تحقیقات انجام شده در این پایان نامه در دو بخش آورده شده است. در بخش اول، جذب سطحی بر روی سطح جامد از دیدگاه تئوری مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات سینتیکی جذب با نگرش های نوین مورد مطالعه قرار گرفته و یک ایزوترم جذب سطحی جدید نیز ارائه شده است. در بخش دوم واکنش no و co بر روی سطح rh(100) مورد مطالعه قرار گرفته است. یک معادله ی جدید برای بررسی سینتیک جذب رقابتی بر روی سطح مشترک جامد – مایع بر اساس روش تئوری آماری سرعت (srt) ارائه شده است. به منظور استخراج معادلات سرعت بر اساس روش srt، پتانسیل شیمیایی اجزای جذب شده برای جذب رقابتی از تابع تقسیم مجموعه ی کانونیکال به دست می آید. نتایج نشان می دهند که داده های سینتیکی برخی از سیستم های تجربی تطابق خوبی با معادله ی جدید سینتیکی جذب رقابتی دارند. همچنین سینتیک جذب سطحی حل شونده ی تکی در سطح مشترک جامد- مایع با استفاده از روش تئوری آماری سرعت (srt) در دو شرایط حدی زمان های اولیه ی جذب سطحی و نزدیک به تعادل مطالعه گردید. یک معادله ی سینتیک جدید برای جذب سطحی در زمان های اولیه بر اساس روش srt ارائه شده است. برای نخستین بار اثبات تئوری برای معادله ی سرعت شبه مرتبه ی اول اصلاح شده (mpfo)، بر مبنای روش srt ارائه گردید. با استفاده از داده های عددی شبیه سازی شده (t; q) بر مبنای معادله ی سرعت srt، نشان داده شد که معادله ی سرعت جدید برای زمان های اولیه در گستره ی زمانی طولانی-تری نسبت به معادله ی قبلی q بر حسب کاربرد دارد. همچنین تجزیه و تحلیل داده های سینتیکی ساختگی نشان داد که به کار بردن معادله ی mpfo در کل زمان جذب باعث ایجاد خطاهای بزرگی در مقدار پیش بینی شده ی مقدار ماده ی جذب شده در زمان های اولیه ی جذب می گردد. نتایج این مطالعه ی تئوری با به کار بردن یک سیستم تجربی تأیید گردید. در این پروژه روش تئوری آماری سرعت (srt) برای بررسی سینتیک واجذب در سطح مشترک جامد- مایع نیز به کار برده شده است. بر اساس روش srt دو معادله برای سینتیک واجذب در زمان های اولیه ی به دست آمده و مقایسه بین این دو معادله ی سرعت، با استفاده از داده های عددی شبیه سازی شده (t; q) بر مبنای معادله ی سرعت srt صورت پذیرفته است. با استفاده از داده های تجربی نشان داده شد که معادله ی سرعت srt، به خوبی داده های سینتیکی واجذب را تحلیل می کند. همچنین در این پروژه یک معادله ی ایزوترم جدید جذب رقابتی برای مخلوط دوتایی موادی که بیش از یک سایت را بر روی سطح اشغال می کنند، بر مبنای ترمودینامیک آماری استخراج گردید. این معادله ی ایزوترم جدید، اطلاعاتی در مورد ساختار جذب شونده ها بر روی سطح ارائه می نماید. سرانجام نتایج این مطالعات تئوری با تحلیل داده های دو سیستم تجربی و داده های عددی ساختگی مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم پایان نامه واکنش احیای no به وسیله ی co بر روی سطح rh(100) با روش سینتیک مونت کارلو شبیه سازی گردید. در این مدل با استفاده از یافته های تجربی طیف tpd، مکانیسم واکنش و پارامترهای سینتیکی مراحل بنیادی به دست آمد. دیاگرام های فاز محاسبه شده برای واکنشno + co ، شرایط مناسب برای این واکنش را نشان می دهد. تغییرات سرعت واکنش ها و پوشش های جذب شونده با کسر مولی های مختلفی از no در فاز گازی در دو دمای متفاوت 525 و k725 با استفاده از این مدل محاسبه گردید.

در این پروژه جذب سطحی برخـی از ترکـیبات فنـولی شامـل رزورسـینول، کتکـول، هیـدروکینون، 3- متیـل کتکـول، 3- متوکسی کتکول و 3،2-دی هیدروکسی بنزوئیک اسید بر روی کربن فعال پارچه ای از دیدگاه سینتیکی و تعادلی مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های تجربی تعادلی به صورت غیر خطی با ایزوترم های لنگمویر، فروندلیچ، تمکین، لنگمویرـ فروندلیچ و ردلیچ ـ پترسون برازش شده اند. به کمک ضرایب همبستگی به دست آمده مشخص شد که داده های تعادلی با ایزوترم های تمکین (بجز در مورد هیـدروکینون و 3،2-دی هیدروکسی بنزوئیک اسید)، لنگمویرـ فروندلیچ (بجز در مورد 3- متوکسی کتکول) و ردلیچ ـ پترسون تطابق بهتری دارند. داده های تجربی سینتیکی نیز با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برازش شده اند و با توجه به ضرایب همبستگی به دست آمده می توان گفت که مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم بهتر می تواند سینتیک جذب سطحی این ترکیبات فنولی بر روی سطح کربن فعال پارچه ای را نشان دهد. نتایج تجربی به کمک میزان حل شوندگی مواد جذب شونده در آب و اندازه مولکول ها تفسیر شده اند. از مقایسه نتایج به دست آمده در این پروژه با سایر پژوهش های انجام شده در زمینه جذب سطحی ترکیبات فنولی بر روی جاذب های مختلف می توان نتیجه گرفت که کربن فعال پارچه ای یک جاذب مناسب برای حذف ترکیبات فنولی از محلول های آبی است.

