یکی از روش های مناسب جهت تهیه نانوبلورهای اکسید منگنز ( ) سیستم سنتزی سونو- امولسیون با استفاده از روغن های گیاهی (روغن زیتون و بادام) و روغن معدنی (پارافین مایع) می باشد. نتایج نشان داده است که اندازه ، شکل و میزان بلورینگی نانوذرات به نوع محیط روغنی وابسته است[314]. شدت، فرکانس و نوع تابش فراصوت (مستقیم و غیر مستقیم) بر روی شکل، اندازه، توزیع اندازه نانوذرات، میزان بلورینگی و حتی ترکیب شیمیایی نانوبلورهای اکسید منگنز موثر می باشد. نانوبلورهای اکسید منگنز در محیط خنثی صرفا در حضور تابش فراصوت سنتز می گردند و در غیاب امواج فراصوت محصول تشکیل نمی گردد. حضور هوا (اکسیژن) در تهیه نانوبلورهای اکسید منگنز در حضور امواج فراصوت نقش کلیدی دارد به طوری که در اتمسفر آرگون محصول ناچیزی تشکیل می گردد. کاهش توان و شدت فراصوت منجر به افزایش اندازه نانوذرات و تشکیل ساختارهای میله ای می شود. افزایش اندازه نانوذرات در امواج فراصوت با توان کم ناشی از امواج فراصوت شوک دهنده و میکروجت هایی است که به طور پیوسته در محیط تشکیل می گردند و باعث فعال شدن سطح مشترک نانوذرات و افزایش انتقال جرم در لایه مرزی می شوند. در این شرایط فرایند پیوستگی جهت دار از طریق تجمع غیر برگشت پذیر بین ذرات اولیه رخ می دهد و همین امر منجر به افزایش اندازه ذرات می گردد. به علاوه مشاهده شده است که در حمام فراصوت با شدت پایین در محیط خنثی و در غیاب میدان مغناطیسی نانومیله تشکیل گردیده است این مشاهدات اثبات می نماید که تجمع بین نانوذرات و فرایند پیوستگی جهت دار، مکانیزم غالب در تابش فراصوت با توان پایین است. بر این اساس ایجاد شرایط حاد و افزایش تلاطم و امواج شوک دهنده در فراصوت با شدت بالا مانع از فرایند تجمع جهت دار می گردد. نتایج نشان داده است که naoh تمایل شدیدی به جذب سطحی بر روی سطح نانوذرات دارد. در این حالت naoh به عنوان عامل پوشش دهنده قوی بر روی سطح نانوذرات از رشد نانوذرات توسط مکانیزم استوالد رایپنینگ جلوگیری می نماید. به همین دلیل اندازه نانوذرات در روش کلاسیک رشد چندانی نداشته است. اما هنگامی که نانوذرات در حضور امواج فراصوت سنتز می گردند تابش فراصوت موجب واجذبی برگشت ناپذیر naoh از روی سطح نانوذرات می گردد. عمل واجذبی توسط تابش فراصوت ناشی از تاثیر پدیده کویتاسیون و فروپاشی حباب بر روی سطح نانوذرات است. بنابراین نانوذراتی که درحضور امواج فراصوت تهیه می گردند از رشد بیشتری برخوردارند[315].. تاثیر میدان مغناطیسی خارجی برای اولین بار بر محلول اولیه قبل از شروع سنتز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت [316].. نتایج نشان می دهد که افزایش tmf از 2 تا 24 ساعت باعث افزایش زمان القا ، اندازه ذرات، میزان تشکیل نانومیله ها و کاهش مغناطش نمونه در محلول های خنثی می گردد. تاثیر میدان مغناطیسی بر روی محلول اولیه موجب به تاخیر افتادن سرعت هسته زایی و افزایش سرعت رشد بلور می گردد. میدان مغناطیسی خارجی بیشترین تاثیر را بر روی سنتز نانوبلورها