در بخش اول این تحقیق رفتار الکتروشیمیایی دوپامین روی الکترود طلای اصلاح شده با هیبرید پلی 1-نفتول و نیکل فروسیانید با تکنیک های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات الکتروشیمیایی، رفتار کاتالیزوری الکترود اصلاح شده را در اکسایش دوپامین در بافر فسفات 1/0 مولار با ph=7 نشان داد. اثر تغییر سرعت روبش پتانسیل و ph بر پاسخ الکترود در تکنیک ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. روش dpv برای اندازه گیری مقادیر کم دوپامین به کار برده شد. دوپامین 2 گستره خطی در پاسخ ولتامتری خود نشان می دهد. محدوده اول، گستره خطی غلظت m6-10×3/4-7-10×0/1 محدوده دوم، گستره خطی غلظت m6-10×6/9-6-10×3/4 می باشد. حد تشخیص با استفاده از فرمول 3sb/m،m 8-10×1/2 تعیین شد. در بخش دوم رفتار الکتروشیمیایی ایمی پرامین در سطح الکترو میله گرافیت با تکنیکهای ولتامتری چرخهای و ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت نتایج بدست آمده نشان داد که الکترود پیشنهاد شده فرایند اکسایش ایمی پرامین را در بافر فسفات کاتالیز مینماید. همچنین بررسی ها نشان داد با افزایش زمان ماندگاری الکترود در محلول شدت پیک اکسایش افزایش می یابد. منحنی کالیبراسیون بدست آمده با تکنیک ولتامتری پالس تفاضلی جذب سطحی گستره خطی غلظت m6-10×0/8-8-10×0/2 و حد تشخیص(3sb/m) m9-10×0/ 5. در بخش سوم نانو ساختار های منگنز اکسید به روش ترسیب کاتدی تهیه شده و بررسی اثر دما و دانسیته جریان بر مورفولوژی صورت گرفت. نتایج نشان داد که خروج حباب های گاز هیدروژن ناشی از واکنش های کاهشی در سطح الکترود باعث رشد و شکیل گیری نانو ساختارهای یک بعدی مانند نانو سیم ها و نانو میله ها می گردد. بطوریکه با افزایش دانسیته جریان سرعت خروج گاز ها در سطح الکترود افزایش یافته و این فرایند باعث رشد و جهت دهی بیشتر نانو میله ها و نانوسیم ها می گردد. از طرفی با کاهش تدریجی دانسیته جریان، سرعت خروج گاز ها در سطح الکترود کاهش و نانو ساختارهای یک بعدی کم کم ناپدید می شوند بطوریکه در دانسیته جریان پا یین نانو کره ها جای نانو میله ها و نانو سیم ها را می گیرند. نتایج حاصل از اثر دما بر مورفولوژی منگنز اکسید نشان داد که دما با تاثیر گذاری بر مکانیسم تشکیل رسوب، ph سطح الکترود و سرعت خروج گاز ها تاثیر زیادی بر مورفولوژی نمونه ها دارد. برای ارزیابی میزان ذخیره سازی انرژی تست شارژ-دشارژ با کرونوپتانسیومتری و ولتامتری چرخه ای در محلول 5/0 مولار na2so4 روی نمونه های بدست آمده صورت گرفت. نتایج نشان داد که نمونه ها توانایی قابل ملاحظه ای در ذخیره سازی انرژی دارند. در بخش چهارم برای ترسیب نانو ساختار های اکسید آهن و عدم جلوگیری از ریزش رسوب به داخل محلول فرایند رسوب گیری در دمای پایین و محلول حاوی متانول (به عنوان عوامل افزایش چسبندگی رسوب به الکترود) صورت گرفت. بررسی ها نشان داد که دانسیته جریان نقش مهمی در شکل گیری نانو ساختار ها ایفا می کند و حباب های گاز هیدروژن مانند یک بستر اصلاحی دینامیک عمل می نمایند. در بخش پنجم بررسی اثر دما و دانسیته جریان بر مورفولوژی سریا (سریم(iv) اکسید) صورت گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که افزایش هیدروژن پراکسید، کاهش دانسیته جریان و دمای واکنش باعث کاهش تعداد و اندازه ترک ها شده و با کنترل این فاکتورها می توان مورفولوژی صاف و عاری از ترک که در کاربرد این اکسید به عنوان پوشش ضد خوردگی بسیار مهم می باشد ایجاد کرد. بطور خلاصه نانو ساختارهای مختلف اکسیدهای فلزی با کنترل فاکتورهای موثر بر مورفولوژی با روش ساده الکتروکاتدی و بدون استفاده از تمپلت (بستر اصلاحی) و با استفاده از شرایط هیدرو دینامیکی محلول تهیه شدند.

