واکنش هک، یک واکنش پالادیم-کاتالیز تشکیل پیوند کربن-کربن بین آریل هالیدها و الفین هاست که به عنوان روشی قدرتمند در سنتز آلی پیشرفته مطرح است. در سال های اخیر واکنش هک اغلب توسط کمپلکس های پالادیم و لیگاندهای فسفین در سیستم های هموژن انجام گرفته است. کاتالیزور های هموژن، گرانقیمت هستند و گزارش های اندکی در مورد جداسازی آنها از مخلوط واکنش و استفاده مجدد آنها موجود است. در این تحقیق، سنتز یک سورفاکتانت غیریونی جدید حاوی گروه های آمینی و آمیدی متعدد را گزارش شده است که از طریق تثبیت این سورفاکتانت بر روی سطح خاک، بستری مناسب برای تثبیت پالادیم استات فراهم می شود. در زمینه ی تهیه ی کاتالیست در ابتدا بنتونیت با سورفاکتانت کاتیونی cpb به صورت تک لایه اصلاح شد. سپس بنتونیت تک لایه، با سورفاکتانت جدید به صورت دولایه اصلاح شد. در نهایت پالادیم استات بر روی بنتونیت اصلاح شده تثبیت گردید. کاتالیزور پالادیم هتروژن گزارش شده در این تحقیق با استفاده از بستر ارزان قیمت (خاک) تهیه شده است و با حضور مقادیر ناچیز پالادیم (6-10×2/8) فعالیت بالائی در مورد واکنش هک آریل یدیدها و الفین ها نشان می دهد. کاتالیزور پس از واکنش به راحتی با صاف کردن ساده قابل بازیابی و استفاده مجدد است. بخش دوم این تحقیق مربوط به واکنش نیتراسیون فنول می باشد. نیتراسیون ترکیبات آروماتیک، از جمله واکنش هائی است که بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است و کاربردهای سنتزی وسیعی برای ترکیبات شیمیائی و داروئی یافته است. بسیاری از روش های نیتراسیون، نیازمند استفاده از مخلوط اسید ها مثل اسید نیتریک غلیظ و اسید سولفوریک هستند که منجر به تولید مقادیر زیادی از ضایعات اسیدی می شود. در این تحقیق، یک مایع یونی اسیدی طراحی شده است تا جایگزین اسیدهای معدنی معمول مثل سولفوریک اسید شود. از دیدگاه سنتزی تهیه ی این مایع یونی اسیدی شامل دو بخش است. در ابتدا مایع یونی سولفونه نشده (n-هگزا دکان n-بنزیل ایمیدازولیم برمید) تهیه گردید و سپس از طریق سولفوناسیون مستقیم این مایع یونی با h2so3 مایع یونی اسیدی با گروه عاملی so3h- تهیه گردید. در نهایت، مایع یونی اسیدی با غلظت پائین به صورت تک لایه و با غلظت بالا به صورت دولایه بر روی بنتونیت تثبیت گردید. واکنش نیتراسیون فنول در محیط دو فازی آب و دی کلرو اتان انجام گرفت. مایع یونی اسیدی با دارا بودن زنجیر هیدروکربنی بلند خود می تواند نقش کاتالیزور انتقال فاز داشته باشد. واکنش ها با استفاده از بنتونیت ساده، بنتونیت تک لایه با مایع یونی و دو لایه با مایع یونی و نیز به منظور مقایسه ی داده ها با بنتونیت تک لایه و دولایه با سورفاکتانت ctmab انجام گرفت. بهترین گزینش پذیری اورتو با استفاده از خاک دولایه با مایع یونی اسیدی حاصل شد.