در محیط خنثی و امواج فراصوت با شدت پایین دارد. تهیه نانوبلورهای منگنز فریت نیز توسط حمام فراصوت (امواج دهی غیر مستقیم و توان پایین) و روش رسوبگذاری معکوس انجام شد. نتایج نشان دادند که در چنین شرایطی مورفولوژی پولک مانند بدست آمده که نانوپولک ها دارای پهنای nm 500 می باشند. در واقع میکروجت ها و امواج شوک دهنده ناشی از تابش فراصوت سطح مشترک بین نانوذرات تشکیل شده را فعال نموده و به این ترتیب باعث افزایش انتقال جرم در لایه مرزی می گردند. در شرایط تابش دهی پیوسته، فرایند رشد از طریق مکانیزم پیوستگی جهت دار و به دلیل برخورد نانوذرات و همراستا شدن آنها انجام می پذیرد که این امر منجر به تشکیل ساختار دو بعدی پولک مانند می گردد. در بخش بعدی رشد نانوذرات مزوبلور توسط سورفکتانت های pvp و peg با وزن مولکولی های متفاوت (peg300، peg6000 و peg10000) مورد بررسی قرار گرفته است[317]. پارامترهای مختلف از قبیل زمان القا، پایداری نانوذرات، توزیع اندازه نانوذرات و یکنواختی در اندازه و شکل توسط سورفکتانت های پلیمری تحت تاثیر قرار می گیرد. نتایج نشان داده است که اندازه نهایی نانوذرات درحالتیکه از سورفکتانت با وزن مولکولی کمتر استفاده شده است، بیشتر است. بررسی های سینتیکی نیز نشان داده است که نتایج تجربی با مدل استوالد رایپنینگ در توافق است (3(n=. بنابراین نفوذ یون و یا اتم در سطح مشترک نانوذرات کنترل کننده مرحله رشد نانوذرات اولیه می باشد. نتایج نشان می دهند که جذب سطحی سورفکتانت ها بر روی نانوذرات اولیه نکته کلیدی در کنترل فرایند رشد نانوبلورهای منگنز فریت است. نانوذرات مغناطیسی منگنز فریت و مگنتیت نیز توسط روش گرمادهی محلول در حضور دو سورفکتانت peg300 و pvp به عنوان پیوند دهنده بین نانوذرات تهیه گردیدند. مطالعه اندرکنش و جذب سطحی این سورفکتانت ها بر روی سطح نانوذرات مغناطیسی و تاثیر یون فلزی منگنز و آهن در ساختار اسپینل در توزیع اندازه و شکل نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعات نشان دادند که جذب سورفکتانت ها بر روی سطح نانوذرات منگنز فریت بیشتر از مگنتیت می باشد. علاوه بر این، میزان جذب سورفکتانت نه تنها به یون فلزی موجود در ساختار اسپینل نانوذرات بستگی دارد بلکه به نوع خود سورفکتانت نیز وابسته است. به طوریکه جذب peg300 بر روی نانوذرات بیشتر از pvp است. این امر بر روی پایداری کلوییدی این نانوذرات در حلال های قطبی و اندازه و توزیع اندازه آنها موثر بوده است. در کار بعدی نانوبلورهای منگنز فریت در محیط اتیلن گلیکول و بدون استفاده از سورفکتانت تهیه شد و اثر انواع آنیون های مختلف (آنیون های آلی و معدنی) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که آنیون های آلی منجر به یکنواختی کمتر در شکل و اندازه می گردد. پارامترهای دیگر که مورد بررسی قرار گرفتند شامل اثر غلظت اولیه آغازگر و دما می باشد. در نهایت پایداری نانوذرات در حلال های قطبی (آب، اتانول، اتیلن گلیکول و گلیسرول) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که