در این پروژه ابتدا نانولوله های زیرکونیوم اکسید از طریق آندایزینگ الکتروشیمیایی زیرکونیوم در محلول شامل گلیسرول و فرمامید ونیز اتیلن گلیکول وفرمامید حاوی آمونیوم فلورید سنتز شد.تشکیل نانو لوله های زیرکونیوم اکسید به وسیله تکنیک های edx،fe-sem و xrd موردبررسی و تایید قرار گرفت. سپس رفتار خوردگی نانو لوله های حاصل با استفاده ار روش های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی( eis) وپلاریزاسیون تافلی در محلول بزاق مصنوعی واسیدسولفوریک بررسی گردید. نتایج نشان داد که بین مورفولوژی ومقاومت به خوردگی نانولوله های زیرکونیا وپارامترهای فیزیکوشیمیایی ارتباط تنگاتنگی وجود دارد. به طوریکه با افزایش پتانسیل ودما قطر خارجی نانولوله ها افزایش می یابد.در غلظت بالای آنیون ضخامت دیواره ها کاهش می یابد. درصد آب کمتر موجب زبری سطوح ودرصد آب بیشتر موجب عدم یکنواختی سطح می شود.همچنین در محلول اتیلن گلیکول نسبت به گلیسرول ساختار غیر یکنواختی حاصل شده است. در نتیجه مقادیر امپدانس وجریان خوردگی متفاوت برای ساختارهای حاصل ایجاد می شود.

به خاطر ظرفیت بالای ذخیره سازی انرژی و طول عمر زیاد ابر خازن ها نسبت به باتری ها وچگالی انرژی زیاد آن ها در مقایسه با خازن های دولایه این مواد به عنوان دستگاه های ذخیره ساز انرژی، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از میان پلیمر های هادی، پلی آنیلین به خاطر مزایای سنتز آسان، رسانایی بالای جریان الکتریکی و قیمت پایین بیشتر به عنوان مواد الکترود فعال برای ساخت ابرخازن ها استفاده شده است. ترکیب پلی آنیلین با مواد متخلل کربنی مثل گرافن و نانولوله های کربنی پایداری و مقدار ظرفیت خازنی آن را افزایش می دهد. به همین دلیل در این کار، به سنتز و خواص نانوکامپوزیت های جدید بر پایه ی پلی آنیلین و گرافن به روش پلیمریزاسیون درجا مطالعه شده است. به طوری که ابتدا گرافیت به گرافیت اکسید تبدیل شده و سپس در اثر احیا، گرافن تهیه شده است. از گرافن تهیه شده نانوکامپوزیت های دوتایی، سه تایی و چهارتایی با پلی آنیلین، نانولوله های کربنی و پلاتین ساخته شده و پس از بررسی ساختاری آن ها از روی طیف های ft-ir، xrd، tem، sem با مطالعه ولتامتری چرخه ای هر کامپوزیت رفتار الکتروشیمیایی آن برای ذخیره ی انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. بالاترین ظرفیت خازنی برای نانوکامپوزیت چهارتـــایی گرافن/نانولوله کربن/پلاتین/پلی آنیلین مشاهده شد. در نهایت از کاتالیست های کربنی تهیه شده در واکنش اکسایش هوازی دی هیدروپیریدین های تهیه شده به روش هانش استفاده شده است. نتایج نشان داد که رفتار کاتالیستی گرافیت اکسید برای این واکنش اکسایش از سایر کاتالیست های کربنی بهتر است.

