در سال های اخیر نانو لوله های کربنی به عنوان نسل جدیدی از نانو ساختارها ، توجه بسیاری از محققان را به خود معطوف کرده است . نانولوله های کربنی به دلیل دارا بودن مقاومت بالای مکانیکی و گرمایی ، قابلیت هدایت الکتریکی ، سطح ویژه و ظرفیت جذب بالا ازسایر مواد نانوساختار متمایز شده اند . یکی از کاربردهای جدید نانولوله های کربنی ، استفاده از آنها به عنوان فیلترهای تصفیه بیولوژیکی آب می باشد. ساختار توخالی نانولوله های کربنی سبب شده است که فیلتر های نانولوله ای در مقایسه با سایر فیلتر ها شدت جریان بالاتری نشان دهند . علاوه بر این فشار مورد نیاز برای انتقال آب نیز کاهش می یابد . بنابراین با ذخیره انرژی استفاده از این فیلتر ها بسیار ارزانتر از سایر فیلترها خواهد شد . بر اساس این نتایج در این تحقیق امکانپذیری و نیز فرآیند حذف باکتری سالمونلا تایفی موریوم (یکی ازعوامل بیماری زای روده ای) از آب به کمک آرایه نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است . تصاویرمیکرسکوپ الکترونی پس از تماس آرایه نانولوله های کربنی با آب آلوده به باکتری ، توانایی این نانوساختارهای کربنی را برای حذف باکتری آلاینده نشان داد و مکانیسم حذف باکتری را از نوع جذب سطحی تخمین زد. پارامترهای مهمی از جمله وزن آرایه نانولوله های کربنی ، غلظت اولیه باکتری و نیز اثر خالص سازی آرایه نانولوله های کربنی بر میزان جذب باکتری توسط آرایه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمایشها بیانگر این واقعیت است که با افزایش وزن آرایه ها ، راندمان حذف باکتری افزایش یافته و به شکل معکوس افزایش غلظت اولیه باکتری باعث کاهش راندمان حذف گردیده است . همچنین خالص سازی آرایه نانولوله های کربنی با پرمنگنات پتاسیم ، باعث افزایش سینتیک جذب باکتری گردید . این در حالی است که خالص سازی آرایه ها فقط در غلظتهای بالای باکتری راندمان حذف را افزایش می دهد . مدل سازی فرایند جذب باکتری توسط آرایه نانولوله ها با مدل های سینتیکی و ایزوترم جذب نشان داد که مدل سینتیکی شبه درجه اول لاگرگرن و ایزوترم جذب فروندلیچ به خوبی داده های تجربی را تایید می کنند . همچنین نتایج نشان دادند که برای رنجی از غلظت های اولیه باکتری ، فرایند جذب در 40دقیقه به تعادل می رسد که نشان دهنده سینتیک سریع جذب باکتری روی سطح آرایه ها است .مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایشها ی انجام شده در این تحقیق با نتایج موجود برای نانولوله های کربنی غیر آرایه ، راندمان حذف بالاتری را برای آرایه نانولوله های کربنی نشان داد که علت این امر را می توان به دلیل ساختار منظم آرایه نانولوله های کربنی و نیز قابلیت دسترسی به سطح بیشتر دانست. از سوی دیگر طول بلند این آرایه ها نیز باعث کاهش هدر رفت آنها و در نتیجه افزایش راندمان حذف باکتری می گردد. در نهایت امکان سنجی اقتصادی ساخت سیستم گندزدایی با آرایه نانولوله های کربنی و نیز مقایسه برآورد هزینه های ساخت آن با دو روش گندزدایی با کلر و ازن نیز انجام شده است . ارزیابی ها نشان دادند که در حال حاضر با توجه به هزینه بالای خرید نانولوله های کربنی ، قیمت نهایی تصفیه یک مترمکعب آب ،22برابر بیشتر از سیستم گندزدایی با کلر تخمین زده می شود . اما با توجه به کاهش قیمت نانولوله های کربنی در آینده نزدیک و همچنین قابلیت استفاده مجدد آرایه نانولوله های کربنی ، جایگزینی این فیلترهای نانوساختار در برابر روش های سنتی تصفیه آب امکان پذیر خواهد بود . از بعد فنی و زیست محیطی نیز استحکام ساختاری بالای نانولوله های-کربنی سبب می شود که بر خلاف سیستم کلرزنی ، تولید محصولات جانبی سرطانزا در اثرواکنش یا تجزیه نانولوله های کربنی با مواد دیگر موجود در آب وجود نداشته باشد .همچنین با توجه به مکانیسم جذب فیزیکی میکرب ها و غیر فعال کردن آنها با مکانیسم های سمیت طبیعی نانولوله های کربنی ، بحث افزایش مقاومت میکرب ها در مقابل این مواد وجود نخواهد داشت .