امروزه بیشتر مطالعات انجام شده بر روی نانوذرات فلزی است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجمشان دارند در مقایسه با فرم حجیم خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه های نوری، مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانوذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانوذرات فلزی واسطه ای که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور را به همراه دارند. برای حل این مشکل، آنها را بر روی بستری جامد تثبیت می کنند که در این میان سیلیکا به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارد به عنوان بستری مناسب شناخته شده است. در میان فلزات واسطه پالادیم کاربرد زیادی در واکنش های کوپل شدن کربن-کربن دارد که شامل واکنش های هک، سونوگاشیرا، استایل، سوزوکی، سیانید دار شدن و کربونیل دار شدن می باشد. در این پروژه هدف اصلی سنتز نانو کاتالیزور جدیدی از پالادیم بر پایه سیلیکاژل است. بر این اساس ابتدا بستر توسط 3-آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان آمین دار شد. سپس سیانوریک کلرید به بستر اصلاح شده اضافه گردید. برای نشاندن پالادیم بر روی این بستر، 2،1-اتان دی تیول به بستر افزوده و به این ترتیب بستر برای نشستن پالادیم آماده شد. برای اطمینان از سنتز نانوکاتالیزور موردنظر از تکنیک های ft-ir، bet، chns،tem و icp استفاده شد. در نهایت از این نانوکاتالیزور برای انجام واکنش های هک و سونوگاشیرا استفاده شد. برای افزایش راندمان و گزینش پذیری محصولات، شرایط مختلف واکنش از جمله دما، حلال، زمان واکنش و مقدار کاتالیزور مصرفی بهینه گردید. راندمان و گزینش پذیری محصولات با دستگاه gc دنبال شد و محصولات توسط تکنیک gc-ms شناسایی شد. بازیافت کاتالیزور نیز در این واکنش ها مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که تیول یک لیگاند مناسب برای پالادیم می باشد.

در طی این تحقیق، برای نخستین بار سری جدیدی از پلی استرایمیدهای فعال نوری جدید حاوی قطعات آمینو اسید مختلف هم در زنجیر اصلی و هم در زنجیر جانبی به روش پلیمرشدن تراکمی مستقیم سنتز شدند. برای این منظور مونومرهای فعال نوری به گونه ایی تهیه شدند که باعث برهم زدن نظم و اجتماع زنجیرها در پلی استرایمیدهای حاصله شدند و این منجر به حلالیت خوب آنها در حلال های آلی شد.در ابتدا مونومر دی ال آروماتیک و چهار مونومر دی اسید کایرال در چندین مرحله با راندمان و خلوص بالا سنتز شدند. ساختار شیمیایی و خلوص این ترکیبات با روش های مختلف طیف سنجی مانند ft-ir، h-nmr1، c-nmr13، آنالیز عنصری و نیز چرخش ویژه مورد تأیید قرار گرفت. با به کار بردن شرایط واکنش یامازاکی-هیگاشی و استفاده از معرف متراکم کننده tscl/dmf/py پلی استرایمیدهای جدید حاصل از مونومرهای دی اسید و دی ال سنتز شدند. راندمان‎های خوب و زمان واکنش کوتاه از مشخصه‎های مهم این روش می باشند. ساختار شیمیایی برخی از پلیمرهای تهیه شده با استفاده از طیف سنجی ft-ir و h-nmr1 و آنالیز عنصری شناسایی گردید. گرانروی ذاتی این پلیمرها در محدوده dl/g35/0-33/0 می باشد و پایداری حرارتی نسبتاً خوبی را نشان می دهند. پلی‎استرایمیدهای حاصل به دلیل حضور قطعه ی آمینو اسید در ساختار خود نه تنها چرخش نوری از خود نشان دادند، بلکه دارای خاصیت زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری هم شدند. برای این منظور زیست تخریب پذیری پلیمرها با قرار دادن آنها در محیط بیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت. در طول این مدت عوامل بیولوژیکی مثل باکتری، قارچ و آنزیم ها ماده پلیمری را به عنوان غذا مصرف کرده، که باعث تغییرات در سطح نمونه شد که این تغییرات به همراه رشد و طبیعت میکرواورگانیسم ها توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. اطلاعات بدست آمده زیست تخریب پذیری این ترکیبات به اثبات رسانید. در بخش دوم پروژه، از پلی استرایمیدهای سنتز شده در مرحله اول برای ساختن نانوکامپوزیت های حاوی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید استفاده شد. به منظور پراکندگی مناسب نانوذرات از معرف کوپل-کننده ?–آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان به منظور کپسوله کردن نانوذرات استفاده شد. ساختار نانوکامپوزیت های سنتزی با استفاده از طیف سنجی uv, xrd, ft-ir و tga مورد بررسی قرر گرفت. که این آزمایشات وجود نانوذرات در بافت پلیمر را تایید کرده و تاثیرات آنها را بر بافت پلیمری نشان می دهد، همچنین تصاویر sem نشان دهنده یکنواخت بودن ترکیب های ایجاد شده می باشند

در بخش نخست مطالعات، تهیه سه نوع از پلیمرها -بطور اسمی پلی استرها، پلی آمیدها و پلی اوره ها- بررسی شده است. بدین منظور یک مونومر دی اسید فعال نوری تهیه و توسط روشهای طیف سنجی ft-ir، 1h-nmr، 13c-nmr ، آنالیز عنصری و همچنین اندازه گیری چرخش ویژه شناسایی شد و مورد واکنش پلیمر شدن مرحله ای مستقیم با دی اولها و دی آمینهای آروماتیک مختلف قرار گرفت تا به ترتیب پلی استرها و پلی آمیدهای مربوطه، ایجاد شوند. درمورد تهیه پلی اوره ها از واکنش دی آمین کایرال با دی ایزوسیاناتها استفاده گردید. برخی از خواصی که این پلیمرها نشان دادند عبارتست از: الف) فعالیت نوری؛ استفاده از بخشهای دارای اسیدآمینه کایرال در ساختار مونومرها باعث القاء فعالیت نوری به کل بدنه پلیمری شده است. این ویژگی، پلیمرهای مورد بررسی را برای کاربردهایی مانند پرکننده های ستون کروماتوگرافی بعنوان فاز ساکن برای جداسازی مخلوطهای راسمیک، مناسب می سازد. ب) بهبود فرایندپذیری؛ وجود گروههای آویزان حجیم باعث افزایش حل پذیری این پلیمرها در حلالهای آلی با قطبیت بالا شده و از این طریق به افزایش فرایندپذیری آنها منتهی شده است.ج) پایداری حرارتی؛ درحالیکه گروهای آویزان حجیم معمولاً همراه با افزایش انحلال پلیمرها باعث افت مقاومت حرارتی آنها می شوند، در اینجا بدلیل پیش بینی کردن بخشهای ایمیدی در ساختار گروههای آویزان از این اثرات ناخواسته گروههای آویزان جلوگیری شده است. پلیمرهای تهیه شده در حلالهایی مانند دی متیل سولفوکساید، n،n-دی متیل فرم آمید، n-متیل پیرولیدین و n،n-دی متیل استامید قابل حل بودند. همچنین آزمونهای پایداری حرارتی توسط روشهای tga و dsc نشان داد که پلیمرهای مذکور از مقاومت حرارتی قابل توجهی برخوردارند. در قسمت دیگر تحقیقات از تابش ریز موج بعنوان نیروی محرکه واکنشهای پلیمرشدن و مایع یونی بعنوان محیط انجام واکنشها استفاده شده است. تابش ریزموج با کاهش زمان انجام واکنش از چند ساعت به چند دقیقه و مایع یونی با حذف حلاهای آلی و برخی از ترکیبات سمی از محیط واکنش، کمک شایانی به سبزتر کردن واکنشهای پلیمرشدن کرده اند. در بخش سوم این مطالعات برای اولین بار نانوکامپوزیتهای فعال نوری پلی ایمید/دی اکسیدتیتانیوم به روش سل-ژل تهیه شده اند. در این بخش یک دی آمین فعال نوری جدید تهیه و شناسایی شده و با پایروملتیک دی انیدرید در دمای اتاق وارد واکنش شد. انجام واکنش در این دما تنها تا مرحله تشکیل پلی(آمیک اسید) مقدور است. پلی(آمیک اسید) فعال نوری ایجادی با معرف تترااتیل اورتوتیتانات در حلال استیل استون مخلوط شده و با تبخیر حلال به صورت یک فیلم نازک درآمد. بخشهای آمیک اسیدی توسط فرایند حرارتی به حلقه های ایمیدی تبدیل شده و یک مولکول آب خارج خواهد شد که این آب با هیدرولیز معرف تیتانات در دمای 300 درجه سانتیگراد تولید نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم می کند. فیلمهای نانوکامپوزیت حاصل توسط تکنیکهای میکروسکوپ الکترونی (tem و afm)، آزمونهای حرارتی (tga و dsc)، بررسی پراش پرتو ایکس (xrd) و همچنین طیف سنجی های ft-ir و uv-vis شناسایی شدند.