باکتری های مگنتوتاکتیک و نانوذرات مغناطیسی آنها به دلیل پتانسیل کاربردی خوب آنها در زمینه های بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی دارای جاذبه های خاصی هستند. علی رغم پراکندگی همه جایی باکتری های مگنتوتاکتیک در محیط های آبی، ثابت شده است که جداسازی و کشت آنها به صورت خالص بسیار دشوار می باشد و تنها تعداد بسیار اندکی از این باکتری های مشکل پسند در کشت خالص جدا شده اند. هدف اصلی این مطالعه جداسازی و کشت سویه های جدیدی از باکتری های مگنتوتاکتیک از کشور ایران به منظور بکارگیری آنها در زمینهٴ فرایندهای پاکسازی زیستی بود. در این پژوهش تعداد 30 نمونه از زیستگاه های مختلف ایران نمونه برداری شد. بررسی ها ارتباطی را مابین فاکتورهای فیزیکو شیمیایی مانند ph و آهن با رشد باکتری های مگنتوتاکتیک در میکروکوزم ها نشان داد. در مرحله جداسازی از روش capillary racetrack و جداسازی مغناطیسی برای خالص سازی و غنی سازی باکتری های مگنتوتاکتیک استفاده شد، سپس انواع مختلفی از محیط های جداسازی به طور همزمان برای جداسازی آنها در کشت خالص استفاده گردید. نهایتاً در این تحقیق، دو سویهٴ جدید از باکتری های مگنتوتاکتیک به نام های mtb-ktn90 و mtb-ktn92 از تالاب انزلی در محیط کشت جداسازی اصلاح شده، جدا گردیده و سپس در محیط کشت رویشی مناسب کشت داده شدند. بررسی های فیلوژنتیکی بر اساس ژن 16s rrna نشان داد که این دو باکتری جدید متعلق به رده alphaproteobacteria هستند. توالی های جدید ژن 16s rrna باکتری های جدا شده در پایگاه اطلاعاتی genbank در ncbi تحت عدد دسترسی توالی نوکلئوتیدی kf623694 و kj852768 به ترتیب برای باکتری mtb-ktn90 و mtb-ktn92 ثبت شد. نانوذرات مغناطیسی تولید شده توسط این باکتری ها به وسیله میکروسکوپ های الکترونی، دستگاه های پراش اشعه x و الگوی پراش الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش برای اولین بار دو باکتری مگنتوتاکتیک متعلق به alphaproteobacteria معرفی شدند که قادر به رشد و سنتز مگنتوزوم ها در دمای بالاتر از c ˚30 بودند. امروزه پاکسازی زیستی فلزات سمی به وسیله باکتری های مگنتوتاکتیک و جداسازی مغناطیسی آنها از پساب یکی از جالب ترین زمینه های تحقیق می باشد. در این مطالعه پتانسیل حذف cs, sb, se, sr و co توسط هر دو باکتری alphaproteobacterium mtb-ktn90 و alphaproteobacterium mtb-ktn92 مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصله، مطالعات بر روی حذف کبالت توسط باکتری mtb-ktn90 و جداسازی مغناطیسی کبالت از محلول ها متمرکز گردید. مشاهده شد که بیشترین مقدار جذب فلز کبالت به وسیله بیومس پیرامون ph6/5 تا 7 می باشد. هنگامیکه غلظت خشک بیومس از g/l 0/009 تا g/l0/09 افزایش می یابد، بازده جذب از % 13/87به % 19/22 افزایش یافت. بیشترین مقدار جذب کبالت در 15 دقیقه اول مجاورسازی می باشد (mg/g dry weight 859/17). هنگامیکه غلظت اولیهٴ کبالت از 1 تا mg/l 225 افزایش می یابد، مقدار جذب فلز کبالت نیز افزایش پیدا می کند. نتایج جذب زیستی توسط دو مدل فرویندلیش و لانگمویر نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار جذب فلز کبالت در شرایط بهینه شده برابر mg/g dry weight 15/42 ±1160/51 می باشد. همچنین نتایج نشان داد که %88/55 کبالت (در غلظت mg/l 1) می تواند بعد از فرایند جداسازی مغناطیسی زیست توده mtb-ktn90 بارگذاری شده با کبالت، از محلول خارج شود. مکانیسم جذب زیستی کبالت توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره fesem، ftir و pixe مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

در این پژوهش پوشش های الکترولس ni-p و هم چنین پوشش های نانو کامپوزیتی ni-p-tio2 در حضور درصدهای وزنی مختلف نانو ذرات tio2 در حمام بر روی زیر لایه های از جنس آلومینیوم 7075 ایجاد شد. سپس با استفاده از آنالیز فازی xrd ساختار آمورف برای پوشش های الکترولس ni-p و هم چنین حضور نانو ذرات tio2 درون پوشش های کامپوزیتی تایید گردید . با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( sem) , مورفولوژی سطح پوشش ها مورد بررسی قرار گرفت و ساختار نیم کروی و در برخی درصد های وزنی گل کلمی را برای این پوشش ها تایید می کند و تاثیر افزودن این نانو ذرات بر ضخامت پوشش نیز با استفاده از تصاویر این میکروسکوپ از سطح مقطع محاسبه شد . با کمک آنالیزگر edax نشان داده شد که با افزایش درصد وزنی tio2 درحمام درصد وزنی آن نیزتا یک نقطه بهینه افزایش می یابد و درصد وزنی فسفر کاهش نشان می دهد . خواص خوردگی این پوشش ها نیز در محلول nacl %wt 5/3 با کمک دستگاه pgstate مورد مطالعه قرار گرفت که با تحلیل نتایج حاصل مشخص گردید که در حضور نانو ذرات tio2 به میزان 2gr/l در حمام پارامترهای خوردگی کاهش شدید دارد و در 4gr/l این پارامترها بهبود می یابد و بطور کل این پوشش ها خواص خوردگی زیر لایه را به میزان زیادی بهبود می بخشند . میکرو سختی این پوشش ها نیز مورد بررسی قرار گرفت که نهایتا افزایش میزان سختی برای این پوشش ها با افزایش میزان نانو ذرات در پوشش گزارش گردید .