پایداری نسبتا خوبی در حلال های اتیلن گلیکول و گلیسرول حاصل شده است که می تواند مربوط به ویسکوزیته بالای آنها باشد. تهیه نانوذرات مگنتیت نیز توسط ترکیب روش امواج فراصوت و محیط اتیلن گلیکول بدون استفاده از سورفکتانت یکی دیگر از کارهایی است که مورد بررسی قرار گرفت[318]. پایداری نانوذرات مگنتیت در حلا ل های قطبی نیز مطالعه شد اما بیشترین بررسی و آنالیز در مورد پایداری این نانوذرات در اتانول بوده است. این شیوه سنتزی نتایج مفیدی را در برداشت: 1- هیچ گونه سورفکتانت در این روش مورد استفاده قرار نگرفت، 2- آماده سازی نانوذرات مگنتیت و آبدوست نمودن سطح نانوذرات در یک مرحله انجام گرفت، 3- در این روش بر خلاف روش های دیگر پلی ال که دردمای جوش حلال انجام می گیرد، سنتز نانوذرات در دمای پایین انجام گرفت، 4- نانوذرات آبدوست مگنتیت به آسانی در آب و دیگر حلال های قطبی قابل پراکندگی هستند و 5- نانوذرات مغناطیسی بدست آمده حتی بعد از یک سال در اتانول پایداری خوبی را نشان دادند.البته این نکته قابل توجه است که در این روش شدت امواج فراصوت نقش کلیدی در پوشش دهی سطح نانوذرات توسط لیگاند های آلی را به عهده دارد. در بخش آخر، کربن فعال و نانوکامپوزیت مغناطیسی تهیه گردید، مشخصه یابی شد و جهت حذف آلاینده پارانیتروفنل مورد استفاده قرار گرفت[319]. سطح مخصوص برای کربن فعال m2/g 447 بدست آمد اما سطح مخصوص در نانوکامپوزیت های مغناطیسی با نسبت های (1:8) و (1:5) به ترتیب m2/g 435 و m2/g 340 بود. جذب سطحی مولکول پارانیتروفنل بر روی کربن فعال در ph های اولیه مختلف تفاوت چندانی نشان نداد. ظرفیت جذبی و بازدهی حذف با افزایش محتوای نانوذرات مگنتیت بر روی سطح کربن فعال کاهش یافت. دو مدل ایزوترمی لانگمویر و فرندلیچ بر روی نمونه ها بررسی شد. همه نمونه ها به غیر از نمونه کربنی در حضور امواج که از مدل لانگمویر تبعیت می کرد، با مدل فرندلیچ تطابق داشتند. سرعت جذب مولکول پارانیتروفنل با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم همخوانی داشت. در مقایسه بین نتایج حاصل از اثر امواج فراصوت و شرایط کلاسیکی سرعت جذب و مقدار جذب شده به ویژه با افزایش غلظت آلاینده در حضور امواج فراصوت و بر روی سطح کربن فعال افزایش نشان می دهد. در مورد کربن فعال مقدار ثابت سرعت نفوذ درون ذره ای که در حضور تابش فراصوت به دست آمده است بیشتر از حالت کلاسیک است. زیرا تابش فراصوت باعث افزایش انتقال جرم در روی سطح جاذب می شود. نانوکامپوزیت مغناطیسی حاصل را می توان به راحتی توسط یک آهن ربا از محیط خارج نمود و بعد از برداشتن میدان مغناطیسی خارجی آنها را به راحتی دوباره در محیط آبی پراکنده کرد. در این کار کربن فعال از مواد ارزان قیمت تهیه شده که دارای سطح و ظرفیت جذبی بالا می باشد. ترکیب کربن فعال با نانوذرات مگنتیت منجر به تهیه نانوکامپوزیت مغناطیسی شده که به دلیل خاصیت سوپرپارامغناطیسی توانمندی استفاده در سیستم فیلتراسیون مغناطیسی را دارا است.