کشش سطحی مخلوط¬های دوتایی آلکیل استات¬ها (بوتیل، پنتیل و هگزیل) و حلال¬های قطبی (دی متیل فرمامید و 1و4-دی اکسان)، حلال¬های غیرقطبی (بنزن، تولوئن و هپتان) و حلال¬های هیدروژنی (متانول، اتانول، پروپانول و 2-پروپانول) با استفاده از روش حلقه اندازه¬گیری و مقادیر بدست آمده با مقادیر پیش¬بینی شده از روش اسپرو-پروزنیتز مورد مقایسه قرار گرفت. کسر مولی در توده، مساحت مولی سطح و کشش سطحی اجزاء در حالت خالص داده¬های ورودی لازم معادله به شمار می¬آیند. همچنین از مدل unifac بمنظور وارد کردن اثر غیرایده¬آل در توده و سطح محلول استفاده شده است. مقادیر میانگین انحراف نسبی استاندارد بدست آمده در 26 سیستم مورد مطالعه کمتر از 1% می¬باشد. مقادیر کسر مولی سطح و مقادیر فزونی سطح نشان¬دهنده این مطلب می¬باشد که همواره سطح از جزئی با کشش سطحی پایینتر نسبت به ترکیب توده غنی¬تر است. در قسمت دوم پایان نامه خواص سطح و توده مایع یونی 1-هگزیل3-متیل ایمیدازولیوم کلراید با استفاده از روش¬های کشش سطحی و هدایت سنجی دردماهای مختلف تعیین شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که این ترکیب رفتاری شبیه به مواد فعال سطحی داشته و در محیط آبی تشکیل توده¬های تجمع یافته را می¬دهد. همچنین تعدادی از پارامترهای مهم و مفید از جمله غلظت فزونی سطح، غلظت بحرانی تشکیل ساختار تجمع یافته cac، مینیمم مساحت سطح هر مولکول در مرز هوا-آب، پارامتر برهمکنش و ثابت جذب با استفاده از داده-های کشش سطحی در غیاب و حضور الکترولیت تعیین شد. داده¬های بدست آمده نشان داده است که مقادیر کشش سطحی و cac ترکیب مایع یونی [c6mim][cl] در اثر افزایش الکترولیت کاهش می¬یابد و یون¬های مایع یونی در حضور الکترولیت تمایل بیشتری به جذب در سطح دارند.

در مدل لنگمور توسعه یافته، سطح محلول به صورت یک لایه نازک با عمق محدود در نظر گرفته می شود، که تاکنون هیچ روشی برای محاسبه عمق این لایه ارائه نشده است. در این پروژه با استفاده از معادله گیبس برای سطح و مدل لنگمور توسعه یافته، معادله جدیدی ارائه شده که با استفاده از داده های تجربی کشش سطحی می تواند عمق لایه نازک سطحی را برای محلولهای دوتایی مایع رقیق پیش بینی کند. برای بررسی داده های حاصل از این معادله، عمق این لایه برای چند سیستم دوتایی آبی محاسبه گردید. اثر غلظت، دما و اندازه مولکول حل شونده بر عمق لایه نازک سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. همه سیستم های مورد بررسی با مدل لنگمور توسعه یافته برازش و پارامترهای این مدل محاسبه شدند. کشش سطحی محلولهای رقیق دی پروپیلن تری آمین ـ آب در گستره دمایی 30-15 و دی اتیلن تری آمین ـ آب در دمای 25 با روش حلقه اندازه گیری شده و سپس باستفاده از معادله به دست آمده، عمق لایه نازک سطحی برای این سیستم ها نیز محاسبه گردید.

در این پروژه جذب سطحی یک آلاینده فنولی به نام پنتافلوئوروفنول، بر روی کربن فعال پودری،گرانولی و پارچه ای، از دو دیدگاه تعادلی و سینتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. داده های تجربی تعادلی به صورت غیر خطی با ایزوترم های لنگمویر، فروندلیچ، لنگمویر- فروندلیچ، ردلیچ - پترسون، تمکین، خان و تاث برازش شده اند. ضرایب همبستگی به دست آمده برای جذب سطحی پنتافلوئوروفنول بر روی کربن فعال پودری، گرانولی و پارچه ای نشان داده است که داده های تعادلی با ایزوترم های لنگمویر- فروندلیچ و تاث تطابق بهتری دارند. نتایج آزمایش های تعادلی نشان داد که کربن فعال پارچه ای بالاترین ظرفیت جذب را برای جذب سطحی پنتافلوئوروفنول دارد. داده های تجربی سینتیکی نیز با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برازش شده اند. نتایج نشان می دهند که جذب سطحی پنتافلوئوروفنول بر روی کربن فعال پودری، گرانولی و پارچه ای از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. نتایج آزمایش های سینتیکی بیانگر آن است که کربن فعال پودری بالاترین ثابت سرعت و سرعت اولیه را برای جذب سطحی پنتافلوئوروفنول از محلول های آبی دارد. نتایج تجربی به کمک برخی از ویژگی های جاذب مانند مساحت سطح، حجم حفره ها و گروه های عاملی تفسیر شده اند.

چکیده ندارد.

در این کار پژوهشی اثر جذب سطحی منفرد و دوتایی مواد فعال سطحی پرکاربرد؛ پلی اکسی اتیلن اکتیل فنیل اتر با نام مصطلح: ((تریتون ایکس 100)) و دودسیل تری متیل آمونیوم کلرید، به اختصار: ((دی تی مک)) و همچنین تریتون ایکس 100 و ستیل تری متیل آمونیوم برمید، به اختصار: ((سی تب))، بر روی کشش بین سطحی سیستم شیمیایی توصیه شده برای استخراج مایع - مایع، تولوئن + آب، در دمای °c 0/25 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاصل از برازش داده های تجربی با معادله سایسکوفسکی برای مواد منفرد تریتون و دی تی مک نشان می دهند که بیشترین فزونی سطح و انرژی آزاد جذب گیبس برای تریتون بزرگ تر از دی تی مک می باشند. به کمک تئوری بر هم کنش های غیرایده آل در مخلوط های دوتایی، کسر مولی جذب سطحی شده و کمیت برهم کنش جاذبه مولکولی مربوطه محاسبه شدند. برای سیستم شامل تریتون و دی تی مک برای کشش بین سطحی در گستره mn.m?1(0/24 تا 0/30)، در کسر مولی توده 01/0 از تریتون بیشترین بر هم کنش جاذبه وجود دارد و کسر مولی توده 05/0 و 1/0 کمترین بر هم کنش جاذبه را نشان می دهند. نتایج بدست آمده حاصل از برازش داده های تجربی با معادله سایسکوفسکی برای مواد منفرد تریتون و سی تب نشان می دهند که تمایل به جذب سطحی شدن برای تریتون از سی تب بیشتر می باشد. اثر سی تب برای کاهش کشش بین سطحی بطور قابل توجهی با اضافه کردن مقادیر اندک تریتون افزایش می یابد و در کسرهای مولی توده تریتون بیشتر از 3/0 هم افزایی مشاهده می شود. به کمک تئوری بر هم کنش های غیرایده آل در مخلوط های دوتایی، بیشترین میزان بر هم کنش جاذبه و بیشترین درجه هم افزایی برای کشش بین سطحی در گستره mn.m?1(0/28 تا 0/31)، در کسر مولی برابر از دو ماده مشاهده می شود. در این کسر مولی بیشترین درجه هم افزایی (6/40%) برای کمترین مقدار کشش بین سطحی بدست می آید.

