در این پایان نامه مطالعه¬ی نظری کمپلکس¬های مختلف گازهای نجیب مورد بررسی قرار گرفته است. ماهیت برهمکنش¬های بین مولکولی نظیر پیوند لیتیومی و هالوژنی در کمپلکس¬های hxey…lix (y=h، cn، nc و x=h، cn، nc، oh، nh2، ch3) و کمپلکس¬هایcnxehal…ncz (hal=cl، br و z=h، f، cn، oh، ch3، och3، nh2) و همچنین برهمکنش¬های فلزی در کمپلکس¬های xkrm…ncy (x=f، cl، br و m=cu، ag، au وy=h، f، (cl مورد مطالعه قرار گرفته است. محاسبات شیمی کوانتمی در سطح نظریه تابعیت چگالی(dft) و نظریه اختلال مولر-پلست(mp2) انجام شده است. برای درک بهتر ساختار الکترونی این کمپلکسها، طول¬های پیوندی، انرژی¬های پیوندی، فرکانس¬های ارتعاشی و آنالیز نظری اتمها در مولکول (qtaim) بررسی گردیده¬اند. برای آنالیز ماهیت برهمکنش¬ها و بدست آوردن درصد اجزای انرژی برهمکنش از برنامه¬ی gamess استفاده شده است. نتایج qtaim نشان می دهد که پیوند¬های لیتیومی y…li و هالوژنیhal…n دارای ماهیت الکتروستاتیکی می¬باشند ولی برای پیوند فلزی m…n برهمکنش از نوع کوالانسی ضعیف می¬باشد.

در این کار، ما کاتالیست pt-sn/graphene را برای اکسیداسیون اتانول در محیط اسیدی، گزارش کرده ایم. گرافن، با استفاده از محلول مایع یونی و لایه برداری الکتروشیمیایی الکترودهای گرافیت سنتز شد. سپس کاتالیست های pt-sn بر پایه گرافن به وسیله اتیلن گلیکول، که به عنوان عامل تثبیت کننده استفاده می شود، احیا شدند تا نانو ذرات ptsn با پخش شدگی بالا بر روی صفحات گرافن تهیه شوند و در اکسیداسیون اتانول در پیل های سوختی اتانولی مستقیم (defc) استفاده شوند. پراش اشعه ایکس و تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی، به ترتیب برای بررسی اندازه کریستال ها و مورفولوژی سطح به کار رفته اند. خصوصیات الکتروشیمیایی کاتالیست های pt/graphene، pt-sn/graphene و sn/graphene به وسیله ولتامتری چرخه ای (cv) در محیط نیتروژن استاندارد و محلول سولفوریک اسید و مخلوط محلول سولفوریک اسید و اتانول انجام گرفت. فعالیت کاتالیستی الکترودهای pt-sn/graphene، pt/graphene و sn/graphene برای اکسیداسیون اتانول به ترتیب magpt-163، magpt-1 30 و magpt-10 است، که نشان دهنده خصوصیات ویژه آلیاژ ptsn و پایه گرافن لایه لایه است و اثر هم افزایی خوبی یه همراه دارد. به علاوه ptsn/graphene حساسیت و پایداری بهتری نسبت به pt/graphene نشان می دهد.

کیتوسان جزو بیوپلیمرهای طبیعی است که به عنوان جاذب در حذف فلزات سنگین مورد توجه خاصی قرار گرفته است.یک از راههای افزایش قدرت جاذب هااصلاح سطح و شیمیایی است.در کار حاضر ازمونومر آکریلونیتریل و نانورس مغناطیسی لاپونیت آر-دی برای اصلاح سطح این جاذب استفاده شده است سپس نمونه های یدست آمده با هیدروکسیل امین هیدرولیز شدند و جاذب های بدست آمده با تکنیکهای tem,sem.xrd,ft-ir,tga و نیز vsmمورد بررسی قرار گرفتند.

از آنجایی که واکنش احیا اکسیژن در پیل های سوختی دارای سینتیک کند می باشد و تاکنون الکترودهای نفوذی گازی تجاری بر پایه پلاتین و هزینه های بالاکمتر توسعه یافته است، بنابراین امروزه تحقیقات گسترده ای پیرامون توسعه الکتروکاتالیستهای غیر پلاتینی، ارزان قیمت و مقاوم جهت واکنش احیاء اکسیژن در انواع پیل های سوختی و باتریهای فلز-هوا صورت گرفته است. یکی از کاتالیست های ارزان قیمت آلوتروپ های کربن می باشد که به عنوان پایه کاتالیستی استفاده شده است. اما با کشف گرافن، نه تنها به عنوان پایه بلکه به عنوان الکتروکاتالیست نیز استفاده می شود. امروزه از دوپه کننده های مختلف بر روی آن در واکنشهای مختلف استفاده شده است. در این کار، ما به دنبال دوپه کردن گرافن به وسیله هالوژن ها می باشیم تا در غیاب فلزات گران قیمت آنها را در واکنش احیا اکسیژن به عنوان الکتروکاتالیست بررسی کنیم.

از آنجایی که اکسیداسیون اتانول به دلیل استفاده بالقوه به عنوان یک منبع تجدید پذیر و همچنین دارای مزیتهای از قبیل ارزان قیمت ، قابل دسترس و ذخیره در پیل های سوختی می باشد و تاکنون الکترودهای نفوذی گازی تجاری بر پایه پلاتین و هزینه های بالاکمتر توسعه یافته است، بنابراین امروزه تحقیقات گسترده ای پیرامون توسعه الکتروکاتالیستهای غیر پلاتینی، ارزان قیمت و مقاوم جهت واکنش اکسیداسیون اتانول در انواع پیل های سوختی و باتریهای فلز-هوا صورت گرفته است یکی از کاتالیست های ارزان قیمت آلوتروپ های کربن می باشد که به عنوان پایه کاتالیستی استفاده شده است اما با کشف گرافن، نه تنها به عنوان پایه بلکه به عنوان الکتروکاتالیست نیز استفاده می شود. امروزه از دوپه کننده های مختلف?بر روی آن در واکنشهای مختلف استفاده شده است. همچنین استفاده از آلیاژ باعث مقاومت خوردگی در محیط بازی می شود در این کار، ما به دنبال دوپه کردن گرافن با استفاده از نیتروژن و دکوراسیون آن به وسیله ی آلیاژ نانو ذرات نیکل-کبالت می باشیم تا در غیاب فلزات گران قیمت آنها را در واکنش اکسیداسیون اتانول به عنوان الکتروکاتالیست بررسی کنیم.