در تحقیق حاضر با هدف حذف آلاینده های پاراتولوئن سولفونیک اسید (p-tsa) و پاراتولوئیک اسید (p-ta) از محیط آبی، در ابتدا جاذب پلی استایرن توسط سه گروه عاملی مختلف (مونواتانول آمین، دی اتانول آمین و تری اتانول آمین) عامل دار شد. پس از آن مناسبترین شرایط برای تولید جاذب از نظر نوع و میزان گروه های عاملی تعیین گردید. بر این اساس، عامل دار کردن جاذب پلیمری توسط دی اتانول آمین و با بیشینه ی دانسیته ی گروه های عاملی انجام گرفت. در مرحله ی بعد به منظور تولید جاذب پلیمری-مغناطیسی (mdea-ps)، نانو ذرات مگنتیت طی یک فرایند ساده بر روی جاذب پلیمری عامل دار شده با دی اتانول آمین (dea-ps) نشانده شد. طیف سنج مادون قرمز (ftir) موفقیت فرایند عامل دار شدن را مورد تأیید قرار داد. تعیین کمی میزان گروه های عاملی موجود بر روی جاذب های عامل دار شده توسط تیتراسیون و آنالیز عنصری انجام گرفت. از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی با وضوح بالا (hrsem) برای بررسی مورفولوژی جاذب dea-ps استفاده شد. ph مربوط به بار سطحی صفر جاذب dea-ps نیز به صورت تجربی بدست آمد. وجود ذرات مگنتیت بر روی جاذب mdea-ps توسط ftir و دستگاه پراش اشعه ی ایکس تأیید شده و توسط تصاویر hrsem مورد مشاهده قرار گرفت. در مرحله ی بعد، فرایند جذب سطحی p-tsa و p-ta بر روی جاذب dea-ps انجام شد. در همین راستا اثر ph محیط، زمان فرایند، مقدار جاذب و غلظت اولیه ی آلاینده بر میزان جذب آلاینده های p-tsa و p-ta مورد بررسی قرار گرفت. داده های سینتیکی و ایزوترم های جذب توسط معادلات مناسب برازش شده و پارامتر های ترمودینامیکی فرایند جذب محاسبه شد. پس از آن، جذب p-tsa و p-ta بر روی جاذب mdea-ps مورد ارزیابی قرار گرفت و در انتها میزان بازیابی جاذب dea-ps در سیکل های مختلف جذب/واجذب اندازه گیری شد. نتایج بیانگر آن است که جاذب dea-ps به دلیل دارا بودن همزمان گروه های باردار آمینی و همچنین گروه های آبدوست الکلی، از ظرفیت بسیار بالایی در جذب p-tsa و p-ta برخوردار است. برهمکنش گروه های عاملی با آلاینده های آلی نقش بسیار مهمی در طی فرایند جذب ایفا می کند. رفتار سینتیکی جذب هر دو آلاینده بر روی جاذب dea-ps با موفقیت توسط مدل های شبه درجه یک و شبه درجه دو برازش شده و ایزوترم های جذب از معادله ی لانگمویر تبعیت می کنند. بررسی ها نشان می دهد که برهمکنش یونی گروه های آمینی با آلاینده و همچنین اجتماع مولکول های آب در اطراف گروه های آمینی، در تعیین پارامتر های ترمودینامیکی موثر هستند. افزودن نانوذرات مگنتیت به ساختار جاذب dea-ps موجب کاهش ملموس ظرفیت جذب نگردیده و جاذب mdea-ps رفتار مشابهی با جاذب dea-ps نشان می دهد. میزان جذب آلاینده های مورد بررسی بر روی جاذب dea-ps حدود 5/1 برابر بیشتر از یک جاذب تبادلگر آنیون تجاری است. همچنین جاذب dea-ps به راحتی توسط محلول naoh 1 مولار بازیابی شده و بازده ی بازیابی آن پس از جذب هر دو ترکیب p-tsa و p-ta طی 9 دوره ی متوالی 99% می باشد. نتایج این تحقیق می تواند راه حلی برای رفع مشکلات مربوط به ظرفیت کم و بازیابی ضعیف جاذب های پلیمری مرسوم بوده و با ارائه ی راهکاری ساده برای نشاندن ذرات مگنتیت مسیر استفاده از جاذب های مغناطیسی در فرایند جذب سطحی را هموار سازد.