در چند دهه اخیر با توجه به کاهش منابع انرژی و رشد روزافزون هزینه انرژی، صرفه جویی در مصرف انرژی جزء برنامه¬های اصلی واحدهای صنعتی خصوصا واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمی به شمار می¬رود. راهکارهای متعددی برای بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع مختلف تاکنون پیشنهاد گردیده است که یکی از موثرترین و پرکاربردترین آنها انتگراسیون حرارتی شبکه مبدل های حرارتی است. در این روش با کمک فناوری پینچ می¬توان به اصلاح شبکه مبدل های حرارتی از نظر مصرف انرژی پرداخت. با کمک فناوری پینچ میزان مصرف کمینه انرژی¬های خارجی این واحد معادل m.btu/hr 629/1 انرژی سرد و بدون نیاز به مصرف انرژی گرم محاسبه گردید که m.btu/hr 5139/0 مازاد مصرف انرژی گرم و نیز اختلاف 5/31 درصدی در مصرف انرژی¬های سرد با واحد موجود دارد. سپس شبکه مبدل¬های حرارتی برای دستیابی به مقادیر کمینه محاسبه شده انرژی های خارجی با هدف ایجاد کمترین تغییرات در شبکه موجود، طراحی گردید که باعث دستیابی به همان میزان مصارف انرژی کمینه محاسبه شده با فناوری پینچ و نیز صرفه جویی m.btu/hr 0281/1 در منابع انرژی گردید.

لیتیوم-کبالت-اکسید (licoo2) و لیتیوم-نیکل-اکسید (linio2) به عنوان اکسیدهای لایه ایِ لیتیوم برای استفاده در باتری های قابل شارژ یون-لیتیوم به عنوان مواد کاتدی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. درک فرآیند نفوذ یون لیتیوم در این مواد در مقیاس مولکولی، برای بهینه سازی خواص آن ها بسیار حائز اهمیت می باشد. روش شبیه سازی دینامیک مولکولی (md) برای بررسی نفوذ یون لیتیوم در مقیاس مولکولی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی، نفوذ یون لیتیوم درون مواد کاتدی licoo2 و لیتیوم-نیکل-کبالت-اکسید (lini1-xcoxo2) مورد بررسی قرار گرفته است. بر مبنای نتایج بدست آمده ضریب نفوذ یون لیتیوم در مواد کاتدیِ lini1-xcoxo2 با نسبت های متفاوت کبالت و نیکل در مرتبه ی cm2/s 12-10 می باشد. علاوه بر این مشاهده شد که با افزایش ولتاژ و کاهش محتوای لیتیوم، ضریب نفوذ در ماده ی کاتدیِ licoo2 افزایش می یابد. با مقایسه ی ضریب نفوذ یون لیتیوم در راستاهای گوناگون، مشخص گردید که حرکت یون های لیتیوم در راستای عمود بر لایه های licoo2 به مقدار محسوسی دشوارتر از نفوذ و جنبش یون های لیتیوم در راستای موازی با لایه ها می باشد.از سوی دیگر نتایج بدست آمده از جایگزینی جزئی یون های fe3+ به جای یون های co3+ به منظور افزایش پایداری و ظرفیت، کاهش اندکی را در مقادیر ضریب نفوذ نشان می دهد. نتایج حاصل با مشاهدات تجربی هم خوانی قابل قبولی دارد.