در این پروژه جذب سطحی فنول، 3-آمینوفنول و 3-متیل فنول برروی کربن فعال پارچه ای در حضور کمک حلال های اتانول و اتیلن گلیکول در محلول آب از دو دیدگاه تعادلی و سینتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. داده های تجربی تعادلی به صورت غیر خطی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر-فروندلیچ، تاث، خان و بروئرس-سوتولونگو برازش، و پارامترهای مربوط به آن ها تعیین شده اند. تطابق خوب داده های آزمایشگاهی با ایزوترم لانگمویر-فروندلیچ و بروئرس-سوتولونگو مشاهده شده است. نتایج آزمایش تعادلی نشان می دهد در حضور کمک حلال ها مقدار جذب سطحی فنول، 3-آمینوفنول و 3-متیل فنول کاهش می یابد. کمترین مقدار جذب در حضور اتانول مشاهده شده است. داده های تجربی سینتیکی با مدل شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم برازش شده اند. نتایج نشان می دهد، داده های سینتیکی از مدل شبه مرتبه دوم تبعییت می کنند و در حضور کمک حلال های اتانول و اتیلن گلیکول ثابت سرعت های جذب سطحی کاهش می یابد. نتایج تجربی به کمک برهم کنش های ممکن بین جاذب و جذب شونده، قطبیت حلال و جذب رقابتی بین حلال و جذب شونده مورد بحث قرار گرفته است.

در این پژوهش نانو سیلیکای کروی تحت شرایط قلیایی با استفاده از ستیل تری متیل آمونیوم -بروماید به عنوان قالب و تترا اتوکسی اورتو سیلیکات به عنوان منبع سیلیکا بوسیله روش سل-ژل تهیه شده است. اتصال گروههای عاملی آمین به نانو سیلیکای کروی سنتز شده بصورت موفقیت آمیزی با استفاده از روش پیوند زنی فاز مایع انجام گرفته است. همچنین کاربرد نانو سیلیکای کروی، نانو سیلیکای کروی عامل دار شده با گروههای آمین و سیلیکا ژل عامل دار شده با گروههای عاملی آمین برای حذف کادمیوم، نیکل و سرب از محلول های آبی آزمایش شده و مورد بررسی قرار گرفته است. اثر زمان تماس، غلظت یون فلزی بر روی ظرفیت جذب سطحی نانو سیلیکای عامل دار شده و آنالیز سینتیکی جذب سطحی و تعیین زمان تعادل انجام شده است. ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ و لانگمویر-فروندلیچ برای داده های تعادلی به منظور توضیح مکانیسم جذب سطحی به کار گرفته شده است. همچنین معادله های شبه مرتبه ی اول و شبه مرتبه ی دوم نیز به منظور توضیح مکانیسم سرعت جذب سطحی استفاده شده است.

در این پروژه از پوست درخت انگور به عنوان یک ماده اولیه فراوان و ارزان قیمت برای تهیه کربن فعال گرانوله با مساحت سطح بالا، با هدف حذف متیل ویولت از محلول های آبی استفاده شده است. برای تهیه کربن فعال از روش فعالسازی شیمیایی به وسیله اسید فسفریک استفاده شد. منبع گرمایی مایکروویو، به منظور کاهش در مدت زمان تهیه و مصرف انرژی بکار برده شد. برای بهینه سازی روش تهیه، اثر پارامترهای مختلف شامل غلظت اسید فسفریک، نسبت وزنی اسید به ماده اولیه، مدت زمان بارورسازی، توان مایکروویو، مدت زمان تابش دهی مایکروویو و مدت زمان گرمادهی آون بر روی توانایی نمونه های تهیه شده برای حذف متیل ویولت بررسی شد. با استفاده از تصویر میکروسکوپ نوری، آنالیز عنصری chn و طیف ftir، برخی از خصوصیات ماده اولیه بررسی شد. برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کربن فعال تهیه شده از تکنیک های saxs، tem، sem، ایزوترم جذب/واجذب n2، آنالیز عنصری chn، ftir، تیتراسیون بوهم و تیتراسیون جرم استفاده شد. همچنین برخی از این خصوصیات برای کربن فعال گرانوله تجاری نیز بدست آمده و با آن مقایسه شد. جذب سطحی رنگ های کاتیونی (متیل ویولت و متیلن بلو) و آنیونی (متیل اورانژ و برموتیمول بلو) از دو دیدگاه سینتیکی و تعادلی مورد بررسی قرار گرفت و با کربن فعال تجاری مقایسه شد. نتایج نشان داد که سرعت جذب سطحی متیل ویولت، متیلن بلو و متیل اورانژ بر روی کربن فعال تهیه شده، به ویژه در زمان های اولیه جذب سطحی بیشتر از کربن فعال تجاری بوده و سرعت جذب سطحی برموتیمول بلو بر روی هر دو نوع جاذب روند تقریباً مشابهی را دارد. داده های تجربی سینتیکی به وسیله چهار مدل شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، مرتبه مختلط 1و2 و معادله سرعت چند نمایی بررسی شدند. کربن فعال تهیه شده ظرفیت جذب بیشتری (بیش از دو برابر) برای جذب سطحی متیل ویولت از محلول آبی نسبت به نوع تجاری نشان داده و در مورد جذب دیگر رنگ ها ظرفیت جذب آن نزدیک به ظرفیت جذب نوع تجاری می باشد. داده های تجربی تعادلی به وسیله ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، ردلیچ-پترسون و بروئرس-سوتولانگو مورد بررسی قرار گرفتند. اثر ph اولیه محلول ها بر روی درصد حذف رنگ ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