در این تحقیق، یک روش اسپکتروفتومتری ساده برای اندازه گیری هم زمان دو رنگ آنیونی (راکتیو زرد 84 و راکتیو نارنجی 84) بعد از استخراج توسط فاز جامد مغناطیسی پیشنهاد شد. اساس کار بر پیش تغلیظ رنگ ها برروی نانوذرات مغناطیسی منگنزفریت و کالیبراسیون چند متغیره با استفاده از روش حداقل مربعات جزئی است. نانوذرات مغناطیسی منگنزفریت با استفاده از روش گرمادهی محلول تهیه شدند و مشخصات آنها توسط تکنیک های میکروسکوپ الکترونی عبوری و الگوی پراش پرتو ایکس تعیین شد. جهت طراحی آزمایش های پیش تغلیظ برای سیستم های تک جزئی از روش طراحی رویه سطح پاسخ (طراحی مرکب مرکزی) و برای سیستم های مخلوط دوتایی از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. زمان استخراج، زمان واجذب، مقدار فاز جامد، غلظت محلول شوینده، حجم محلول شوینده و ph محلول، پارامترهایی بودند که بهینه شدند. در نهایت، روش استخراج فاز جامد مغناطیسی- حداقل مربعات جزئی پیشنهاد شده، برای چندین نمونه از آب چشمه به کار برده شد و بازیابی خوبی (108-80 درصد) برای هر دو رنگ راکتیو بدست آمد.

در این تحقیق، دو رنگ آنیونی (راکتیو آبی21 و راکتیو آبی 194) توسط روش استخراج به کمک فاز جامد مغناطیسی، استخراج و با استفاده از رگرسیون مربعات جزئی به طور همزمان تعیین شدند. نانوذرات مگنتیت توسط روش گرمادهی محلول در یک محیط پلی ال تهیه و با استفاده از تکنیک های الگوی پراش پرتو ایکس و طیف تبدیل فوریه مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی عبوری شناسایی شدند.پارامترهای موثر(ph محلول، مقدار فاز جاذب، زمان استخراج، غلظت سدیم هیدروکسید در محلول شوینده، حجم فاز شوینده و زمان واجذب) توسط طراحی رویه سطح پاسخ بهینه شدند. حد تشخیص 40 و 30 میکروگرم بر لیتر، ناحیه خطی 5/1-1/0 و 2-3/0 میلی گرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی 58/0 و 79/0 به ترتیب برای رنگهای راکتیو آبی 21 و 194 حاصل شدند.روش پیشنهادی برای اندازه گیری همزمان آلاینده های رنگی در آب رودخانه و آب شهر مورد استفاده قرار گرفت و نتایج رضایت بخشی حاصل شد.

در پژوهش حاضر، دو نانوکامپوزیت فوتوکاتالیستی- مغناطیسی گرافن- فریت روی و گرافن- فریت مس با استفاده از روش حلال گرمایی ساخته شده¬اند. تولید نانوکامپوزیت شامل سه مرحله ی کلی سنتز نانوذرات مغناطیسی فریت، سنتز بستر کربنی گرافن و نهش دادن نانوذرات روی بستر کربنی گرافن می¬باشد. جهت بررسی عملکرد فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت¬های گرافن- فریت مس و گرافن- فریت روی از آلاینده-ی رنگی قرمز فعال 141 به عنوان مدلی از آلاینده¬ی آلی در پساب صنایع نساجی استفاده شده است. نانوکامپوزیت¬های تولید شده به وسیله¬ی آزمون¬های پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی تبدیل فوریه ی مادون قرمز (ftir)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) وآنالیز مغناطیس پذیری نمونه ی مرتعش (vsm) تعیین مشخصه