در طی این پروژه تحقیقاتی ، یک سری پلی(استر-ایمید)های فعال نوری و زیست تخریب پذیر جدید بر پایه آمینو اسیدهای مختلف سنتز گردید. اثر برخی از متغیرهای واکنش و عوامل ساختاری بر ویژگی های فیزیکی آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور ابتدا با استفاده از ترکیبات پیروملتیک دی انیدرید و تری‎ملیتیک انیدرید و آمینواسیدهای l-فنیل آلانین، l-لوسین،l -ایزولوسین وl -متیونین دی اسیدهای فعال نوری سنتز شدند. سپس این دی اسیدها با استفاده از معرف متراکم کننده tscl/dmf/py با دی ال آروماتیک 4،4-تیو بیس (2-ترشیو بوتیل 5-متیل فنول) از طریق پلیمرشدن تراکمی مستقیم واکنش داده شدند. طی واکنش های متعددی شرایط واکنش از نظر زمانی و دمایی بهینه گردید. پلیمرهای به دست آمده راندمان و پایداری حرارتی بسیار خوبی را نشان می دهند و گرانروی ذاتی آن ها در محدوده dl/g 19/0-13/0 می باشد. ساختار شیمیایی برخی از پلیمرهای تهیه شده با استفاده از طیف سنجی ft-ir و h-nmr1 و آنالیز عنصری شناسایی گردید. خواص حرارتی پلیمرها با استفاده از آنالیز حرارتی tga مطالعه گردید. دربخش دیگر پروژه خواص بیولوژیکی و زیست تخریب پذیری پلیمرهای سنتز شده بررسی شد. در بخش آخر، نانوکامپوزیت های حاوی نانوذرات tio2 تهیه شد و با استفاده روش های شناسایی از قبیل ft-ir،xrd ، sem مورد بررسی قرار گرفت. خواص حرارتی نانوکامپوزیت های تهیه شده به کمک آنالیز حرارتی tga مطالعه گردید. نتایج نشان داد که خواص حرارتی نانوکامپوزیت ها در حضور نانو ذرات tio2 بهبود پیدا کرده است. کلمات کلیدی: پلیمرهای فعال نوری، پایداری حرارتی، زیست تخریب پذیری، نانوکامپوزیت

در طی این پروژه تحقیقاتی مشتقی از آمینو اسید تیروسین به نام n،n- )پیروملیتویل (- بیس دی متیل استر تیروسین در طی سه مرحله ساخته شد. اجتماع سه خصوصیت ویژه شامل: پایداری حرارتی، حلالیت بالا و خواص غیر سمی، بیولوژیکی و زیست تخریب پذیری به سبب حضور آمینواسید تیروسین در اسکلت اصلی سبب می شود که این دی ال جایگزین بسیار مناسبی برای بیس فنل های تجاری سمی در ساخت انواع پلیمرهای بیولوژیکی و زیست تخریب پذیر باشد. از واکنش این دی ال آروماتیک فعال نوری و فعال بیو لوژیکی مشتق شده از تیروسین با دی ایزوسیاناتها و دی اسید های کایرال مشتق شده از آمینو اسید های مختلف، پلی یورتان ایمید ها و شبه پلی آمینواسیدهای با مقاومت حرارتی بالا با خواص زیست تخریب پذیری تهیه شدند. ساختار این ترکیب‎ها با استفاده از تکنیکهای ft-ir،h-nmr 1، uv-vis ، چرخش نوری، آنالیز عنصری و آنالیزهای حرارتی tga و dsc بررسی شدند. تمام خواص بیولوژیکی و زیست تخریب پذیری مونومر و پلیمر های مشتق شده از آن توسط ارزیابی بیولوژیکی در محیط کشت قارچ، باکتری و خاک انجام شد. درپایان بیو نانو کامپوزیت های