در این پژوهش به بررسی تهیه هیدروکسی آپاتیت نانو بلورین با استفاده از منابع طبیعی (کرال) پرداخته و عملکرد آن به عنوان ماده جاذببه منظور حذف یون های فلزات سنگین نیکل، بیسموت و آرسنیک از محلول های آبی بررسی شده است. در این پژوهش از روش سنتز هیدروترمال برای تهیه هیدروکسی آپاتیت استفاده شده است. برای بررسی نوع و خواص فاز یا فازهای سنتز شده آزمون های مختلفی مانند xrd،ft-irو betانجامشدند و ریزساختار محصول نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. پس از آن آزمون های جذب به وسیله پودر هیدروکسی آپاتیت نانو بلورین به دست آمده به عنوان ماده جاذب برای حذف یون های فلزات سنگین از محلول های آبی انجام شدند. همچنین اثر عوامل مختلفی از جمله تغییرات غلظت اولیه، دما، زمان تماس جاذب با محلول، میزان جاذب و phبر فرآیند جذب مورد بررسی قرار گرفت.بررسی های ترمودینامیکی و سینتیکی فرآیند جذب یون-های نیکل و بیسموت با استفاد از روابط ترمودینامیکی ومدل های سینتیکی مختلف انجام شد و نتایج نشان داد که داده های جذب با مدل شبه مرتبه دوم سازگاری بهتری دارند. همچنین از مدل نفوذ بین ذره ای برای تعیین سرعت جذب اولیه استفاده شد. افزون بر این، اطلاعات به دست آمده از فرآیندجذب یون های نیکل و بیسموت با تک دماهای جذب مختلف مانندتک دمای لانگمیر، فرندلیش و dkr انطباق داده شدند و مشخص شد که سازوکار جذب تک لایه (تک دمای لانگمیر) سازگاری بیشتری با فرآیند های جذب دارد. نتایج فرآیند جذب برای یون های آرسنیک نشان داد که جذب برای آرسنیک اتفاق نمی افتد و مشخص شد که علت این امر ویژگی های سطحی ماده جاذب و ماهیت یون-های آرسنیک است. در نهایت از یک روش رسوب دهی شیمیایی بر پایه تشکیل ساختار آپاتیتی برای حذف یون های پنج ظرفیتی آرسنیک استفاده شد و نتایج نشان داد که این روش قادر به حذف کامل یون های آرسنیک از محلول آبی است.

چکیده حضور فلزات سنگین در پسماند و فاضلاب های روان یکی از مشکلات اساسی است که باعث بروز مشکلات شده و بر روی سلامتی انسان، جانداران موجود در آن اقلیم و گیاهان تاثیر می گذارد. حذف فلزات سنگین به وسیله فرآیند جذب و رسوب دهی به عنوان سازوکارهای عمومی کاهش آسیب ناشی از فلزات سنگین مورد توجه است. در این پژوهش امکان ارزیابی حذف یون های pb2+، cd2+ وni2+ از محلول های آبی به وسیله نانو بلورک های هیدروکسی آپاتیت بررسی شد. همچنین تاثیر عامل های فرآیند جذب مانند غلظت اولیه یون، جرم جاذب، دما، اندازه بلورک ها و ph مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه یون مورد بررسی، دما و همچنین ph ظرفیت جذب افزایش یافته و با افزایش اندازه بلورک ها و جرم ماده جاذب، ظرفیت جذب یون های pb2+، cd2+ وni2+ توسط هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین کاهش می یابد. همچنین دیده شد که اطلاعات تعادلی جذب به دست آمده، از مدل لانگمیر بهتر از مدل های فرندلیش و dkr پیروی می کنند و بیشینه ظرفیت جذب به دست آمده به وسیله مدل تک دمای جذب لانگمیر به ترتیب برای pb2+، cd2+ وni2+ برابر با 286/714، 857/142 و 170/46 میلی گرم بر گرم است. تک دما جذب لانگمیر رسم شده نشان داد که مقدار فلز سنگین جذب شده بر روی نانو بلورک های هیدروکسی آپاتیت به صورت pb2+> cd2+> ni2+ کاهش می یابد. عامل های گوناگون ترمودینامیک، چون ?g° ،?h° و ?s° محاسبه شد. عامل های ترمودینامیکی اندازه گیری شده در سیستم جذب در نظر گرفته شده، نشان داد که برای تمام یون ها فرآیند جذب به صورت طبیعی خودبخود و گرماگیر می باشد. این پژوهش نشان داد که هیدروکسی آپاتیت نانو بلورین می تواند به عنوان یک جاذب موثر و دوست دار محیط زیست برای حذف فلزات سنگین دو ظرفیتی سرب، کادمیم و نیکل از محلول های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

