابت گردد.

بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر خواص نانوکامپوزیت های پلی (وینیل کلراید)- خاک رس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده علوم 1388
  نرگس nobakht   محسن محسن نیا

در سال های اخیر، تحقیقات بر روی نانوکامپوزیت های پلیمر- خاک رس توجه زیادی را به خود جلب کرده است و این به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و شیمی فیزیکی بهبود یافته این پلیمر ها نسبت به پلیمر خالص و کامپوزیت های معمولی است. پلی وینیل کلراید (pvc) جزء یکی از پراهمیت ترین پلاستیک هاست که دارای مقاومت شیمیایی و خواص فیزیکی عالی می باشد. با وجود این، خواص pvc می تواند توسط پخش نانوذرات خاک رس (clay) مانند سدیم مونت موریلونیت (na-mmt) و مونت موریلونیت آلی دوست (o-mmt) در ماتریس پلیمری بهبود یابد. اگرچه تحقیقات زیادی بر روی نانوکامپوزیت های پلیمری انجام شده است، ولی تاکنون توجه زیادی در مورد تأثیر na-mmt و o-mmt بر روی خواص نانوکامپوزیت های pvc نرم صورت نپذیرفته است. در این تحقیق، نانوکامپوزیت های پلی (وینیل کلراید)- خاک رس توسط روش اختلاط مذاب و با استفاده از na-mmt و دو نوع مختلف o-mmt تهیه شده است. روش طراحی آزمایش تاگوچی نیز به منظور بهینه کردن تعداد آزمایشات و تحقیق بر روی تأثیر پارامترهای مختلف بر روی خواص نانوکامپوزیت ها مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای مورد نظر در این تحقیق عبارتند از: نوع خاک رس، درصد خاک رس و وزن مولکولی پلیمر. در راستای این پروژه ساختار نانوکامپوزیت های پلیمر- خاک رس تهیه شده توسط تفرق اشعه ایکس (xrd) مورد تحقیق قرار گرفت. خواص مکانیکی، حرارتی و فیزیکی نیز مورد بررسی قرار گرفتند.

تهیه و شناسایی نانوپودر مس تولید شده به روش الکتروشیمیایی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1389
  زهرا قاضی زاهدی   محسن محسن نیا

چکیده ذرات پودر مس توسط چندین روش بدست می آیند. یکی از این آنها، روش الکتروشیمیایی می باشد. در این روش ها، داشتن سل الکتروشیمیایی و الکترولیت حاوی یونهای فلزی مورد نظر، ضروری می باشد. سل الکتروشیمیایی حاوی سه الکترود کار، کمکی و مرجع است. با اعمال پتانسیل و یا جریان مناسب بر روی سلول الکتروشیمیایی، اتمهای فلز موجود در الکترولیت، روی سطح الکترود کار می نشینند. اگر ما از پتانسیل و یا جریان های بالا استفاده کنیم، ذرات کوچک می شوند. هرچه پتانسیل و یا جریان بزرگتری بر روی سل الکتروشیمی وارد کنیم، سایز ذرات حاصله کوچکتر می شود. بنابراین ما می توانیم با افزایش بیشتر آن، ذرات در مقیاس نانو داشته باشیم. چندین پارامتر بر روی کیفیت رسوب حاصله تاثیر می گذارد. مانند دانسیته جریان، دما، مواد افزودنی و شکل موج پتانسیل و یا جریان اعمالی. در این مطالعه ما به بررسی اثر این فاکتورها می پردازیم. میکروسکوپ الکترون روبشی جهت مشاهده مورفولوژی وسایز ذراتن نانوی مس تولید شده استفاده شده است. تکنیک پراش اشعهx هم جهت بررسی میزان خلوص ذرات نانوی مس استفاده شده است. کلمات کلیدی: پودر نانوی مس، رسوب الکتریکی، غلظت، هیدروژن آزاد شده، مورفولوژی، میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعهx

تخمین پارامترهای برهمکنش بین مولکولی سیستمهای چند جزئی در تعادل مایع-مایع با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1389
  سمیه دارابی   محسن محسن نیا

چکیده در این تحقیق، روش بهینه سازی کلی برای تخمین پارامترهای برهمکنش بین مولکولی مدل های uniquac و nrtl ، برای سیستمهای تعادلی مایع- مایع در چندین دمای مختلف به کار برده می شود . این روش بر اساس الگوریتم ژنتیک برای مطالعه رفتار فازی سیستم های چند جزئی و چند فازی بسط داده می شود . روش بهینه سازی کلی به وسیله الگوریتم ژنتیک بر روی پانزده سیستم سه جزئی آروماتیکی و شش سیستم چهار جزئی با پیوندهای هیدروژنی آزمایش گردید .این روش به هیچ حدس اولیه ای نیاز ندارد و فقط رنج پایین و بالای پارامترها باید مشخص شود . تابع عامل و تابع خطای (rmsd) محاسبه شده برای این سیستمها، نسبت به آنچه که در مقالات ذکر شده مقایسه گردید و به طور قطع مقادیر تابع خطا به دست آمده از روش الگوریتم ژنتیک بهتر از آنچه در منابع گزارش شده است، می باشد . همچنین یک مدل ترمودینامیکی جدید در این تحقیق معرفی شده است که پارامترهای برهمکنش برای شش سیستم با پیوندهای هیدروژنی به وسیله این مدل محاسبه شده است . مقادیر تابع خطا و داده های تعادلی محاسبه شده به وسیله این مدل بهتر از مدل های uniquac و nrtl می باشند . کلمات کلیدی : تعادل مایع - مایع ، ضرایب فعالیت، تخمین پارامترها ، الگوریتم ژنتیک

جابجایی استری روغن های گیاهی با استفاده از کاتالیزورهای ناهمگون اکسید فلزات
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1390
  هاجر هاتفی اردکانی   محسن محسن نیا