در این کار پژوهشی، تغییرات کشش بین سطحی محلول های بسیار رقیق از نمک های یک ظرفیتی رایج سدیم کلراید، پتاسیم کلراید و پتاسیم یداید با غلظتی در 0.001 تا0.050 میلی مولار برای یک سیستم شیمیایی توصیه شده برای استخراج مایع - مایع، یعنی تولوئن + آب، در دماهای 20.0 تا 50.0 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه گیری ها با روش وزن قطره، توسط یک لوله شیشه ای با ضخامت بسیار کم انجام شده است. کشش بین سطحی در دماهای مختلف کاهشی را در بازه0.41 تا 0.86 میلی نیوتن بر متر به ازای بالاترین غلظت به کار برده شده از نمک ها نشان می دهد. در اثر افزایش دما و در حضور این مقدار نمک، یک کاهش خطی در کشش بین سطحی به وجود می آید. ترتیب اثر نسبی نمک ها بر روی کاهش کشش بین سطحی در همه دماها به استثنای دمای 50.0 درجه به صورت: nacl?kcl < ki می باشد. دمای 50.0 درجه سانتی گراد اثر kcl قوی تر از nacl است. برای مدل سازی داده های به دست آمده، به دلیل این که یون های معدنی نمی توانند به داخل فاز غیر قطبی آلی نفوذ کنند، مدل پترسن - سایکلی که یک روند نزولی را برای تغییرات کشش سطحی بر اساس یک پدیده شناخته شده به نام «اثر جونز - ری» پیشنهاد می کند، استفاده شده است. یک توافق بالایی بین داده ها و این مدل وجود دارد و برای دما ها و نمک های مختلف، سه پارامتر قابل تنظیم ضخامت زیرلایه (عمق) سطح مشترک، بیشترین غلظت سطحی قابل حصول و ثابت لانگمور مربوط به مدل تعیین شده است. نتایج حاصل از برازش داده های تجربی با معادله پترسن - سایکلی نشان می دهند که دو پارامتر ذکر شده اخیر با یک شیب ملایمی نسبت به دما افزایش می یابند و نیز مقادیر آن ها برای نمک ها دارای همان ترتیب اثر غلظت بر کشش بین سطحی می باشد.

نانوذرات اکسیدروی دارای خاصیت فوتوکاتالیستی بوده و توانایی تخریب پلیمرها و مواد آلی را دارند. در این پایان نامه فیلم های نازک نانوکامپوزیت پلی استایرن- اکسیدروی به روش لایه نشانی چرخشی تهیه شدند. لایه های نازک پلی استایرن- اکسیدروی تهیه شده در معرض تابش نور لامپ فرابنفش قرار گرفتند. تأثیر پرتودهی بر روی ویژگی های اپتیکی و تخریب نمونه ها بررسی شد. پرتودهی می تواند مواد آلی را از سطح نمونه ها تخریب و پاکسازی نماید. بعضی تکنیک های مشخصه یابی مانند طیف سنجی مادون قرمز، طیف-سنجی مرئی- فرابنفش، پراش اشعه ایکس، اندازه گیری زاویه تماس، وزن سنجی گرمایی و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی تغییرات در فیلم های نانوکامپوزیت پلی استایرن- اکسیدروی مرجع و پرتودهی شده استفاده شد. تست ضدقارچی فیلم پلی استایرن و فیلم های کامپوزیتی آماده شده انجام شد.

در این پژوهش از کاغذصافی و پنبه به عنوان مواد اولیه ارزان قیمت برای تهیه کربن گرافیتی نانوساختار، با هدف حذف 2و4-دی کلروفنوکسی استیک اسید و دیورن از محلول های آبی استفاده شد. مزیت کربن گرافیتی نانوساختار تهیه شده خاصیت مغناطیسی آن بوده که منجر به جداسازی راحت جاذب از محلول با استفاده از یک آهنربا می شود. برای بررسی برخی از خصوصیات مواد اولیه از تکنیک های xrd و ft-ir استفاده شد. با استفاده از تکنیک های xrd، tem، ft-irو جذب و واجذب سطحی n2، برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی هر دو جاذب تهیه شده، بررسی گردید. جذب سطحی هر دو آفت کش 2و4-دی کلروفنوکسی استیک اسید و دیورن از دو دیدگاه تعادلی و سینتیکی بر روی دو جاذب تهیه شده، مورد بررسی قرار گرفت. داده های تجربی تعادلی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر-فروندلیچ، ردلیچ-پترسون، تاث، تمکین و لانگمویر توسعه یافته بررسی شدند. نتایج حاصل نشان دهنده ی ناهمگنی سطح (با توزیع انرژی جذب مختلف) برای جذب سطحی این دو آفت کش بر روی دو جاذب تهیه شده می باشد. داده های تجربی سینتیکی با مدل های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ، مرتبه مختلط 1و2، شبه مرتبه nام، شبه مرتبه nام توسعه یافته و معادله سرعت چند نمایی مورد بررسی قرار گرفتند. کربن گرافیتی نانوساختار تهیه شده از کاغذ صافی ظرفیت جذب بیشتری (بیش از دو برابر) برای جذب سطحی هر دو آفت کش از محلول آبی نسبت به کربن گرافیتی نانوساختار تهیه شده از پنبه، نشان می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد که سرعت جذب سطحی هر دو آفت کش بر روی جاذب تهیه شده از کاغذ صافی) بویژه در زمان های اولیه جذب سطحی( بیشتر از جاذب تهیه شده از پنبه است. اثر ph اولیه محلول ها بر روی درصد حذف هر دو آفت کش نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق ابتدا با استفاده از روش سل-ژل به تهیه پودر های دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی پرداخته و سپس ساخت لایه های نانوکامپوزیتی نسبت های مختلف این دو ماده را از دو روش ساخت مختلف و با روش های لایه نشانی چرخشی و غوطه وری مورد بررسی قرار دادیم. در پودر اکسید روی، به بررسی تأثیر گرمادهی از دمای 200 تا 1050 درجه سلسیوس پرداخته و مشاهده کردیم که با افزایش دمای گرمادهی سایز نانوذرات افزایش و مساحت سطح ویژه آنها کاهش می یابد. با بررسی طیف uv-visبه بررسی گاف نوار انرژی پرداخته و مشاهده شد که با افزایش گرمادهی، گاف نوار انرژی افزایش جزئی می یابد. طیف فوتولومینسنس اکسید روی در محدوده مرئی پیک هایی در نواحی بنفش، آبی و سبز نشان می دهد که ناشی از کاستی های اکسیژن می باشد. تصاویر میکروسکوپ عبوری انتقالی نانو بودن این ذرات را تأییدمی کند. در پودر دی اکسید تیتانیوم، به بررسی تأثیر گرمادهی از دمای 200 تا 1000 درجه سلسیوس پرداخته و مشاهده کردیم که با افزایش دمای گرمادهی سایز نانوذرات افزایش و مساحت سطح ویژه آنها کاهش می یابد.همچنین فاز ذرات از آناتاز به روتایل تغییر می یابد. طیف فوتولومینسنس اکسید روی در محدوده مرئی پیک هایی در نواحی بنفش، آبی و سبز نشان می دهد که ناشی از کاستی های اکسیژن می باشد. با تغییر فاز از آناتاز به روتایل شدت پیک در ناحیه مرئی پس از دمای 800 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. تصاویر میکروسکوپ عبوری انتقالی نانو بودن این ذرات را تأییدمی کند. سپس فیلم های نانو کامپوزیت اکسید روی- دی اکسید تیتانیوم تهیه گردید و با استفاده از طیف سنجی اشعه ایکس سایز ذرات برای دی اکسید تیتانیوم 10 نانومتر محاسبه شد و با افزایش نسبت اکسید روی سایز ذرات افزایش یافت تا در اکسید روی به 26 نانومتر رسید. طیف سنجی مرئی- فرابنفش چذب در محدوده 200 تا 350 نانومتر را نشان داده و میزان گاف نوار انرژی با افزایش نسبت اکسید روی از 3/2 ev برای دی اکسید تیتانیوم به 3/38 ev برای اکسید روی افزایش یافت. میزان زاویه تماس با آب برای دی اکسید تیتانیوم 11 درجه بدست آمد و ابر آبدوستی آن تأیید گردید. با افزایش میزان اکسید روی زاویه تماس به 73 درجه افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی برای هر دو روش لایه نشانی غوطه وری و چرخشی بدست آمد و مشاهده شد که لایه نشانی چرخشی سطوح همگن تری را تولید می کند.