تیتانیوم دی اکسید و پلی یورتان ایمید مشتق شده از تیروسین به روش کپسوله کردن نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید با معرف های فعال سطحی و پراکندگی در بافت پلیمر به منظور بهبود خواصی همچون مقاومت حرارتی بالا، خاصیت جذب uv-vis و خواص فتوکاتالیزوری از پلیمر ها تحت شرایط تابش دهی امواج فرا صوت با شدت بالا کمک گرفته شد. بیو نانوکامپوزیتهای پلی یورتان ایمید و تیتانیوم دی اکسید توسط تکنیکهای sem،tem ، xrd وafm شناسایی شده و در نهایت این نانو کامپوزیت ها به عنوان بستری مناسب از تیتانیوم دی اکسید جهت تخریب آلایندهای رنگ دی آزو (متیل نارنجی) تحت تابش امواج ماورای بنفش مورد استفاده قرار گرفتند.

در این پایان نامه پنج پروژه مختلف صورت گرفته است، سه پروژه در حضور خاک رس بنتونیت مهرجان اصفهان صورت گرفت و دو پروژه بعدی در حضور خاک رس سپیولیت ویکارلوا اسپانیا و خاک رس کاتیونی (سنتز شده در آزمایشگاه) ا نجام شد، که هدف مقایسه نتایج به دست آمده در این دو پروژه با پروژه های صورت گرفته در حضور خاک رس بنتونیت بود. در پروژه اول، سنتز و تثبیت نانوذرات ru+3، mn+2، co+2، au+3، pd+2، ag+1، zns وcds بر روی بنتونیت اصلاح شده با یک لایه سورفکتانت(bms) صورت گرفت و خاصیت کاتالیزوری zns و cds به عنوان نیمه رسانا در یک واکنش فتوشیمیایی بررسی شد. در این روش ابداعی، مانند روش مایسل معکوس، از طریق ایجاد دام توسط سورفکتانت، نانوذرات مورد نظر سنتز شده و از تجمع آنها جلوگیری گردید، بنابراین این روش ، همی مایسل نامیده شد. شناسایی و تایید وجود نانو ذرات به کمک دستگاه های sem، afm و tem صورت گرفت. طیف های tem ارائه شده موید توزیع یکنواخت نانوذرات مورد نظر ذرات با سایزهای مختلف، در حدود 100-10 نانومتر، بر روی بستر می باشند. در این پروژه برای مشاهده و بررسی نقش کاتالیزوری نانوذرات سنتز شده بر روی بنتونیت، واکنش تخریب نوری eosin-b در حضور نانو کامپوزیت های zns-bms و cds-bms بررسی شد. شدت پیک جذبی eosin-b در nm517، در حضور zns-bms و cds-bms، با گذشت زمان به تدریج کاهش یافته و به ترتیب پس از گذشت 5/1 و 2 ساعت این پیک کاملا از بین رفت که بیانگر تخریب کامل آن می باشد. در بخش دوم از این پروژه منگنز (ii) با کمک اثر تقویت جریان، با استفاده از بنتونیت اصلاح شده با پورفیرین و از طریق روبش خطی پتانسیل اندازهگیری گردید. بدین منظور پارامترهای مختلف غلظتی و دستگاهی مورد بررسی قرار گرفت. دقت، حساسیت و حد تشخیص روش بدست آمد و سپس اثر مزاحمت ها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت منگنز (ii) در نمونه های حقیقی(آرد گندم،آرد برنج و سبزیجات) اندازه گیری شد. به منظور دست یابی به بهترین حد تشخیص و حساسیت در روش ارائه شده برای اندازه گیری منگنز (ii) ، عوامل موثر بر شدت جریان آندی مانند ph، غلظت پورفیرین تثبیت شده بر روی بنتونیت و سرعت روبش پتانسیل مورد بررسی قرار گرفتند. در پروژه سوم، تثبیت ?