دراین پژوهش سوخت زیستی یا بایو دیزل با استفاده از روغن گیاهی ذرت در واکنش جابجایی استری تولید شد.کاتالیزورهای مورد استفاده قرار گرفته اکسید منیزیم،اکسید روی و پنج نوع کاتالیزور مخلوط این دو اکسید فلز با درصدهای متفاوت بود.تمامی این کاتالیزورها به روش هم رسوبی تولید شدند.جابجایی استری واکنش یک تری گلیسرید (روغن های گیاهی یا چربی های حیوانی) با یک الکل است که منجر به تولید بایو دیزل و گلیسیرین می شود. در این پروژه از روغن گیاهی ذرت و متانول برای واکنش جابجایی استری استفاده شد. ابتدا متانول را با کاتالیزور مخلوط و سپس روغن را اضافه نمودیم و در زمان های معینی از آزمایش نمونه گیری کردیم. نمونه ها ابتدا با دستگاهnmr و سپس ضریب شکست آنالیز شدند و پس از آن نسبت بهینه الکل و میزان بهینه کاتالیزور و همچنین میزان کاهش بازده در دو بار استفاده از کاتالیزور برای واکنش هایی که با اکسید منیزیم و اکسید روی خالص انجام گرفت گزارش شد. نسبت بهینه کاتالیزور برای اکسید منیزیم 5 و میزان الکل بهینه نسبت مولی 30 از الکل به روغن و برای کاتالیزور اکسید روی میزان کاتالیزور بهینه 9 درصد وزنی و الکل بهینه 15 به دست آمد. همچنین بهترین نسبت برای کاتالیزور های مخلوط این اکسید فلزات نسبت اکسید منیزیم 75/0- اکسید روی 25/0 گزارش شد.

تهیه، مطالعه سینتیکی و خصوصیات شیمی فیزیکی نانوکامپوزیت های پلیمری و کوپلیمری وینیل استات و متیل متاکریلات
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان 1390
  فاطمه سادات سیدمحمد دولابی   محسن محسن نیا

در طی دو دهه گذشته، گسترش فعالیت های صنعتی و اقتصادی در جهان و تقاضای روز افزون برای دست یافتن به مواد جدید و ارزان موجب ترکیب پلیمر ها با پرکننده های معدنی شده تا عملکرد کامپوزیت های کاربردی( خواص مکانیکی، استحکام و حرارتی) بهبود یابد و این امر باعث توجه روز افزون به این مواد از جانب صنعت و دانشگاه شده است .در این مطالعه، نانوکامپوزیت های (پلی وینیل استات)/خاک رس، کوپلیمر (وینیل استات-بوتیل آکریلات)/خاک رس، کوپلیمر (وینیل استات-متیل متاکریلات)/خاک رس و کوپلیمر (استایرن -متیل متاکریلات)/خاک رس با درصدهای مختلف پرکننده تولید شده است. در ادامه کار نانو ذرات مغناطیسیcofe2o4، coznfe2o4 و niznfe2o4 سنتز شده اند و از آن ها به عنوان پرکننده در تهیه نانوکامپوزیت های مغناطیسی استفاده گردیده است که نتایج حاکی از این امر بود که تولید نانوکامپوزیت های پلیمری مغناطیسی با موفقیت انجام گردیده است. برای مطالعه نانوساختار ترکیبات سنتز شده از آزمون های xrd،ft.ir ، afm، sem و temاستفاده شده است. نتایج آزمون xrd بیانگر افزایش فاصله لایه های رسی بوده و ساختار اکسفلیت را در مورد نمونه ها تأیید کرده است. برای مطالعه نحوه ی پراکندگی نانو ذرات از آزمون tem استفاده شد که توزیع مناسب ذرات به وسیله آن مشاهده شد. از آزمون های تکمیلی دیگری نظیر ft.ir برای بررسی ساختار و از آزمون sem برای بررسی مورفولوژی استفاده گردیده است در مورد نمونه های نانوکامپوزیت / خاک رس ساختار ماتریس کروی مانند مشاهده شده است. در این مطالعه از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی بیشتر ساختار و توپولوژی نمونه ها استفاده گردید. در مقایسه ای که بین ماتریس خالص پلیمری پلی وینیل استات و نانوکامپوزیت پلی وینیل استات/خاک رس انجام شد، نتایج بیانگر کوچک تر شدن ذرات تشکیل دهنده ماتریس درنانوکامپوزیت ها بود. در قسمت دیگری از کار مواد نانوکامپوزیتی و ماتریس های پلیمری مورد مطالعه سینتیکی قرار گرفته اند و اثر عوامل مختلف بر سرعت واکنش مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش غلظت آغازگر در ماتریس پلیمری پلی وینیل استات، باعث کاهش در جرم مولکولی و افزایش در ویسکوزیته و سرعت واکنش می گردد، بر اساس محاسبات انجام شده مرتبه سرعت آغازگر در واکنش پلیمریزاسیون 632/0 تعیین گردیده است. بررسی سینتیکی در نانوکامپوزیت ها نشان داد که افزایش خاک رس در مقایسه با پلیمر خالص باعث تسریع در سرعت واکنش می گردد و با افزایش خاک رس سرعت پلیمریزاسیون افزایش می یابد. در بررسی سینتیکی کوپلیمریزاسیون (وینیل استات – بوتیل آکریلات) مشخص شد که افزایش غلظت آغازگر و امولسیفایر همانند پلیمریزاسیون پلی وینیل استات باعث تسریع در عمل پلیمریزاسیون می گردد و مرتبه واکنش نسبت به آغازگر و امولسیفایر به ترتیب 670/0 و 343/0 تعیین گردید. در مورد نانوکامپوزیت های (وینیل استات-متیل متاکریلات) آزمون dmta به منظور بررسی پایداری مکانیکی و حرارتی انجام گردید که نتایج نشان داد با افزایش خاک رس پایداری مواد افزایش پیدا کرده است. به منظور بررسی پایداری حرارتی نانوکامپوزیت های (وینیل استات-بوتیل آکریلات) از تست tga استفاده گردید. نتایج بیانگر این مسئله بود که حضور خاک رس پایداری حرارتی را افزایش داده و تخریب مواد در دمای بالاتر اتفاق افتاده است. برای بررسی پایداری نانوکامپوزیت های پلی وینیل استات/خاک رس از آزمون dscاستفاده گردید و نتایج نشان داد با افزایش خاک رس دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد که دلیلی بر پایداری و استحکام مواد می باشد.