بحث شیمی سطح زمینه ای تعیین کننده در بسیاری از محیط های پژوهشی و صنعتی می باشد. یکی از زیر شاخه های اساسی در این مبحث بررسی اثر مواد موجود در محیط در خواص سطح مشترک دو فازی است که در تماس با هم قرار می-گیرند. در این مطالعه اثر نمک های تک ظرفیتی nacl ، kcl و ki بر کشش بین سطحی (ift) سیستم شیمیایی آب/تولوئن در حضور ماده فعال سطحی آنیونی سدیم دو دسیل سولفات مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر تجربی مربوط به کشش بین سطحی این سیستم حاوی محدوده غلظتی (?mmol.dm-3?0173/0 – 2601/0) از ماده فعال سطحی، با سه غلظت متفاوت از نمک ها (mol.dm-3 010/0، 025/0 و 075/0 ) در دمای °c 0/20 بدست آمد و با استفاده از دو تئوری گیبس- لنگمور و ایوانوف با هدف بررسی اثر غلظتی و اثر نوع نمک برازش شد. نتایج تجربی نشان داد حضور نمک باعث کاهش بیشتر کشش بین سطحی نسبت به حالتی می شود که ماده فعال سطحی به تنهایی در محیط حضور داشته باشد. همچنین مشاهده شد افزایش غلظت نمک این کاهش را بیشتر می کند. علاوه بر این مشخص شد نوع نمک نیز در میزان کاهش کشش بین سطحی سیستم نقش بسزایی دارد طوری که نمک kcl نسبت به nacl تاثیر بیشتری در عملکرد ماده فعال سطحی می گذارد. نمک ki نیز در مقایسه با kcl قوی تر عمل کرده و کشش بین سطحی را با شیب بیشتر و به میزان بیشتر کاهش داده که این نتیجه در غلظت های بالاتر از ماده فعال سطحی نمود بیشتری داشته است. اثر نمک بر افزایش عملکرد ماده فعال سطحی و تغییر آن با تغییر نوع نمک، به ترتیب به کاهش دافعه بخش باردار ماده فعال سطحی تجمع یافته در سطح مشترک توسط یون های نمک موجود و تفاوت توانایی این یون ها در کاهش این دافعه الکتروستاتیکی نسبت داده می شود. نتایج حاصل از برازش داده ها با استفاده از تئوری گیبس- لنگمور با در نظر گرفتن حضور نمک، افزایش دو پارامتر جذب ماده فعال سطحی ثابت جذب و ظرفیت جذب و را با افزایش غلظت نمک نشان داد. در بخش بررسی اثر نوع نمک نیز ثابت جذب بدست آمده از تئوری ایوانوف که نمایش توانایی یون برای افزایش عملکرد ماده فعال سطحی می باشد دارای مقدار بیشتری برای یون نسبت به بود.

در سال های اخیر دی اکسیدتیتانیوم به دلیل کاربردهای وسیعی در قسمت های مختلف از جمله الکترونیک نوری، فعالیت های فوتوکاتالیستی، سلول های خورشیدی، کاربردهای الکتروکرومیک، ذخیره سازی هیدروژن و سنسورهای گازی مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه لایه های نازک نانو دی اکسیدتیتانیوم به روش لایه نشانی چرخشی تهیه شدند. پلی کربنات یک پلاستیک مهندسی با خصوصیات بی نظیر همچون وزن کم، مقاومت شیمیایی بالا، مقاومت گرمایی خوب و شفافیت خوب است. تلاش برای بهبود خواص سطحی، سطوح پلیمری از قبیل پلی کربنات بسیار مهم می باشد. روش های متفاوتی از قبیل: تابش نور فرابنفش، پلاسما و باریکه های الکترونی برای اصلاح سطح به کار گرفته می شود. این روش ها برای رسیدن به یکی از اهداف زیر به کار گرفته می شود: ایجاد گروه های عاملی ویژه، افزایش انرژی سطح، افزایش آبدوستی و بهبود مورفولوژی سطح پلیمری می باشد. قبل از لایه نشانی سل دی اکسیدتیتانیوم روی پلی کربنات، زیرلایه به وسیله ی تابش فرابنفش فعال شد. پلی کربنات ها توسط لامپ فرابنفش به مدت زمان 4، 6، 8 و 10 ساعت پرتودهی شدند. بعضی از تکنیک های مشخصه یابی مانند پراش اشعه ایکس، طیف سنجی ماوراءبنفش- مرئی، اندازه گیری زاویه تماس قطره ی آب، انرژی سطحی و میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی تغییرات در لایه های نازک نانو دی اکسیدتیتانیوم استفاده شد. پوشش دی اکسیدتیتانیوم به آرامی عبور پلی کربنات را کاهش داد. عبور نسبتاً بالای فیلم، همگنی خوب آن را نشان داد، همچنین پیک مرتبط با فاز آناتاز مشاهده شد.