-آمیلاز روی بنتونیت اصلاح شده و اصلاح نشده مطالعه شده است. اثر خصلت آب دوستی و آب گریزی بستر، قابلیت استفاده ی مجدد و رفتار سینیتیکی آنزیم تثبیت شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت دو لایه (bbs)، برای تثبیت آنزیم ?-آمیلاز بهترین بستر بود. فعالیت آنزیم تثبیت شده، تحت شرایط مختلف بررسی شد. اثر عوامل مختلفی مانند غلظت محلول آنزیم، ph و دما، زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر نیز ارزیابی شد. فعالیت ?-آمیلاز روی بنتونیت بدون سورفکتانت (na-بنتونیت)، بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت تک لایه bms، و بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت دو لایه (bbs) در ph بهینه، به ترتیب 8/23%، 7/20% و 2/98% نسبت به آنزیم آزاد بود. اثر غلظت سوبسترا روی فعالیت آنزیمی ?-آمیلاز آزاد و تثبیت شده، مطابقت خوبی با معادله ی میکاییلیس-منتن داشت. آنزیم تثبیت شده روی bbs، فعالیتی قابل مقایسه با آنزیم آزاد داشت و فعالیت آن پس از 14 روز نگ‍‍‍ه داری در دمای °c25، همانند روز نخست بود. در پروژه چهارم آلکالین فسفاتاز روده ی گوساله نیز، بر روی سپیولیت اصلاح شده و اصلاح نشده تثبیت شد. فعالیت آنزیم تثبیت شده، تحت شرایط مختلف بررسی شد. اثر عوامل مختلفی مانند غلظت محلول آنزیم، ph و دما، زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر نیز ارزیابی شد. بیشترین فعالیت آنزیم آزاد و تثبیت شده، در بافر فسفات 1/0 مولار در 10= ph حاصل شد. بهترین زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر، دو ساعت در دمای °c4 بود. اثر غلظت سوبسترا روی فعالیت آنزیمی آلکالین فسفاتاز آزاد و تثبیت شده، مطابقت خوبی با معادله ی میکاییلیس-منتن داشت. آنزیم تثبیت شده روی na-سپیولیت و سپیولیت اصلاح شده با سورفکتانت دو لایه (sbs)، فعالیتی قابل مقایسه با آنزیم آزاد داشت و فعالیت آن پس از 70 روز انبارداری در دمای °c30، همانند روز نخست بود. همچنین، پایداری حرارتی آنزیم آزاد و تثبیت شده نیز در این پروژه بررسی شد. در بخش آخر این پروژه تحقیقاتی(پروژه پنجم)، برم دار کردن ترکیب های آروماتیک آلی را در حضور یک کاتالیزور انتقال فاز جدید(ldh-br3- )، تحت شرایط سه فازی انجام شد. برای سنتز این کاتالیزور ابتدا خاک رس آنیونیldh -co3-2 تهیه شد. سپس ldh -br- از طریق جذب سطحی پتاسیم برمید، روی بستر ldh -co3-2 (برای انجام این مرحله از پتاسیم برمید استفاده شد) تهیه گردید.در مرحله سوم، از v2o5-h2o2 به عنوان اکسنده واکنش جهت تبدیل یون br- به یون br3- استفاده شد و همزمان واکنش های مربوطه صورت گرفت.