تهیه نانوکامپوزیتهای پلی پروپیلن و بررسی خواص مکانیکی،حرارتی و آتش پذیری آنها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان 1390
  fبهاره برهانی   محسن محسن نیا

در سال های اخیر، تحقیقات بر روی نانوکامپوزیت های پلیمری توجه زیادی را به خود جلب کرده است و این به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و شیمی فیزیکی بهبود یافته این پلیمرها نسبت به پلیمر خالص و کامپوزیت های معمولی است. در دهه های گذشته توجه محققان بر روی نانوکامپوزیت های پلیمری- خاک رس متمرکز بوده است در حالیکه در چند سال اخیر توجه به سمت انواع دیگر نانوذرات معدنی به منظور بهبود خواص جلب شده است. پلی پروپیلن (pp)، پلیمری ترموپلاستیک است و این پلیمر متعلق به گروه ترموپلاستیک های پرمصرف می باشد، پلی پروپیلن به علت دارا بودن مجموعه مناسبی از خواص و قیمت، بیشتر مورد توجه محققین و صنعت-گران قرار گرفته است. با وجود این، خواص پلی پروپیلن می تواند توسط پخش نانوذرات معدنی گوناگون در ماتریس پلیمری بهبود یابد. در این پژوهش، نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن با استفاده از چند نانوذره ی سنتزی توسط روش اختلاط مذاب تهیه شده است. این نانوذرات به دو گروه متفاوت اسپینل ها و هیدروکسیدهای دو لایه ای تعلق دارند که شامل نانوذرات mgal_2 o_4 .mgo و ni / al ldh و o- ni / al ldh می باشند که توسط روش هم رسوبی تهیه شده است. در راستای این پژوهش، ساختار نانوکامپوزیت های تهیه شده توسط الگوی پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفته شد. در این پژوهش خواص مکانیکی، حرارتی و قابلیت آتش گیری نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج حاصل در مورد بعضی از نمونه ها با یکدیگر مقایسه شد.

سنتز و بررسی خواص و کاربردهای پلی اترسولفون (pes)و نانوکامپوزیت های pes/نانوذرات اکسید فلزی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1390
  فاطمه سادات شریعتمدار مرتضوی زواره   محسن محسن نیا

پلی اترسولفون (pes) به دلیل خواص ممتاز و ویژه ی خود به صورت گسترده در صنایع غشایی استفاده می شود. اما عیب بزرگ این پلیمر، آب گریزی آن است که گرفتگی سطحی غشاها را به دنبال دارد. بنابراین ترکیب pes با نانوذرات اکسید فلزی و تشکیل نانوکامپوزیت های پلیمری، روشی مناسب برای حذف این مشکل است. در این مطالعه، pes را از روش پلیمریزاسیون تراکمی و نانوکامپوزیت pes/sio2 را به وسیله ی پلیمریزاسیون درجا، در حمام پارافین و در دمای 0c160 سنتز کردیم. نانوذرات استفاده شده در ساختار نانوکامپوزیت، ذرات سیلیکا بودند که با استفاده از روش سل-ژل و کلسینه شدن در دمای 0c550، آماده شدند. اثر حضور ذرات سیلیکا بر میزان افزایش آب دوستی pes را با استفاده از روش tea-bag و همچنین توانایی جذبی نانوکامپوزیت در حذف یون مس از محلول آبی آن را به کمک تیتراسیون با edta، بررسی کردیم. تایید سنتز pes و میزان خلوص آن با استفاده از طیف های ir، رزونانس مغناطیسی هسته (nmr)، کروماتوگرافی لایه ی نازک (tlc) و تفرق اشعه ی ایکس (edx) بررسی شد. آنالیز xrd، ساختار کریستالی پلیمر و آنالیز گرماسنجی روبشی دیفرانسیلی (dsc)، مقاومت حرارتی آن را نشان داد. وزن مولکولی پلیمر را به روش ویسکومتری تعیین کردیم. با استفاده از معادله شرر و آنالیز xrd، اندازه ی ذرات سیلیکا و به کمک تصاویر fesem، توزیع اندازه ی ذرات تخمین زده شد. برای تعیین ویژگی های ساختاری و حرارتی نانوکامپوزیت، از آنالیزهای xrd، edx، dsc و fesem، استفاده کردیم. نتایج نشان داد که حتی شرکت مقدار کمی از نانوذرات (wt%2) در ساختار pes، خواص حرارتی و آب دوستی آن را به میزان مطلوبی افزایش داد.

سنتز و تعیین ویژگی های غشاهای نانوکامپوزیتی زئولیت – پلیمر برای جداسازی گاز
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1390
  جعفر باغبانی آرانی   محسن محسن نیا

جداسازی گازهای نیتروژن – متان از جمله فرآیندهای بسیار مهم و پرکاربرد در زمینه ارتقای گاز طبیعی و افزایش ارزش حرارتی آن می باشد. استفاده از غشاهای شبکه آمیخته در این جداسازی می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک فراوانی کند. در این راستا، در این تحقیق غشاهای شبکه آمیخته از پلی کربنات (pc) حاوی نانوذرات زئولیت a و همچنین غشای pc حاوی نانوذرات zsm-5 ، تهیه و رفتار تراوایی و گزینش پذیری آنها برای گازهای نیتروژن، متان و کربن دی اکسید مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت مشخص شد که افزودن ذرات پرکننده می تواند تراوایی و گزینش پذیری غشای pc خالص را بهبود بخشد. به عنوان مثال تراوایی نیتروژن در غشای pc خالص از 27/0 بارر به 325/0 بارر در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد نانو ذرات زئولیت a می رسد. با ادامه افزایش میزان نانوذرات و در نتیجه افزایش حجم-های آزاد و فضاهای خالی ایجاد شده در غشای حاوی 2% وزنی نانوذرات تراوایی به 342/0، در غشای 3% وزنی به 378/0 و در غشای 4% وزنی به 456/0 بارر می رسد. این افزایش در مورد گازهای متان و کربن دی اکسید نیز مشاهده می گردد. در حالی که گزینش پذیری تا ترکیب 3% وزنی افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد. همچنین غشای شبکه آمیخته pc حاوی ذرات زئولیت zsm-5، تراوایی گاز نیتروژن در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد وزنی زئولیت به 34/0 رسیده است که افزایش 92/25 درصد تراوایی را نشان می دهد. برای گازهای متان و کربن-دی اکسید نیز به ترتیب تراوایی از 41/0 و 8/8 بارر به 521/0 و 26/11 بارر می رسد که افزایش 07/27 و 95/27 درصدی را نشان می دهد و گزینش پذیری در همان محدوده غشای خالص pc باقی می ماند و مقدار ناچیزی افزایش می یابد. در این غشای آمیخته نیز انتظار بر افزایش گزینش-پذیری وجود دارد. البته این افزایش فقط در ترکیب 1% وزنی مشاهده شد و در بقیه ترکیب درصدها با کاهش گزینش پذیری مواجه شدیم.