شدند. تصاویر tem نانوکامپوزیت گرافن- فریت مس نشان دادند که توزیع اندازه ذرات فریت مس در نانوکامپوزیت نسبتاً یکنواخت می¬باشد. طبق نتایج حاصل از آنالیز مغناطیس پذیری نمونه¬ی مرتعش (vsm)، دو نانوکامپوزیت گرافن- فریت مس و نانوذره¬ی فریت مس رفتار سوپرپارامغناطیس نشان دادند. آنالیز ftir حضور گروه¬های عاملی حاوی اکسیژن را روی سطح اکسید گرافن سنتز شده تأیید کرد. پهنای باند برای نانوذرات فریت روی و فریت مس به ترتیب در حدود 277/1 و 03/1 به دست آمد. نانوکامپوزیت¬¬های تولید شده به منظور تخریب رنگ قرمز فعال 141 تحت نور خورشید و در مقایسه با شرایط تاریکی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که حذف رنگ قرمز فعال 141 بعد از گذشت 15 دقیقه توسط نانوکامپوزیت گرافن- فریت مس انجام شده بود در حالی¬که 85 درصد حذف رنگ در حضور نانوکامپوزیت گرافن- فریت روی تحت شرایط نور خورشید و تاریکی به دست آمد. مطالعات تعادلی جذب نشان دادند که داده هایی که در شرایط تاریکی به دست آمدند با مدل لانگمویر برازش خوبی دارند. بر طبق نتایج حاصل، سینتیک جذب با مدل شبه درجه دوم سازگاری داشت. همچنین مکانیزم فوتوکاتالیستی بررسی شد و نشان داده شد که حفره¬ها عامل اکسید کننده¬ی اساسی برای تخریب رنگ هستند.

در این تحقیق، دو رنگ کاتیونی (بازی زرد 28 و بازی زرد 13) به کمک فاز جامد مغناطیسی، استخراج و با استفاده از رگرسیون مربعات جزئی به طور همزمان تعیین شدند. نانوکامپوزیت های مغناطیسی مگنتیت توسط روش ترسیب شیمیایی تهیه و با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) و الگوی پراش پرتو ایکس (xrd) و دستگاه تبدیل فوریه مادون قرمز ) (ft-irشناسایی شدند. پارامتر های موثر (زمان استخراج، زمان واجذب، مقدار فاز جاذب، غلظت محلول شوینده و حجم فاز شوینده، توسط طراحی رویه سطح پاسخ بهینه شدند. حد تشخیص 40 و80 میکروگرم بر لیتر، ناحیه خطی 2-07/0 میلی گرم بر لیتر و 5/1-07/0 میلی گرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی0/1 و1/1 به ترتیب برای رنگ های بازی زرد 28 و بازی زرد 13 حاصل شدند. روش پیشنهادی برای اندازه گیری همزمان آلاینده های رنگی در آب رودخانه مورد استفاده قرار گرفت و نتایج رضایت بخشی حاصل شد.

در این پژوهش، سیلیکا آئروژل با استفاده از روش خشک کردن در فشار محیط و همچنین محلول سدیم سیلیکات به عنوان پیش ماده سنتز شده است. تولید سیلیکا آئروژل شامل سه مرحله کلی تولید هیدروژل، پیرسازی و خشک کردن ژل مرطوب می باشد. در این پژوهش مواد ارزان قیمت برای سنتز سیلیکا آئروژل استفاده شده اند. سیلیکا آئروژل تولید شده توسط طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، اندازه گیری سطح ویژه (bet)، اندازه گیری زاویه تماس و تعیین دانسیته به روش پیکنومتر، تعیین مشخصه شدند. نتایج حاصل از ftir وجود گروه های متیلی روی سطح سیلیکا آئروژل را نشان داد که آبگریزی سیلیکا آئروژل و اصلاح سطح مطلوب را تأیید کرد. بر اساس آنالیز