thermal barrier coatings (tbcs) are used to provide thermal insulation to the hot section components of gas turbines in order to enhance the operating temperature and turbine efficiency. hot corrosion and thermal shocks are the main destructive factors in tbcs which comes as a result of oxygen and molten salt diffusion into the coating. in this thesis atmospheric plasma spraying was used to deposition of three types of coatings: (a) usual csz (ceria-stabilized zirconia), (b) layer composite of (csz/micro al2o3) and (c) layer composite of (csz/nano al2o3) in which al2o3 was as a topcoat on csz layer. thermal shock test at 1100?c and hot corrosion test were carried out on the surface of coatings in molten salt (45wt%na2so4+55wt%v2o5) at 1050?c for 40 h. the microstructure, phase and elemental analysis after hot corrosion and thermal shock tests were examined by scanning electron microscopy (sem) equipped with energy dispersive spectrometer (eds) and x-ray diffraction (xrd) machine. moreover, microhardness test was carried out to evaluate the mechanical properties of the coatings. usual csz coating showed little resistance during thermal shock cycles, while layer composite of (csz/nano al2o3) coating showed the highest resistance to thermal shock. phase analysis after the hot corrosion revealed monoclinic zro2, rod-type yvo4+cevo4 and semi-cubic ceo2 crystals as hot corrosion products. usual csz coating and micro alumina layar as outer layer in (csz/micro al2o3) coating were destroyed during hot corrosion, while no hot corrosion product and degradation were observed in layer composite of (csz/nano al2o3). results of hot corrosion test indicated that creation of a dense nano al2o3 layer over the usual csz had a significant effect on increasing hot corrosion resistance. also micro hardness tests demonstrated that the hardness values of the csz coating increased substantially after hot corrosion.

در این پروژه، در ابتدا پودرهای سیلیکون و سیلیکون کاربید با دانه بندی های مختلف انتخاب و با مقادیر گوناگونی در یک محیط غیر آبی مثل الکل پراکنده می شود. پس از اختلاط این پودرها، بایستی که با افزودن یک یا چند روانساز به میزان پایدار سازی مطلوبی از دوغاب دست یافت. سپس بررسی خواص رئولوژیکی مثل گرانروی، وزن لیتر، اندازه گیری های رسوب گذاری و همچنین پتانسیل زتا بر روی دوغاب صورت می گیرد. تأثیر اندازه ذرات، توزیع اندازه ذرات، شکل و مورفولوژی ذرات، غلظت حجمی ماده جامد، نسبت اختلاط sic/si بر رئولوژی دوغاب و خواص خام بدنه مورد ارزیابی قرار می گیرد. سپس دوغاب تهیه شده در قالب گچی ریخته گری خواهد شد. بدنه ی خام ریخته گری شده پس از خشک شدن، در یک کوره اتمسفر کنترل نیتریدی جهت انجام عمل نیتریده شدن قرار می گیرد، تا با واکنش نیتروژن با این بدنه ها کامپوزیت های دو جزیی sic/si3n4 حاصل شود. پس از طی این مراحل، ریزساختار قطعات کامپوزیتی به دست آمده با ریخته گری دوغابی، توسط میکروسکوب الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار می گیرد تا تأثیر خواص رئولوژیکی دوغاب و فرایند نیتریده کردن بر روی ریزساختار قطعات تولید شده آشکار شود. هم چنین جهت مشاهده فازهای تشکیل یافته از روش پراش پرتو x (xrd) استفاده می شود. با توجه به اینکه سیلیکون (si) پودر ارزان و در دسترسی است و نیز به دماهای نیتریدی واکنشی پایینی نیاز دارد، اما از سوی دیگر هیدرولیز si در محیط آبی یکی از مشکلات استفاده از پودرهای سیلیکون است که در این پروژه بررسی خواهد شد.

هیدروکسی آپاتیت یکی از معروفترین کلسیم فسفات ها می باشد که به عنوان جاذب در زمینه حذف آلاینده به کار برده می شود. در سالهای اخیر به فعالیت فوتوکاتالیستی این ماده نیز توجه شده است و بیان شده که با وارد شدن تیتانیم به ساختار این فعالیت افزایش می یابد. در پژوهش حاضر، با به کارگیری دو ماده اولیه به عنوان منبع تیتانیم و انجام آنالیزهای مورد نیاز روش بهینه برای ورود تیتانیم به ساختار تعیین شد. علاوه بر این اثر حضور تیتانیم در ساختار هیدروکسی آپاتیت بررسی شده و مقدار بهینه تیتانیم وارد شده در ساختار برابر با 05/0 xti= به دست آمد. در ادامه اثر ورود یون فلوئور بر ساختار تیتانیم هیدروکسی آپاتیت در این نسبت بررسی شد. با افزودن فلوئور به مقدار 25/0 فضاهای موجود برای این یون، ثابت شبکه کاهش یافته ولی در مقادیر بالاتر فلوئور ثابت شبکه افزایش می یابد که به دلیل تغییر مکان های قرار گرفتن تیتانیم است. قرص هایی از پودرهای تهیه شده ساخته شد و به مدت یک ساعت در دمای oc650 حرارت داده شد. مشخص شد که ویژگی های مکانیکی همه نمونه ها برای کاربرد مورد نظر در این پژوهش مناسب است. پس از تهیه نمونه ها ویژگی های جذبی و فوتوکاتالیستی این ماده بررسی و گزارش شده است. واکنشگاه مورد استفاده در آزمایش های جذب و فوتوکاتالیستی از نوع نیمه پیوسته و با سیستم برگشت بود. رنگ مورد استفاده در این پژوهش رنگ قرمز فعال است. نتایج نشان داد که ماده تهیه شده با تیتانیم جاذب مناسبی برای حذف رنگ هایی مانند رنگ قرمز فعال 141 به شمار می رود. افزایش تیتانیم به ساختار هیدروکسی آپاتیت درصد جذب رنگ مورد مطالعه را افزایش می دهد. ولی حضور فلوئور توانایی جذب این ترکیب را به شدت کاهش می دهد. در مورد خاصیت فوتوکاتالیستی نمونه تیتانیم هیدورکسی آپاتیت و تیتانیم هیدروکسی آپاتیت فلوئوردار(نسبت فلوئور: هیدروکسیل برابر با 1:3) عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه ها داشتند.

چکیده ندارد.