تهیه و بررسی رفتار فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت های zno-ag و اکسیدهای فلزی-zno
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1391
  نجمه حسینی   محسن محسن نیا

فعالیت فتوکاتالیستی zno توسط تکنیک های متنوعی مانند دوپ کردن با غیرفلزات، افزودن فلزات واسطه و کامپوزیت کردن با نیمه هادی ها بهبود می یابد. کامپوزیت کردن اکسیدهای نیمه هادی متفاوت، می تواند شکاف نواری را کاهش و دامنه ی جذب در ناحیه ی نور مرئی را گسترش دهد و منجر به جداسازی بیشتر جفت الکترون-حفره و رسیدن به فعالیت فتوکاتالیستی بالا شود. در این پژوهش، در ابتدا نانوساختارهای zno با غلظت های متفاوت سدیم هیدروکسید، جهت تعیین غلظت بهینه ی آن، به روش هیدروترمال تهیه شد و سپس نانوکامپوزیت های zno-cuo، zno-nio، zno-cdo و zno-ag با نسبت های مولی متفاوت از نمک های (cu/zn)، (ni/zn)، (cd/zn) و (ag/zn) تهیه شدند. برای بررسی فعالیت فتوکاتالیستی نانوساختارهای تهیه شده، تخریب رودامین b به عنوان مدلی از یک آلاینده در برابر نور مرئی و فرابنفش مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش نانوساختارهای zno به روش هیدروترمال تهیه شد. اندازه کریستال-های به دست آمده با استفاده از رابطه ی شرر تقریبا nm6/26 تخمین زده شد. سپس با استفاده از روش هیدروترمال و با درنظر گرفتن تمامی شرایط ایجاد شده برای تهیه نانوساختارهای zno خالص، نانوکامپوزیت های zno-cuo، zno-nio، zno-cdo و zno-ag تهیه شدند. اندازه ی کریستالی نانوکامپوزیت های به دست آمده با استفاده از رابطه ی شرر برای zno nm8/32 و برای cuo برابر با nm3/35، nio برابر با nm8/30، cdo برابر با nm0/29 و ag برابر با nm5/28 تخمین زده شد. با استفاده از نتایج به دست آمده، نمونه های بهینه از نظر رفتار فتوکاتالیستی، بر اساس تخریب رودامین b در مقابل نور مرئی و فرابنفش، مشخص شد. در مرحله اول مقادیر مختلفی از غلظت سدیم هیدروکسید، جهت تهیه و تعیین بهترین نانوساختارهای zno، از نظر رفتار فتوکاتالیستی، به کار گرفته شد، که در نهایت غلظت m88/0 سدیم هیدروکسید به عنوان غلظت بهینه انتخاب شد. به طوری که توانست پس از مدت زمان 50 دقیقه، در نور فرابنفش 62/96 درصد، وپس از مدت زمان 180 دقیقه، در نور مرئی،13/71 درصد از آلاینده رودامینb را تخریب کند. در مرحله دوم نانوکامپوزیت های zno-cuo با نسبت های مولی متفاوت از (cu/zn)، جهت تعیین نسبت بهینه ی نانوکامپوزیت ها از نظر رفتار فتوکاتالیستی تهیه شد. نسبت بهینه تحت نور مرئی 40/0 و در حضور نور فرابنفش 30/0 تشخیص داده شد به طوریکه توانست در مدت زمان 180 دقیقه، 78/97 درصد و در مدت زمان 50 دقیقه، 50/98 درصد از آلاینده رودامینb را به ترتیب تحت نور مرئی و فرابنفش، تخریب کند. در مرحله سوم نانوکامپوزیت های zno-nio، با نسبت های مولی متفاوت از (ni/zn)، برای تعیین نسبت بهینه ی نانوکامپوزیت ها از نظر رفتار فتوکاتالیستی تهیه شد. نسبت بهینه در حضور نور مرئی، 20/0 تشخیص داده شد به طوریکه در مدت زمان 180 دقیقه، 27/96 درصد از آلاینده رودامینb را تخریب کرد و در حضور نور فرابنفش نسبت های 10/0و 20/0 عملکردی تقریبا برابر با نانوساختارهای zno داشتند در مرحله چهارم، نانوکامپوزیت های zno-cdo با نسبت های مولی متفاوت از (cd/zn)، جهت تعیین نسبت بهینه ی نانوکامپوزیت ها از نظر رفتار فتوکاتالیستی تهیه شد. نسبت بهینه در حضور نور مرئی، 60/0 تشخیص داده شد به طوریکه، در مدت زمان 180 دقیقه 02/86 درصد آلاینده ی رودامینb را توانست تخریب کند. و در حضور نور فرابنفش نتوانست نسبت به نانوساختارهای zno به خوبی عمل کند. در مرحله پنجم نانوکامپوزیت های zno-ag با نسبت های مولی متفاوت از (ag/zn)، برای تعیین نسبت بهینه ی نانوکامپوزیت ها از نظر رفتار فتوکاتالیستی تهیه شد. نسبت بهینه، در حضور نور مرئی و فرابنفش 30/0 تشخیص داده شد به طوریکه، در مدت زمان 180 دقیقه 18/84 درصد ، و بعد از مدت زمان 35 دقیقه، 64/97 درصد از آلاینده رودامینb را توانست به ترتیب در حضور نور مرئی و فرابنفش تخریب کند. به طور کلی در میان نانوکامپوزیت های سنتزی، نانوکامپوزیت های zno-cuo دارای بهترین فعالیت فتوکاتالیستی در برابر نور مرئی می باشد. به دلیل موقعیت لبه ی نوار های مس اکسید در برابر روی اکسید و ظرفیت بالای پاسخگویی نانوکامپوزیت ها به نور مرئی، نانوکامپوزیت های مورد نظر توانایی بالاتری در جذب و انتقال الکترون به دست می اورند به طوریکه از بازترکیبی جفت الکترون-حفره جلوگیری می کنند و عملکرد فتوکاتالیستی را افزایش می دهند. نانوساختار های به دست آمده توسط تکنیک های sem، xrd، ft-ir و edx مورد بررسی قرار گرفتند. از بررسی آن ها مشخص شد که نانوساختار های حاصل در این پژوهش دارای کریستالیته بالا، چسبندگی کم و خلوص بالا می باشند.