در این پایان نامه جذب سطحی بنزوتیوفن (bt)، دی بنزوتیوفن (dbt) و 4و6-دی متیل دی بنزوتیوفن (dmdbt) و مخلوط آنها از n-هپتان بر روی کربن فعال پارچه ای (acc)، انواع اصلاح شده آن و نانوذرات کربن معلق در فاز آبی (cnps) از دیدگاههای تعادلی و سینتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. سطح acc توسط محلولهای hno3، (nh4)2s2o8، h2so4، hcl و naohدر اثر اکسیداسیون در دمای اتاق اصلاح گردید. جاذب های acc، acc-hcl و acc-hno3 با استفاده از روش های جذب/واجذب نیتروژن، آنالیز عنصری، تیتراسیون بوهم، ph سطح، آنالیز گرمایی و ap-tpr/ms مورد شناسایی قرار گرفتند. مشاهده شد که انواع acc به طور عمده دارای میکروحفره هستند، ولی شیمی سطح آنها متفاوت است که مربوط به تاثیر عامل اکسیدکننده است. محلول آبی cnps هم توسط یک روش تمیز، ارزان و ساده در اثر تابش دهی در مایکروویو تهیه و به عنوان جاذب مورد استفاده قرار گرفت. cnps جامد با استفاده از تکنیک های xrd، uv/visible، فوتولومینسانس، ft-ir، آنالیز گرمایی، آنالیز عنصری، tem و ph سطح شناسایی شد. نتایج نشان می دهند که cnps تهیه شده به صورت ذرات کروی بوده (nm 15 >) و به طور عمده از کربن و اکسیژن تشکیل شده اند. همچنین تاثیر ترکیبات آروماتیکی موجود در سوخت های مایع مانند نفتالن و 1-متیل نفتالن (np و mnp) بر روی جذب سطحی ترکیبات تیوفنی از سوخت های مدل شبیه سازی شده به وسیله انواع acc و محلول آبی cnps مورد آزمایش قرار گرفت. داده های تجربی تعادلی با همدما های لانگمویر، فروندلیچ و لانگمویر-فروندلیچ برازش شدند. نتایج حاصل نشان دهنده ناهمگنی سطح جاذب ها برای جذب سطحی ترکیبات تیوفنی و آروماتیک ها است. معادله های مختلفی (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، شبه مرتبه nام اصلاح شده و مرتبه مختلط 1و2) برای بررسی سینتیک جذب سطحی به کار رفت. گزینش پذیری برای جذب سطحی ترکیبات تیوفنی نسبت به مرجع نفتالن محاسبه شد. ترتیب ظرفیت جذب و گزینش پذیری جذب برای انواع acc به صورت: dmdbt > dbt > mnp > bt ? np و برای cnps به صورت: t> dbt> mnp ? dmdbt> np می باشد. نتایج نشان می دهد که مقدار ترکیبات گوگردی جذب شده در حضور آروماتیک ها به دلیل وجود رقابت برای جذب اندکی کاهش می یابد. بررسی داده های سینتیکی جذب سطحی نشان داد که مدلهای سینتیکی شبه مرتبه nام اصلاح شده و مرتبه مختلط 1و2 می توانند سرعت جذب سطحی همه ترکیبات موجود در سوخت های مدل را پیش-بینی کنند. نتایج نشان می دهند که سرعت جذب سطحی بر روی هر دو جاذب به ویژه cnps بالا است و حضور ترکیبات آروماتیکی تاثیری بر روی سرعت جذب ترکیبات تیوفنی ندارند. داده های به دست آمده نشانگر آن است که انواع acc و cnps می توانند به عنوان جاذب های گزینش پذیری برای حذف ترکیبات تیوفنی در رقابت با آروماتیک ها عمل کنند. مزیت عمده cnps در گوگردزدایی از سوخت مایع سرعت بالای فرایند، عمل در شرایط معمولی و راحتی جداسازی سوخت و جاذب می باشد. همچنین تاثیر روش های همزن و التراسونیک و دما و زمان بر روی بازیافت جاذب اشباع شده acc-hno3 با dbt مورد مطالعه قرار گرفت.

در این کار تحقیقاتی به منظور حذف آلاینده های رنگی از محلول های آبی، از غلاف گل آذین خرما به عنوان ماده اولیه فراوان، ارزان و در دسترس برای تهیه کربن فعال پودری استفاده شده است. فسفریک اسید به عنوان ماده فعالساز و مایکروویو به عنوان منبع گرمایی مورد استفاده قرار گرفتند. به کارگیری تابش دهی مایکروویو به جای گرمادهی با کوره سبب کاهش زمان تولید، صرفه جویی در مصرف انرژی و گرمادهی یکنواخت نمونه شد. به منظور بهینه سازی روش تهیه، اثر پارامتر های مختلف نظیر غلظت اسید، زمان تابش دهی و توان مایکروویو بررسی گردید. اثر پارامتر های زمان تابش دهی و توان مایکروویو بر توانایی کربن فعال تهیه شده برای حذف رنگ به کمک آنالیز ریاضی و آماری مورد بررسی قرار گرفت. برخی از خصوصیات ماده اولیه به کمک آنالیز عنصری chn و طیف ft-ir و جاذب تهیه شده، با استفاده از هم دما جذب و واجذب n2، phpzc، طیف ft-ir و آنالیز chn مورد بررسی قرار گرفت. توانایی این جاذب برای حذف رنگ های کاتیونی (متیل ویولت) و آنیونی (متیل اورانژ) و اثر دما و ph بر حذف رنگ های صنعتی مختلف توسط جاذب تهیه شده بررسی گردید. جذب سطحی متیل ویولت و متیل اورانژ از دو دیدگاه سینتیکی و تعادلی مورد بحث قرار گرفت. داده های تجربی با هم دما ها و مدل های سینتیکی مختلف برازش شد. همچنین اثر ph بر درصد حذف رنگ ها نیز مورد بررسی قرار گرفت.

در این پروژه انواع اکسید آهن نانوساختار تهیه و برای حذف رنگ های ری اکتیو اورانژ، ری اکتیو یلو و بیسمارک براون از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. برای تهیه اکسیدهای آهن از دو روش الف- سولوترمال ب- رفلاکس و کلسینه کردن در کوره استفاده شد. برخی از اکسیدهای آهن بر اساس گزارش‏های موجود تهیه شده و روش تهیه برخی از آنها برای اولین بار در این پروژه گزارش شده است. برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی انواع اکسید آهن تهیه شده از تکنیک های xrd، sem، ft-ir، phpzc، atr-ir استفاده شد. جذب سطحی هر سه رنگ ری اکتیو اورانژ، ری اکتیو یلو و بیسمارک براون از دو دیدگاه تعادلی و سینتیکی بر روی انواع جاذب های تهیه شده، مورد بررسی قرار گرفت. داده های تجربی تعادلی باایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر- فروندلیچ، ردلیچ- پترسون، تاث و لانگمویر توسعه یافته برازش شدند. به کمک ضرایب همبستگی به دست آمده مشخص شد که داده های تعادلی با ایزوترم های لانگمویر- فروندلیچ و ردلیچ- پترسون تطابق بهتری دارند. نتایج حاصل نشان دهنده ی ناهمگنی سطح برای جذب سطحی این رنگ ها بر روی انواع جاذب تهیه شده می باشد. داده های تجربی سینتیکی با مدل های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ، مرتبه مختلط 1و2، شبه مرتبه nام، توسعه یافته، fl-pfo و fl-pso برازش شدند و با توجه به ضرایب همبستگی به دست آمده می توان گفت که مدل های سینتیکی fl-pfo و fl-pso و الوویچ تطابق بهتری با داده های سینتیکی جذب سطحی این رنگ ها را بر روی اکسید آهن نانوساختار نشان می دهند. اثر متغیر های مختلف در حذف رنگ های آنیونی (ری اکتیو اورانژ، ری اکتیو یلو) و کاتیونی (بیسمارک براون)، مانند دما و ph نیز بررسی شد. با توجه به نتایج بدست آمده در این پروژه می توان نتیجه گرفت که اکسید آهن با ساختار های نانو جاذبی مناسب برای حذف رنگ ها از محلول های آبی می باشند.