داروی ضدسرطان داکسوروبیسین به طور گسترده در درمان انواع مختلف سرطان به کار می رود. در سال های اخیر نانوحامل های دارویی در انتقال داروهای ضدسرطان نقش عمده ای ایفا نموده اند. یکی از این نانوحامل ها، نانولوله های کربنی می باشد. مطالعات تجربی زیادی در زمینه ی جذب و رهایش داکسوروبیسین برروی نانولوله کربنی و نانولوله کربنی عاملدار برای سیستم های دارورسانی انجام شده است. با این حال مکانیسم دقیق برهم کنش بین داکسوروبیسین و نانولوله کربنی عاملدار روشن نیست. در این پایان نامه، به منظور بررسی مکانیسم جذب داروی ضدسرطان داکسوروبیسین برروی نانولوله های کربنی تک دیواره ساده و عاملدار در محیط آبی از شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد عاملدار کردن نانولوله کربنی ظرفیت جذب نانولوله نسبت به دارو را افزایش می دهد. علاوه براین انرژی جذب مولکول های داکسوروبیسین روی نانولوله کربنی عاملدار نسبت به نانولوله کربنی ساده افزایش می یابد. براساس نتایج شبیه سازی، پارامتر اصلی در افزایش ظرفیت جذب، تشکیل پیوندهای هیدروژنی جدید بین گروه های کربوکسیل نانولوله و گروه های هیدروکسیل دارو می باشد. تعداد این پیوندهای هیدروژنی به ازای یک مولکول دارو با افزایش تعداد گروه های عاملی نانولوله افزایش و با افزایش غلظت داکسوروبیسین کاهش می یابد. واژه های کلیدی: نانولوله کربنی عاملدار، داکسوروبیسین، گروه کربوکسیل، شبیه سازی دینامیک مولکولی، جذب

حضور آنتی بیوتیک ها در پساب های شرکت ها ی داروسازی و بیمارستان ها و ورود آن ها به آب های زیرزمینی و سطحی باعث مقاومت میکروارگانیسم ها و از بین رفتن اثر درمانی این آنتی بیوتیک ها می گردد که تهدیدی جدی برای سلامت انسان و محیط زیست به شمار می رود. لذا جداسازی این آنتی بیوتیک ها از پساب های داروسازی حتی با وجود مقدار کم آن ها ضروری به نظر می رسد. یکی از راه های جداسازی این ترکیبات، فرآیند جذب سطحی و یک نمونه جاذب جدید با کارایی بالا نانولوله کربنی به شمارمی رود. نانولوله ها به دلیل داشتن سطح مخصوص بالا، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، ساختار لایه لایه ای و توخالی جاذب های مناسبی در تصفیه ی آب و فاضلاب به شمار می روند. به منظور بهبود عملکرد نانولوله ها در جهت افزایش راندمان جداسازی و نیز کاهش سمیت آن ها، می توان سطح نانولوله ها را با گروه های عاملی مختلفی عاملدار کرد و تغییرات راندمان جداسازی را بررسی نمود.

در این مطالعه، به بررسی و تحلیل وضیعت کنونی برج های جذب واحد تصفیه گاز پالایشگاه فجر جم که بر اثر تغییرمشخصات خوراک،گرفتار مشکلاتی از قبیل افزایش بیش ازحد دما، خوردگی برج جذب و تحمیل انرژی مازاد به پالایشگاه شده اند، پرداخته خواهد شد. در همین جهت با استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی aspen plus و aspen hysys به ارائه راهکارهایی که قابلیت عملیاتی شدن را دارا هستند پرداخته شده است. در جهت کاهش دمای حداکثر برج جذب که به عنوان عامل اصلی خوردگی شناخته می شود، راهکارهایی از قبیل کاهش دمای گاز ترش و حلال آمین ورودی یا هر دو، افزایش دبی و درصد وزنی حلال ( dea با 30 درصد وزنی)، کاهش دبی گاز ترش ورودی، ورود حلال از نقاط متفاوت برج، مخلوط کردن حلال مورداستفاده dea با حلال های شناخته شده ای نظیر mdea، تغییر نوع حلال از dea به mdea، افزودن فعال کننده هایی مانند sulfolane و piperazine به حلال mdae برای بهبود فرایند جذب ارائه گردید.با بررسی نتایج به دست آمده از هر دو نرم افزار aspen plus و aspen hysys، بهترین راهکار(از نظر کاهش دمای برج جذب و میزان انرژی مصرفی) تغییر حلال مصرفی از dea به mdea می باشد. این تغییر نه تنها گازهای اسیدی را به میزان مطلوب جذب می کند، بلکه دمای حداکثر برج جذب را از 115 به 88 درجه سانتی گراد و نیز میزان انرژی مصرفی را 40 درصد کاهش می دهد.