سنتز غشاء پلیمری speek و بررسی تأثیر بهبوددهنده های مونتموریلونیت (mmt) و تنگستو فسفریک اسید (tpa) بر عملکرد آن در پیل سوختی پلیمری
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1391
  معصومه شبانی   محسن محسن نیا

چکیده امروزه بحران های انرژی و آلودگی محیط زیست تبدیل به معضل بزرگی برای بشر شده است. جهت رفع این مشکلات، پیل سوختی به عنوان یکی از منابع انرژی پاک جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی می باشد. در پیل سوختی پلیمری از الکترولیت های پلیمری جامد که توانایی انتقال پروتون دارد استفاده می-شود. نفیان به عنوان غشاء الکترولیت پلیمری گران قیمت بوده و از لحاظ مکانیکی در دمای بالا ناپایدار می-باشد به همین دلیل در این پروژه از پلی اتر اتر کتون استفاده شده است. هدف اصلی در این پژوهش سنتز غشای نانوکامپوزیتی پلی اتر اتر کتون سولفونه – تنگستوفسفریک اسید– مونتموریلونیت (speek/ tpa- mmt) می باشد. ابتدا سولفوناسیون پلیمر در محدوده ی دمایی ??60-50 با تغییر زمان واکنش انجام شد و درجه ی سولفوناسیون با استفاده از طیف سنجی nmr 70% و 65% بدست آمد. در مرحله بعد پودرنانوکامپوزیتی tpa/mmt با نسبت وزنی 3:1، 4:1 و 5:1 سنتز شد. مشخصات ساختاری پودرنانوکامپوزیتی باft-ir ، xrd و sem بررسی شد و نتایج نشان داد کهtpa برهمکنش خوبی با mmt دارد. غشاهایsp65 ، sp65-mmt، sp65-mt1، sp65-mt2 و sp65-mt3 سنتز شد و عملکرد غشاهای نانو کامپوزیتی با غشای تجاری نفیان-117 و پلی اتر اتر کتون سولفونه خالص مقایسه شد. نتایج sem نشان می-دهد که بهبود دهنده، به طرز مناسبی در سطح غشاء پخش شده است. نتایج داده های جذب آب و ظرفیت تبادل یون غشای نانوکامپوزیتی sp65-mt3 به ترتیب49% و meq/gr3 که نسبت به پلی اتر اتر کتون سولفونه خالص که به ترتیب 30% وmeq/gr 82/1 بیشتر است. داده های هدایت پروتون در محدوده ی دمایی ??80-25 بررسی و بیشترین مقدار هدایت پروتون در دمای ??80 برای غشای نانوکامپوزیتی sp65-mt3 (s/cm)1015/0 مشاهده شد. بررسی خواص نفوذ پذیری متانول نشان می دهد که نفوذپذیری متانول نیز برای تمام غشاهای نانوکامپوزیتی نسبت به پلی اتر اتر کتون سولفونه در دمای ??70 کمتر می باشد در نتیجه برای استفاده در پیل سوختی متانولی مستقیم نیز مناسب می باشد. یکی از پارامترهای مهم غشاء، گزینش پذیری است بهترین گزینش پذیری برای غشاء نانوکامپوزیتی sp65-mt1 مشاهده شد.

تهیه و تعیین مشخصات نانوکامپوزیت های زیست تجزیه پذیر نشاسته-پلی وینیل الکل-کادمیوم(ii) سولفید
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1391
  ساجده حیاتی سامیان   محسن محسن نیا

در سال های اخیر، تحقیقات بر روی نانوکامپوزیت های پلیمری توجه زیادی را به خود جلب کرده است و این به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و شیمی فیزیکی بهبود یافته این پلیمرها نسبت به پلیمر خالص و کامپوزیت های معمولی است. در دهه های گذشته توجه محققان بر روی نانوکامپوزیت های پلیمری – خاک رس متمرکز بوده است در حالی که در چند سال اخیر توجه به سمت انواع دیگر نانوذرات معدنی به منظور بهبود خواص جلب شده است. پلی وینیل الکل (pva)، یکی از پلیمرهای سنتزی سازگار با طبیعت و محلول در آب است که دارای خواص بسیار عالی می باشد. این پلیمر به عنوان یک محصول تجاری و صنعتی ارزشمند، از نظر حلالیت و زیست تخریب پذیر بودن آسیب کمی به محیط زیست می رساند و به همین دلیل مورد توجه محققین و صنعت گران قرار گرفته است. با وجود این، خواص پلی وینیل الکل می تواند توسط پخش نانوذرات معدنی گوناگون در ماتریس پلیمری بهبود یابد. در این پژوهش، نانوذرات cds به روش هم رسوبی ساخته شده است. نانوکامپوزیت starch/pva/cds نیز با اضافه کردن نانوذرات سنتزی به پلیمر توسط روش فرآوری محلول تهیه شده است. در راستای این پژوهش ساختار نانوذرات و نانوکامپوزیت های تهیه شده توسط الگوی پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (edx) مورد بررسی قرار گرفته شد. هم چنین در این پژوهش خواص مکانیکی، حرارتی، نوری، جذب آب و تخریب آنزیمی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج حاصل در مورد بعضی از نمونه ها با یکدیگر مقایسه شد.

مطالعه تئوری و تجربی کشش سطحی سیالات خالص و مخلوط آن ها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده علوم 1385
  فاطمه نقیبی   محسن محسن نیا

کشش سطحی و کشش بین سطحی سیالات خالص و مخلوط آنها اجزا اصلی تشکیل دهنده طراحی فرایندی که نقش مهمی در گرمای بین فازها و انتقال جرم دارند هستند. به عنوان مثال در فرایندهای استخراج، نفت باید از کانال مومیی عبور کند و این نوع جریان شدیدا تحت تاثیر کشش سطحی قرار دارد. تاثیر کشش سطحی در تشکیل قطرات کوچک، لایه های نازک در مرز مایع-گاز-جامد یا مایع-مایع-جامد، حرکت های موئینگی و جریان های فواره های کوچک نیز از اهمیت بسیار برخوردارند.

بررسی تجربی و تئوری تعادل مایع-مایع برای روغن های گیاهی، اسید چرب، حلال و آب در دماهای مختلف
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده علوم 1384
  حمیدرضا نبوی   محسن محسن نیا

استخراج اسیدهای چرب آزاد از روغن های گیاهی به وسیله حلال اتانل-آب برای دو سیستم در تعادل مایع مایع بررسی شده است. الف) سیستم شامل: روغن صویا، اسید الییک، اتانل و آب با در صدهای 5%، 10%، 15%، و 18% در دمای 15/303 کلوین و فشار محیط . ب) سیستم شامل: روغن ذرت، اسید الییک، و اتانل مخلوط با 5% آب در دمای 15/298، 15/308، 15/318 کلوین و فشار محیط. فاکتور ضریب توزیع و گزینش پذیری حلال برای هر کدام از سیستم ها محاسبه و مقایسه شده است. در سیستم الف) نمودار ضریب توزیع نشان می دهد که افزایش آب حدود 5/2% اسید الییک در مخلوط اولیه اتفاق می افتد. در سیستم (ب) با افزایش دما مقدار ضریب توزیع افزایش، اما فاکتور گزینش پذیری به تدریج کاهش می یابد. بنابر این استخراج در دمای 15/298 کلوین در این سیستم بهتر است. داده های تجربی با مدل های ضریب فعالیت uniquac و margules مقایسه گردیده اند. پارامترهای بر هم کنش هر مدل در جداولی درج شده است. مقادیر rmsd نشان می دهد که مدل uniquac نتایج بهتری ارایه می نماید.