bet اندازه سطح ویژه نمونه تهیه شده،822.47 m2/g بود. علاوه بر این حجم حفره و توزیع میانگین اندازه حفره به ترتیبcm3/g 3.76 و nm 17.7 به دست آمدند. تصویر sem نشان داد که توزیع اندازه حفرات یکنواخت بوده و کمتر از 100 نانومتر می باشند. جهت بررسی عملکرد جذبی سیلیکا آئروژل، نفتالن به عنوان آلاینده آلی در پساب استفاده گردید. جذب نفتالن توسط سیلیکا آئروژل برای اولین بار در این پژوهش صورت گرفته است. در میان هیدروکربن های حلقوی، نفتالن بیشترین حلالیت را در محیط آبی داراست. حذف نفتالن از آب با روش های گوناگونی انجام شده که فرآیند جذب سطحی به دلیل هزینه پایین، ایمنی و سادگی شرایط عملیاتی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. هدف اصلی در این پژوهش بررسی تأثیر متغیرهای عملیاتی از قبیل زمان تماس، غلظت جاذب، ph محلول و برهمکنش این متغیرها در جذب نفتالن از آب توسط سیلیکا آئروژل می باشد. در مرحله بعد جهت به دست آوردن مدل پیش بینی شده و شرایط عملیاتی بهینه، روش پاسخ سطح (طراحی ترکیبی مرکزی) استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده در جدول آنالیز واریانس، یک مدل غیر خطی درجه دو، جهت پیش بینی مقدار حذف نفتالن به دست آمد. متغیرهای زمان، مقدار جاذب، برهمکنش زمان و جاذب و همچنین برهمکنش زمان و ph مهم تشخیص داده شدند. صحت مدل توسط متغیرهای آماری از جمله ضریب مشخصه سازی (0.903)، ضریب مشخصه سازی تنظیم شده (0.877) و کفایت دقت (19.23) تأیید گردید. در مطالعه سینتیکی، مدل سینتیکی شبه درجه دو سازگاری خوبی با نتایج آزمایشی نشان داد. ایزوترم جذب در محدوده mg/l 10 تا mg/l 34 به دست آمد و نتایج به خوبی با مدل فروندلیچ سازگار بود.

در سال های اخیر، حضور پیوسته و غیر قابل کنترل آلاینده های دارویی و تاثیرات مخرب آن ها بر محیط زیست به عنوان یک مشکل زیست محیطی مطرح است. بخش عظیمی از آلاینده های دارویی مربوط به داروهای تسکین دهنده است. استامینوفن یکی از پراستفاده ترین داروهای تسکین دهنده در جهان است. در این پژوهش، تخریب فوتوکاتالیستی استامینوفن تحت تابش نورخورشید، در حضور بیسموت فریت به عنوان نانوفوتوکاتالیست بررسی شده است. بیسموت فریت باروش سل-ژل سنتز شده و با تکنیک های مختلفی مثل ftir، xrd و tem تعیین مشخصه گردیده است. بر اساس نتایج الگوی پراش xrd اندازه ذرات بیسموت فریت موجود در توده نانو ذرات ، 17/02 نانومتر است. همچنین اندازه نانوذرات بیسموت فریت با توجه به تصاویر tem، 71/5 نانومتر تخمین زده شده است. پهنای باند اندازه گیری شده برای بیسموت فریت 2/01 الکترون-ولت است، که نشان دهنده توانایی عملکرد نانوفوتوکاتالیست تحت تابش فوتو خورشید است. تاثیر پارامترهای مختلفی مثل مقدار فوتوکاتالیست، زمان و ph محلول بر تخریب دارو مطالعه شد. تخریب استامینوفن با اضافه کردن تعدادی جاروب کننده در محلول ارزیابی شد. بیشتر از 90 درصد از استامینوفن ppm 10 تحت شرایط عملیاتی در 60 دقیقه تخریب گردید.