در این پروژه فیلم لایه نازک نانو ساختار اکسید روی و هیدروکسید روی بر روی اسلاید شیشه ای تحت تابش دهی مایکروویو به عنوان یک روش ساده و سریع تهیه شده است. همچنین به منظور بررسی اثر نقره بر روی خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی فیلم ها، فیلم اکسید روی/نقره و هیدروکسید روی/نقره بر روی اسلاید شیشه ای نیز با روش مایکروویو تهیه شده است. در این روش نیروی هیدرولیز به کمک تابش دهی مایکروویو تامین میگردد. اثر ph محلول بر ساختار و ترکیب فیلم ها به کمک تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و پراش اشعه ایکس (xrd) و اسپکتروسکوپی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (edx) مورد بررسی قرار گرفته است. کارایی فیلم های نازک سنتز شده به عنوان جاذب برای جذب یون مس (ii) از محلول آبی مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش مقدار کم نقره به فیلم لایه نازک نانو ساختار اکسید روی، سرعت و ظرفیت جذب جاذب افزایش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده فیلم لایه نازک اکسید روی/نقره باساختار گل مانند بهترین جاذب برای حذف یون مس با ظرفیت جذب mg/g 8/853 می باشد. جذب سطحی یون مس بر روی جاذب های تهیه شده از دیدگاه سینتیکی و تعادلی مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های تجربی تعادلی به صورت غیر خطی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، ردلیچ- پترسون، لانگمویر- فروندلیچ، تاث، لانگمویر توسعه یافته، بروئرس- سوتولانگو و عزیزیان- ولکوو برازش شده اند. به کمک ضرایب همبستگی به دست آمده مشخص شد که داده های تعادلی سیستم های اکسید روی و اکسید روی/نقره با ایزوترم عزیزیان- ولکوو تطابق بهتری دارند. داده های تجربی سینتیکی نیز با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، مرتبه ی مختلط اول و دوم، الوویچ، نمایی، شبه فرکتالی شبه مرتبه اول و شبه فرکتالی شبه مرتبه دوم برازش شده اند و با توجه به ضرایب همبستگی به دست آمده می توان گفت که مدل سینتیکی شبه فرکتالی شبه مرتبه اول بهتر می تواند سینتیک جذب سطحی یون مس بر روی سطح اکسید روی و اکسید روی/نقره را نشان دهد. در نهایت با استفاده از داده های به دست آمده مکانیسم جذب سطحی یون مس برروی جاذب های تهیه شده پیشنهاد شده است.

شیمی سطح، موضوعی بنیادی در بسیاری از زمینه های صنعتی و کاربردی است. یکی از زیر شاخه های اساسی در این مبحث، بررسی اثر مواد موجود در محیط و سطح مشترک دو فازی است که در تماس با هم قرار می گیرند. در این پروژه اثر ماده فعال سطحی سدیم دودسیل سولفات (اس دی اس) و نانوذرات مغناطیسی آهن (fe3o4)، به تنهایی و به طور همزمان بر کشش بین سطحی سیستم شیمیایی نرمال هگزان – آب در محدوده دمایی k 2/308-2/288 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که اس دی اس در محدوده غلظتی mol•dm-3 4-10×0/2 - 0 دارای جذب مثبت بوده و کشش بین سطحی را کاهش می دهد، در حالی که نانوذرات در محدوده کسر وزنی 4-10×0/5 - 0 جذب منفی داشته و کشش بین سطحی را افزایش می دهند. درحضور مجموع نانوذره و اس دی اس، کشش بین سطحی نسبت به حالتی که اس دی اس به تنهایی در محیط حضور دارد به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این امر به دلیل کاهش برهم کنش دافعه بین مولکول های اس دی اس که به نانوذرات با بار مثبت متصل شده اند می باشد. کاهش تقریبا خطی کشش بین سطحی با دما در تمامی موارد مشاهده شد. مقادیر تجربی کشش بین سطحی، در غلظت های کمتر از غلظت بحرانی تشکیل مایسل اس دی اس، توسط ایزوترم جذب سطحی سایسکوفسکی برازش شد. بر این اساس، پارامتر بیشترین فزونی سطح برای اس دی اس برحسب کسر وزنی نانوذرات به دلیل اتصال مولکول های اس دی اس به نانوذرات و اشغال فضای بیشتری از سطح توسط مولکول های اس دی اس کاهش می-یابد. ازطرفی دیگر، تمایل جذب با افزایش دما و کسر وزنی نانوذرات افزایش می یابد.

در این پایان نامه مواد پایه های کربنی مانند کربن فعال و گرافیت منبسط شده به عنوان پایه هایی برای پوشش دهی استفاده شد. ابتدا محلول سل حاوی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم را با روش سل ژل ساختیم و سپس این محلول را روی پایه-های کربنی مانند کربن فعال و گرافیت منبسط شده نشاندیم. مشخصه یابی نمونه های ساخته شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس، طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس و آنالیز bet انجام شد. آنالیز xrd پیک های مشخصه ی گرافیت منبسط شده و کربن فعال را نشان داد. پیک های مشخصه ی فاز آناتاز و روتایل دی اکسیدتیتانیوم در کنار پیک مشخصه ی گرافیت منبسط شده و کربن فعال مشاهده شد. نتایج sem نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم را که روی سطح گرافیت منبسط شده و کربن فعال پوشش داده شده اند، را نشان داد. توانایی نانوکامپوزیت ساخته شده از کربن فعال و دی-اکسیدتیتانیوم برای حذف آلاینده های رنگی و نانوکامپوزیت گرافیت منبسط شده- دی اکسیدتیتانیوم برای جذب روغن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ماکزیمم جذب سطحی گرافیت منبسط شده بیشتر از گرافیت منبسط شده- دی-اکسیدتیتانیوم است، اما اگر گرافیت منبسط شده- دی اکسیدتیتانیوم تحت تابش فرابنفش یا نور خورشید قرار گیرد امکان حذف روغن وجود دارد.