بررسی تئوری و تجربی تعادلات مایع-مایع سیستم های (حلال-فنل-آب) و (حلال-آروماتیک-غیر آروماتیک)
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده علوم پایه 1384
  اسلام پیکر   محسن محسن نیا

یکی از موارد بسیار مهم در طراحی فرایندهای شیمیایی به خصوص در صنایع نفت گاز و پتروشیمی مطالعه رفتار فازی مایع-مایع و مایع-بخار سیالات می باشد. با بررسی تعادلات فازی می توان رفتار اجزا و ترکیب درصد هر کدام را پیشگویی کرد که این امر در طراحی فرایند استخراج از اهمیت خاصی برخوردار است. امروزه در صنعت برای جداسازی آلاینده های شیمیایی در حد وسیعی از فرایند استخراج به خصوص استخراج به کمک حلال استفاده می شود. از این موارد می توان استخراج و بازیابی فنل از آبهای آلوده به پسابهای شیمیایی را نام برد. از دیگر کاربردهای فرایند استخراج استخراج آروماتیک از غیر آروماتیک به کمک حلال می باشد. برای طراحی یک سیستم جداساز آروماتیک نیازمند داشتن اطلاعاتی پیرامون داده های تعادلات سیستم چند جزیی می باشیم. این قبیل داده ای آزمایشگاهی معمولا به راحتی در دسترس نمی باشند بنابراین با استفاده از مدل های مختلف ضریب اکتیویته می توان آنها را به دست آورد.

مطالعه تئوری و تجربی عبوردهی اکسیژن عدسی تماسی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1391
  سعیده مباشری   محسن محسن نیا

تکنولوژی ساخت لنز های تماسی به طور کامل در ایران اجرایی نشده و اغلب به صورت پروژه های علمی باقی مانده است. ابداع روشی برای اندازه گیری نفوذ اکسیژن در غشاها، در پلیمرهای مورد استفاده در صنایع غذایی، ماسک های تنفسی،[1] پلیمرهای بسته بندی مواد غذایی، دارویی، کشاورزی و غشاهای جداسازی نیزکاربرد دارد. [1, 2] به روش پلاروگرافی می توان سنجش بعضی از یون ها را که به روش های دیگر امکان پذیر نمی باشند عملی نمود. روش های زیادی برای اندازه گیری میزان اکسیژن وجود دارد مکانیسم اندازه گیری در اغلب این روش ها، الکتروشیمیایی است.[3] در این مقاله به منظور اندازه گیری عبوردهی اکسیژن، لنزهای سیلیکون هایدروژل مد نظر قرار گرفته اند. سلول پلاروگرافی طراحی شده، مطابق با استاندارد ایزو 1-9913 می باشد. نهایتا معادله عبوردهی لنزهای سیلیکون هایدروژل با شدت جریان و ضخامت به دست آمده است. با وجود تعاریف متفاوت از بیان اکسیژن عبورکرده از غشا، شار اکسیژن به عنوان معیاری از این عبوردهی مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه حل تحلیلی قادر به بیان این مقادیر است ولی چنانچه نیاز به طراحی 1 برنامه محاسباتی باشد نرم افزار کامسول پیشنهاد می شود. این مقادیر با حل تجربی مقایسه و نشان داده شده است که هم برای غلظت و هم برای شار از دقت خوبی برخوردار است.

تهیه نانو کامپوزیت گرافن/پلی وینیل الکل و کاربرد آن بعنوان سپر تداخل امواج الکترومغناطیس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1392
  شیدا ارزجانی   محسن محسن نیا

چکیده افزایش جمعیت و مصرف دستگاه‏های الکتریکی و ارتباطی آنچه تحت عنوان محیط امواج الکترومغناطیس شناخته می‏شود را مورد توجه روز افزون قرار می‏دهد. این امر سبب پدیده‏ای نظیر آلودگی امواج الکترومغناطیسی در این محیط می‏شود. همانطور که مرسوم است یکی از راهکارهای مقابله با این آلودگی که هم محیط را دربر می‏گیرد و هم عملکرد دستگاه‏های مذکور را مختل نمی‎کند، استفاده از سپر‏ها یا لایه‏های پوششی می‏باشد. امروزه با پیشرفت سریع علوم و توجه ویژه به علوم نانو، سپرهای محافظتی با حداقل ضخامت، هزینه‏ی اولیه‏ی مناسب و کمترین ضرر زیست محیطی پس از طی طول عمر مفید، مطلوب می¬باشند. در این مطالعه تهیه یک کامپوزیت پلیمری مطلوب برای این سپر تداخل امواج الکترومغناطیس، مورد بررسی‏قرار‏گرفت. پس از مطالعه و تحقیق، سپرهایی بر پایه‏ی پلی‏وینیل‏الکل و پرکننده‏‏‏یی از گرافن نانوساختار -تولیدشده به روش الکتروشیمیایی- آماده‏شده و عملکرد آن‏ها برای کاهش شدت امواج عبوری بررسی‏شدند. برای بررسی عملکرد این سپرها، بر اساس استاندارد‏ها و نقشه‏های موجود دستگاهی ساخته شده و سپس عملکرد سپرها تحت تابش میدان الکترومغناطیس بررسی‏شد. ضمن آن‏که مقدار بهره‏ی‏محافظت این فیلم با فیلم‏های حاوی پلی‏آنیلین به عنوان یکی از مواد مطرح در این زمینه مقایسه شد. سپرهای تولیدی با سه درصد وزنی 2، 4 و 6 درصد از گرافن در ماتریس پلیمری پلی‏وینیل ‏الکل بهره‏ی‏استحفاظ میانگین 3/35، 8/36 و 5/34 دسی‏بل در بازه‏ی 1مگاهرتز تا 1گیگاهرتز از خود نشان دادند. این مقدار از بهترین حالت سپر حاوی2درصد وزنی پلی‏آنیلین در همان ماتریس پلیمری با میانگین 2/27 دسی‏بل بهتر می‏باشد. کلمات کلیدی گرافن، نانوساختار، سنتز الکتروشیمیایی، کامپوزیت پلیمری، سپر تداخل امواج الکترومغناطیس .