تلاش های فراوانی به منظور حذف آلاینده ها از آب و در نتیجه محیط زیست انجام شده است. به این منظور از روش های گوناگونی استفاده گردیده است. یکی از روش هایی که در این زمینه کاربرد مناسبی دارد فرایند جذب سطحی می باشد که در این پژوهش از آن استفاده شده است. یکی از جاذب هایی که به دلیل خواص ویژه اش نمایش فوق العاده ای از خود نشان داده است آیروژل های سیلیکاتی می باشند که از آنها برای حذف انواع مختلف آلاینده ها استفاده شده است. از معایب آیروژل های مرسوم مقاومت مکانیکی پایین آنها می باشد که عملا کار با آنها را دشوار کرده و به علت عدم توانایی بازیابی، صرفه اقتصادی آن ها را پایین آورده است. به منظور افزایش مقاومت مکانیکی آیروژل ها هم از روش های مختلفی استفاده شده است. در این پژوهش هدف افزایش استحکام آیروژل سیلیکاتی و سپس استفاده از آن به عنوان یک جاذب به منظور حذف آلاینده دی کلروبنزن از محیط آبی به عنوان مدل آلاینده های آلی می باشد. به این منظور ابتدا آیروژلی بر پایه یک پیش ماده پلیمری مناسب جهت افزایش خاصیت مکانیکی سنتز گردیده و سپس با استفاده از هگزا متیل دی سیلازان اصلاح سطح انجام گرفته است. همچنین فرایند سنتز این آیروژل در دما و فشار محیط صورت گرفته است. به منظور تعیین مشخصات جاذب از آزمون های طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز جذب و واجذب bet، اندازه گیری حجم و توزیع اندازه روزنه bjh، زاویه تماس قطره آب و همچنین آزمون تعیین مقاومت مکانیکی و به منظور تعیین غلظت آلاینده در آزمایشات جذب از آزمون uv-vis استفاده شده است. نتایج نشان دادند که ساختار ماده به خوبی شکل گرفته و اصلاح سطح با موفقیت انجام گردیده است. همچنین در عین مقاومت مکانیکی بالا شاهد سطح ویژه مناسب هستیم.

فرآیندهای فوتوکاتالیستی به عنوان یک تکنولوژی نوین در امر تصفیه پساب¬ها دارای مزایای فراوانی می¬باشند. در طی یک فرآیند فوتوکاتالیستی، اکسیدهای نیمه رسانا با جذب انرژی از یک منبع تابش، باعث تولید رادیکال¬های آزاد می¬شوند که منجر به تجزیه آلاینده¬ها می¬گردد. در پژوهش حاضر سنتز بیسموت تنگستات به شکل ساختار لانه¬ای شکل، در کوچکترین اندازه در حضور پلیمر pvp مورد بررسی قرار گرفته است. pvp به عنوان یک شکل¬دهنده ساختاری انتخاب¬¬پذیر در کریستال¬ها برای چینش نانوصفحات بیسموت تنگستات رفتار می¬کند و بدین ترتیب فوتوکاتالیست در ساختار لانه¬¬ای شکل می¬گیرد. بیسموت تنگستات پتانسیل بالایی در تبدیل انرژی فوتونی به انرژی شیمیایی برای تجزیه آلاینده¬ها دارد. برخلاف اکثر فوتوکاتالیست¬های موثر که تنها با انرژی ماورا بنفش قادر به فعالیت می¬باشند، این فوتوکاتالیست از نور خورشید به¬عنوان ارزان¬ترین و در دسترس-ترین منبع نور استفاده می¬نماید. در تحقیق حاضر، فوتوکاتالیست تولید شده به وسیله آزمون¬های پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی تبدیل فوریه ی مادون قرمز (ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) تعیین مشخصه گردیده¬اند. تصاویر sem به¬خوبی گویای ساختار لانه¬ای شکل این فوتوکاتالیست می¬باشند. این ساختار، فعالیت فوتوکاتالیستی فوق¬العاده¬ای را در مجاورت با نور خورشید از خود نشان می¬دهد. نتایج نشان داده¬اند که این فوتوکاتالیست قابلیت بالایی در حذف رنگ قرمز واکنشی 141 به عنوان نماینده پساب¬های آلی و حذف ایبوبروفن به عنوان نماینده پساب¬های دارویی دارد.