در این پروژه آلومینای مزوحفره منظم (oma)، نانوکامپوزیت های نقره/ آلومینای مزوحفره منظم (ag/oma)، خاک رس/آلومینا/نقره (clay/alum/ag) و کامپوزیت خاک رس/آلومینا (clay/alum) تهیه شده و برای حذف آلاینده های رنگی متیل اورانژ، برموتیمول بلو، ری اکتیویلو و ری اکتیوبلو از محلول های آبی منفرد و همچنین از مخلوط های دوتایی آن ها مورد استفاده قرار گرفته است. نانوذرات نقره به کار رفته در ساختار نانوکامپوزیت ها با روشی سبز و بسیار سریع و با استفاده از تابش لامپ فرابنفش تهیه شده اند. روش نقشه برداری دوبعدی برای اولین بار برای تخمین زمان جابه جایی بین مراحل رشد و هسته زایی نانوذرات نقره استفاده شده است. سینتیک تشکیل نانوذرات نقره و عوامل موثر بر آن نظیر غلظت مواد اولیه، زمان تابش دهی، دما و توان تابش فرابنفش به صورت جداگانه بررسی گردیده است. آلومینای مزوحفره منظم بر اساس گزارش موجود تهیه شده است و نانوکامپوزیت های ذکر شده برای نخستین بار ساخته شده و به عنوان جاذب مورداستفاده قرار گرفته اند.آلومینای مزوحفره منظم، نانوذرات نقره و نانوکامپوزیت های ذکر شده به ترتیب با روش های سل- ژل، ساخت نورانی و روش ترکیبی جدید حاصل از ترکیب روش های سل- ژل و ساخت نورانی، تهیه شده و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن ها با روش های xrd، tem، همدمای جذب و واجذب سطحی نیتروژن و eds مورد بررسی قرار گرفته اند. جذب سطحی محلول های رنگی منفرد بر روی جاذب های مورد نظر از دیدگاه های سینتیکی و تعادلی و جذب سطحی محلول های رنگی دوتایی از دیدگاه سینتیکی مطالعه شده است. داده های تجربی تعادلی با ایزوترم های لانگمور، فروندلیچ، لانگمور- فروندلیچ، ردلیچ- پترسون، و تمکین برازش شده اند. بر اساس ضرایب همبستگی به دست آمده مشخص شد که داده های تعادلی با ایزوترم لانگمور- فروندلیچ تطابق بهتری دارند. نتایج حاصل نشان دهنده ی ناهمگنی سطح برای جذب سطحی این رنگ ها بر روی انواع جاذب تهیه شده می باشد. داده های تجربی سینتیکی با مدل های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و الوویچ برازش شده اند و با توجه به ضرایب همبستگی به دست آمده می توان گفت که مدل های سینتیکی شبه مرتبه دوم و الوویچ تطابق بهتری با داده های سینتیکی نشان می دهند. نتایج حاصل از آزمایش های سینتیکی نشان می دهند که تمامی جاذب های ساخته شده قادر به حذف آلاینده های رنگی با سرعت جذب بالا هستند. خواص ضدباکتریایی نانوکامپوزیت های نقره/ آلومینای مزوحفره منظم و خاک رس/آلومینا/نقره در برابر هر دو نوع باکتری های گرم منفی (ای- کلی) و گرم مثبت (اس- آرئوس) نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این بررسی حاکی از فعالیت ضدباکتریایی بسیار خوب نانوکامپوزیت های ساخته شده در برابر هر دو نوع باکتری است.نتایج به دست آمده از این پروژه نشان می دهند که آلومینای مزوحفره منظم جاذبی بسیار خوب برای حذف گزینشی آلاینده های رنگی آنیونی (متیل اورانژ، برموتیمول بلو و ری اکتیویلو) از محلول های آبی منفرد و از مخلوط دوتایی آن ها است. نانوکامپوزیت نقره/ آلومینای مزوحفره منظم علاوه بر دارا بودن خواص جذبی مشابه با آلومینای مزوحفره منظم، دارای فعالیت ضدباکتریایی بسیار خوبی نیز می باشد. کامپوزیت حاوی خاک رس به خوبی هر دو گروه آلاینده های رنگی آنیونی و کاتیونی را از محلول های آبی منفرد و مخلوط های دوتایی حذف می کند. افزون بر این خاصیت نانوکامپوزیت خاک رس/آلومینا/نقره فعالیت ضدباکتریایی بسیار خوبی در برابر باکتری های گرم منفی و گرم مثبت نشان می دهد. بنابراین جاذب های ساخته شده در این پروژه قابلیت حذف موثر آلاینده های شیمیایی و بیولوژیکی از محیط های آبی را دارا می باشند.

در این پروژه از پلی کربنات و نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم برای ساخت فیلم های نانو کامپوزیتی پلی کربنات دی اکسید تیتانیوم استفاده شد. ابتدا پلی کربنات در دی کلرومتان حل شد. سپس نانو ذرات دی اکسیدتیتانیوم با درصدهای مختلف به آن اضافه گردید. اثر پلاسما فرکانس پایین اکسیژن (50hz) روی آب دوستی، انرژی سطح و مورفولوژی پلی کربنات و نانو کامپوزیت پلی کربنات دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. ساختار نمونه¬ها توسط آنالیز پراش اشعه ایکس بررسی گردید. خواص سطحی فیلم¬های پلی کربنات و نانو کامپوزیت پلی کربنات دی اکسید تیتانیوم به¬وسیله طیف¬سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس، زاویه تماس آب با سطح، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسختی سنجی ویکرز اندازه گیری شد. آنالیز فوتوالکترون پرتو ایکس اکسید شدن سطح را به¬واسطه پردازش پلاسما نشان داد. زاویه تماس برای نمونه نانو کامپوزیتی از 88 درجه به 15 درجه بعد از پردازش پلاسما کاهش پیدا کرد. مشاهده شد سختی فیلم¬های نانو کامپوزیتی پلی کربنات دی¬اکسید تیتانیوم با افزایش میزان دی اکسید تیتانیوم در نمونه کامپوزیتی افزایش یافت.