شبیه سازی مولکولی غشا و توزیع دارو در غشاهای بیولوژیکی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی شیمی 1391
  پرتو حقیقی   محسن محسن نیا

در این تحقیق ابتدا با توجه به ویژگی نفوذ دارو در سیستم های بیولوژیکی که عبارتند از رخداد این پدیده در مقیاس های زمانی و مکانی در ابعاد نانو، این سیستم های بیولوژیکی به طور مختصر شرح داده شده و نحوه نفوذ دارو و مکانیزم های مختلف جذب دارو بیان می شوند. در ادامه برای بررسی و شبیه سازی این پدیده به دلیل تحول زمانی آن، از روش دینامیک مولکولی استفاده می شود. اساس این روش حل معادلات حرکت نیوتن برای تک تک ذرات سیستم است که بعد از انجام شبیه سازی، نتایج با میانگین گیری روی تمام ذرات محاسبه می شوند. برای شبیه سازی فرایند نفوذ دارو، با توجه به تعداد زیاد ذرات حل عددی معادلات حرکت نیوتن که اساس روش دینامیک مولکولی است، عملا به صورت دستی امکان پذیر نمی باشد و این امر استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی را ایجاب می کند. در این تحقیق از نرم افزار شبیه سازی گرومکس استفاده شده است.در اجرای شبیه سازی نفوذ دارو به دلیل حجم بالای محاسبات استفاده از رایانه های خانگی امکان پذیر نبود و از این رو در انجام شبیه سازی های مولکولی عموما از ابررایانه ها استفاده می شود. در پایان نتایج حاصل از محاسبات با برخی داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته و میزان دقت محاسبات در طول شبیه سازی یا انحراف و خطای آن ها مورد بررسی قرار می گیرند.یک سیستم مرجع در این شبیه سازی تعریف می شود که شامل 128 مولکول فسفولیپید از نوع dmpc می باشد که به صورت دولایه 68 تایی قرار می گیرند و کل این سیستم در 3655 مولکول آب به عنوان حلال قرار دارد. در این سیستم نفوذ مولکول داروی آرتیکایین که یک نوع داروی بی حسی است در دو حالت باردار و بدون بار انجام می گیرد. برای انجام محاسبات این شبیه سازی از ابر رایانه مرکز پردازش های فوق سریع دانشگاه امیر کبیر استفاده شده است.

حذف آلاینده های آروماتیک از آب به وسیله غشاهای نانو کامپوزیتی پلیمر-گرافن
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1393
  مسعود رضا کارگران   محسن محسن نیا

غشا نانوکامپوزیتی اولترافیلتراسیون به کمک مخلوط سازی و به روش جدایش فازی با استفاده از پلی وینیل کلراید و پلی اتیلن گلیکول و حلال دی متیل فرم آمید و نانو ذرات نانوگرافن و نانوسیلیکا ساخته شد. مطالعه حاضر به بررسی اثر افزودنی های متفاوت یعنی گرافن و نانوسیلیکا در جداسازی امولسیون آب/آروماتیک می پردازد. به همین منظور ابتدا غشا کامپوزیتی ازجنس پلی وینیل کلراید و پلی اتیلن گلیکول تولید شده و در مرحله بعد، جهت یافتن غشا بهینه، در مراحل جداگانه از مقدارهای متفاوتی از نانوگرافن و نانوسیلیکا استفاده گردید. بر همین اساس تک تک غشاهای تولید شده با امولسیون آب/آروماتیک آزمایش شده و مقدار بهینه نانوگرافن 1% در غشا و نانو سیلیکا 5/0% در غشا دیگر به دست آمد. در آخرین گام جهت بررسی اثر حضور دو نوع افزودنی به طور هم زمان بر روی عملکرد غشا، از 1% گرافن و 5/0% نانوسیلیکا در ساختار نانوکامپوزیت استفاده گردید. جهت مقایسه عملکرد، این سه غشا در شرایط عملیاتی متفاوت از جمله با فشارهای گوناگون، با تغییر غلظت آروماتیک موجود در امولسیون و همچنین با حضور آروماتیک های گوناگون به صورت مجزا در امولسیون آزمایش شدند. این سه غشا عملکرد مناسبی در جداسازی تولوئن و زایلین از خود نشان دادند اما در جداسازی بنزن، غشا دارای نانوگرافن و غشا حاوی هر دو پرکننده کارکرد بهتری نسبت به غشا حاوی نانو سیلیکا داشتند. شار عبوری از غشا حاوی هر دو پرکننده مناسب تر از دو غشا دیگر بوده اما گرفتگی هر سه غشا در یک رنج و بازگشت پذیری این گرفتگی، برای غشا حاوی گرافن از مابقی مناسب تر بود. مورفولوژی سطحی و سطح مقطع غشا توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی sem بررسی گردید که سایز حفرات روی سطح غشاها و ساختار حفرات آنها عملکرد غشاها را تایید نمود.

تهیه و تعیین مشخصات نانوکامپوزیت های اکسید گرافیت/اکسید فلزات به عنوان آند باتری یون لیتیم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1392
  طاهره صادقیان رنانی   محسن محسن نیا

در این مطالعه نانو پودرهای اکسید فلزی مختلف مانند ,zno,cuo,cu2opbo,fe3o4 توسط روش¬های کاهش شیمیایی،هیدروترمال و سل_ژل آماده شد. نانو پودرهای اکسید فلزی آماده شده، برای تهیه نانو کامپوزیت¬های اکسید گرافیت /اکسید فلزی به¬عنوان آند در باتری¬های یون لیتیم استفاده شدند.آندها به¬وسیله دوغابی از مخلوط همگن نانوکامپوزیت¬های اکسید گرافیت/ اکسید فلزی با چسب نسبتاً چسبناک پلی وینیل الکل تهیه و بر روی فویل مسی به¬صورت تیغه ای نازک پوشش داده شدند.اندازه گیری¬های الکتروشیمیایی با استفاده از یک سل طراحی شده همراه یک الکترود cm21و الکترود کاتد تهیه شده از یک باتری تجاری انجام شد.الکترولیت حاوی m 1 ازliclo4 در 50/50 درصد وزنی مخلوط اتیلن کربنات و دی متیل کربنات بود. تست های چرخه¬ی شارژ / دشارژ گالوانواستات با استفاده از یک سیستم اندازه گیری الکتروشیمیایی (سما 500) تحت جریان ثابت انجام شد.اثر اکسید فلزی مورد استفاده برای تهیه آندهای نانوکامپوزیت اکسید گرافیت/ اکسید فلزی بروی بازده کلمبیک و ظرفیت غیرقابل برگشت از باتری¬های یون لیتیم مورد مطالعه قرا گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده، آند آماده شده با اکسید آهن (fe3o4) عمل¬کرد بهتری در مقایسه با اکسید¬های فلزی دیگر نشان داد.

