اخیراً روش تخلیه قوس الکتریکی در محیط مایع در سنتز انواع مختلف ساختارهای کربنی چون نانوپیازهای کربنی، نانوشاخ های کربنی و نانولوله های کربنی گزارش شده است. این روش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر می باشد زیرا به تجهیزات گران قیمت و پیچیده نیاز ندارد. در این تحقیق تولید نانولوله های کربنی به روش تخلیه قوس الکتریکی در محیط مایع در دستگاه اتوماتیکی مجهز به مبدل حرارتی مورد برسی قرار گرفته است. این دستگاه قادر به ثابت نگه داشتن فاصله بین دو الکترود و میزان ولتاژ به طور اتوماتیک بود. نانولوله های کربنی خالص سازی شده تا ناخالصی های همراه از بین برود. این مطالعه همچنین تایید کرد که خصوصیات کیفی و کمی این نانولوله های کربنی تحت تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر اختلاف پتانسیل اعمالی دو سر الکترود، نوع و نسبت کاتالیست، هدایت الکتریکی، غلظت، نوع و دمای محلول، واثر هدایت گرمایی محفظه می باشد. بررسی ساختار کریستالی محصولات بدست آمده از طیف سنج رامان و ریخت شناسی محصولات از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که بهترین ساختار نانولوله های کربنی در شرایط ذیل تولید شدند: ولتاژ در محدوده 30-20 ولت، به کارگیری مخلوطی ازکاتالیست های نیکل و مولیبدن با نسبت 1 به 2، در محیطی با هدایت الکتریکی ms 7/22 در شرایطی که دمای محلول 25 درجه سانتی گراد باشد و در محفظه دوجداره با هدایت گرمایی بالا. بیشترین مقدار نانولوله های تولیدی، در محلول کلریدلیتیم 25/0 مولار و با شرایط ذکر شده بالا، حدود mg 6/6 به دست آمد.

مایعات یونی نمک هایی با نقطه ی ذوب پایین بوده که در دمای محیط به صورت مایع می باشند. اخیراً این دسته از مایعات به دلیل فشار بخار ناچیز و فراریت پایین، مورد توجه زیادی واقع شده اند. کاربرد این مایعات در فرایندهای استخراج، در حال گسترش میباشد به طوری که در سال های اخیر، جداسازی هیدروکربن ها با استفاده از این مایعات به عنوان حلال صورت می گیرد. خواص 4 مایع با نام های اختصاری [bmim][scn]، [bmim][bf4]، [hmim][bf4] و [hmim][pf6] در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. این خواص شامل چگالی، ضریب شکست، کشش سطح، گرانروی دینامیک و سینماتیک بوده و به دنبال آن مدل سازی این خواص نسبت به دما و ارتباط میان خواص فوق با معادلات نیمه تجربی انجام گرفته است. همچنین فرایند جداسازی آروماتیک ها از مخلوط هیدروکربن ها توسط مایعات یونی با فرایندهای فوق با حلال های رایج از جمله سولفولان مورد مقایسه قرار گرفته است. در نتیجه این مقایسه نشان داده شد که مایعات یونی می توانند جایگزین بسیار مناسبی برای این حلال های رایج باشند. در این تحقیق، به منظور مدل سازی این سیستم ها، مدل های ترمودینامیکی nrtl ، nrtl1 و nrtl2 در 20 سیستم، مدل های asog و unifac در 12 سیستم و مدل دو پسوندی مارگولس در 20 سیستم مختلف سه جزئی استخراج آروماتیک ها با حلال مایع یونی به کار گرفته شده است. در بین این مدل ها، بهترین دقت از آن مدل nrtl1 با خطای کلی 002/0 برای 187 خط رابط بوده است. این مدل سازی بر اساس روش جدید بهینه سازی الگوریتم ژنتیک که کاربرد بسیار بالایی را در حل مسائل غیر خطی دارد انجام گرفته است. بر خلاف سایر روش های ارائه شده در نرم افزارها، این روش جمعیتی از راه حل های مسأله را بررسی نموده و منجر به بهینه نمودن کلی، در حل مسائل می گردد. پارامترها و مقدار خطای هر مدل برای همه ی سیستم های نامبرده محاسبه گردید. خطاهای مدل سازی معادله nrtl با روش ارائه شده، در مقایسه با دیگر روش های رایج در مراجع، نشان داد که الگوریتم ژنتیک می تواند نسبت به سایر روش ها، دقیق تر و موثرتر واقع شود.

در این پایان نامه روش جدیدی برای حل مدل اسپیگلر کدمِ توسعه یافته, با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. مدل اسپیگلر کدمِ توسعه یافته, با در نظر گرفتن برهم کنش های حل شونده- حل شونده, توسط a.l. ahmad به منظور پیش بینی نحوه عملکرد سیستم های نانوفیلتراسیون حاوی چند حل شونده پیشنهاد شده است. پارامترهای این مدل, توسط احمد با استفاده از روش تخمین پارامترها و الگوریتم levenberg-marquardt به همراه الگوریتم gauss-newton, بر اساس داده های تجربی موجود در مقالات, برای سیستم های نانوفیلتراسیون حاوی دو و سه حل شونده, تخمین زده شده است. از آنجایی که روش پیشنهاد شده توسط احمد در حل این مدل, تنها محدود به سیستم های حاوی دو و سه حل شونده است و در مورد سیستم های با تعداد حل شونده های بیش از سه و یا تعداد نقاط تجربی کم, پاسخگو نیست, در این پایان نامه, روشی برای حل این مدل, بدون وابستگی به تعداد حل شونده ها و تعداد نقاط تجربی, ارائه شده است. علاوه بر این, در مدل اسپیگلر کدمِ توسعه یافته, محلول روی سطح غشا رقیق فرض شده است, در صورتیکه با وجود پدیده پلاریزاسیون غلظت, و همچنین برای محلول هایی با غلظت بالا, این فرض صحیح نیست. در این مطالعه, روش محاسبه فشار اسمزی حل شونده ها در سطح غشا برای محلول های غلیظ, با استفاده از ضریب اسمزی, اصلاح گردیده و نتایج حاصل از مدل اصلاح شده, با نتایج به دست آمده از مدل اصلی مقایسه شده است.

روغن مستعمل را می توان به روش استخراج با حلال قطبی بازیابی کرد. به این منظور می باید از حلالی استفاده کرد که روغن پایه موجود در روغن مستعمل را در خود حل کند و از طرفی ناخالصیها و مواد تجزیه شده و غیر قابل استفاده موجود در آن را به صورت لجن جدا کند.