تهیه و بررسی مشخصات نانو کامپوزیت پلی وینیل بوتیرال - اکسیدسریم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  زهره آزادپور   محسن محسن نیا

نانوذرات اکسیدسریم با روش هیدورترمال سنتز شد. نانوذرات توسط آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) شناسایی شد. مطابق تصاویر sem میانگین اندازه کریستالی در حدود 7 نانومتر است. نانوذرات ceo2 سنتز شده در تهیه نانوکامپوزیت پلی وینیل بوتیرال/ اکسیدسریم به روش پلیمریزاسیون درجا، استفاده شد. ساختمان و مورفولوژی فیلم نانوکامپوزیت تهیه شده با xrd و semبررسی شد. اثر مقدار اکسیدسریم بر روی استحکام کششی و جذب اشعه ماوراءبنفش و دمای انتقال شیشه ای و شفافیت نانوکامپوزیت تهیه شده، بررسی شد. بر طبق نتایج بدست آمده افزایش درصد نانوذره اکسیدسریم باعث افزایش استحکام کششی، جذب ماوراءبنفش و دمای انتقال شیشه ای و کاهش شفافیت شد.

تهیه و بررسی عملکرد مواد آند باتری های آلومینیوم- هوا بر پایه آلیاژهای آلومینیوم- بیسموت
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1393
  محمودرضا بدیعی   محسن محسن نیا

به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و حفظ ذخایر انرژی، جایگزینی سوخت های فسیلی موضوع بسیاری از تحقیقات قرار گرفته است. تحقیقات جدید روی بهبود چگالی انرژی سوخت های جایگزین و کاهش قیمت تمام شده تمرکز دارند. در میان جایگزین ها، باتری ها به علت آلودگی فوق العاده کمتر و چگالی انرژی مناسب نسبت به سوخت های فسیلی در خط اول گزینه های جایگزینی قرار دارند. باتری های فلز- هوا به علت استفاده از هوا به عنوان ماده ی مورد استفاده در کاتد جرم کمتری دارند و این امر باعث شده است که چگالی انرژی این باتری ها در مقایسه با چگالی انرژی سوخت های فسیلی قابل توجه باشد. در این تحقیقات با توجه به فراوانی و قیمت مناسب آلومینیم، آلیاژهای این عنصر با بیسموت برای استفاده به عنوان آند باتری های آلومینیم- هوا با استفاده از محلول 2 مولار سدیم کلرید به عنوان الکترولیت بررسی شده است. در ابتدا رفتار الکتروشیمیایی یکی از آلیاژهای تجاری آلومینیم بررسی می شود. پس از آن تأثیر دو عامل در بهبود این رفتار تحقیق شده است: 1- افزودن مقادیر مختلف بیسموت به عنوان عنصر آلیاژی؛ 2- انجام عملیات حرارتی مختلف. اگرچه اضافه کردن بیسموت به آلیاژ ابتدایی باعث ایجاد خوردگی مدار باز می شود اما در مقابل پتانسیل مدار باز از 760- میلی ولت در آلیاژ ابتدایی به 1400- میلی ولت در آلیاژهای تهیه شده تغییر می کند. هم چنین مقادیر جزئی بیسموت در آلیاژها باعث افزایش فعالیت سطح آند می شود. با انجام عملیات حرارتی در دمای 600 درجه سلسیوس عملکرد آندی آلیاژهای ساخته شده بهبود می یابد. با اضافه کردن 25/0 درصد بیسموت و انجام بهترین عملیات حرارتی روی آن، بیشینه چگالی توان از 50 به 90 میلی وات بر سانتی متر مربع افزایش می یابد.

تهیه، تعیین مشخصات و مطالعه عمل کرد نانو ساختار های منگنز (iv) اکسید و مشتق های تهیه شده از آن به عنوان الکترود کاتد باتری یون لیتیم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1393
  مهسا شیرانی   محسن محسن نیا

در این پژوهش به منظور ساخت کاتد باتری یون لیتیم، اکسید فلزات واسطه مانند منگنز اکسید به عنوان الکترود مثبت در باتری های لیتیم یون مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در ابتدا، نانوساختار mno2 به روش هیدروترمال سنتز و سپس اسپینل لیتیم منگنز اکسید (limn2o4) تهیه می گردد. در این ترکیب برای مقایسه ی خواص الکتروشمیایی، فلزات مختلفی مانند؛ کبالت و نیکل داپ می شود و عملکرد آن ها به عنوان کاتد باتری های یون لیتیم مورد بررسی قرار می گیرد. در این رابطه، از یک سل مناسب طراحی و ساخته شده استفاده می گردد تا با آن عملکرد کاتدهای تهیه شده در این کار مورد مطالعه قرار گیرد.

مطالعه تجربی و تئوری سپرهای تداخل الکترومغناطیس بر پایه ی نانوکامپوزیت پلی وینیل استات/هماتیت سنتزی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده شیمی 1394
  مینا ابراهیمی   محسن محسن نیا

تداخل امواج الکترومغناطیس نوعی آلودگی محیط زیست محسوب می شود که در عملکرد تجهیزات الکترونیکی اختلال ایجاد می کند. یکی از راهکارهای مقابله با تداخل الکترومغناطیس استفاده از سپرهایی با خاصیت مغناطیسی و الکتریکی می باشد. در این پژوهش نانوذرات کروی هماتیت (fe2o3) با قطر 20 تا 100 نانومتر به روش فرآوری مکانیکی سنتز و توسط روش های xrd و sem شناسایی شدند. فیلم های نانوکامپوزیت پلی وینیل استات/هماتیت و پلی وینیل الکل-پلی اتیلن گلیکول/هماتیت با درصدهای وزنی مختلف از هماتیت تهیه شدند و اثر پوشش و استحفاظ آن ها در برابر امواج الکترومغناطیس طی استاندارد astm d4935-99 در فرکانس پایین اندازه گیری شد. براساس نتایج بدست آمده، بهره ی استحفاظ فیلم های نانوکامپوزیت آماده شده با افزایش درصد وزنی هماتیت افزایش یافتند. در این تحقیق با استفاده از یک روش تئوری برای بدست آوردن بهره ی استحفاظ، نتایج تئوری و تجربی مقایسه شدند و بین نتایج تئوری و تجربی گزارش شده می توان تطبیق مناسب مشاهده کرد.