هدف اصلی این پروژه انجام واکنش های اکسایش کیومین و تولید آلفا کیومیل الکل واستوفنون به عنوان محصول های اصلی، با استفاده از کاتالیزورهای ناهمگن بود. بنابر این کاتالیزورهای ناهمگنی بر پایه تثبیت پورفیرین بر روی سطح سیلیکاژل طراحی و تهیه گردید. برای این منظورترکیب 5،10،15،20-تتراکیس (4-متوکسی کربونیل فنیل) پورفیرین (tmcpp) سنتز شده ، سپس جهت تثبیت (tmcpp) بر روی سیلیکاژل اصلاح شده (دارای گروه آمینی) از واکنش تشکیل آمید استفاده شد. در نهایت پورفیرین تثبیت شده به صورت کمپلکس های فلزی با منگنز(iii) ،آهن(iii) و کبالت (iii) تبدیل گردید. برای شناسائی کاتالیست فوق به نام sf-atps-m(iii)tmcpp که m نشانگر mn، fe و یا co است، تکنیک های ft-ir و uv-vis وtem وicp مورد استفاده قرار گرفت. درمرحله بعد از کاتالیزورهای تهیه شده برای اکسایش کیومین استفاده شد و سپس برای افزایش راندمان واکنش شرایط مختلف واکنش از جمله دما،ماده اکسید کننده ،کاتالیزور کمکی و حلال بهینه گردید. در مرحله دیگر از پروژه اکسایش ترکیبات تولوئن ، اورتوزایلن و پارازایلن با کاتالیزورهای تولید شده بررسی گردید

فرآیند تراوش تبخیری یکی از انواع فرآیندهای جداسازی غشایی است که در سال های اخیر در جداسازی مخلوط مایعات بسیار مورد بررسی قرارگرفته است. اغلب غشاهای مورد استفاده در این فرآیند از نوع غشاهای پلیمری می باشند اما در سال های اخیر علاقه خاصی به استفاده از غشاهای غیرپلیمری به ویژه غشاهای زئولیتی ایجاد شده است. این امر بیشتر به دلیل خصوصیات منحصر به فرد زئولیت ها از جمله داشتن منافذی با ابعاد مولکولی و پایداری حرارتی و شیمیایی بالا است. در تحقیق حاضر غشای زئولیتی naa با روش رشد ثانویه بر روی پایه های استوانه ای از جنس al2o3–? سنتز شد. به این منظور ابتدا پودر زئولیت naa آماده شد تا قبل از سنتز غشاء، به روش مناسبی بر روی پایه نشانده شود. پودرها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی والگوهای پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرارگرفتند. با بررسی این داده ها و حصول اطمینان از تشکیل فاز زئولیتی naa، مرحله جوانه نشانی انجام شد. اندازه ذرات زئولیت مورد استفاده برای جوانه نشانی پایه ها در حدود 5/1 میکرومتر بود. جوانه-نشانی به روش خلاء انجام شد و در این مرحله عواملی همچون زمان و غلظت سوسپانسیون جوانه نشانی بررسی گردید. بررسی ها نشان داد که زمان 90 ثانیه و غلظت g/l 5 شرایط مناسبی برای جوانه نشانی پایه ها بود. پس از انتخاب بهترین شرایط برای جوانه نشانی، مرحله سنتز غشاء درون یک اتوکلاو با پوشش تفلونی در دمای 100 درجه سانتی گرادانجام و در برخی موارد سنتز چندین بار تکرار شد. سپس غشاهای سنتزشده در یک سامانه ناپیوسته مورد ارزیابی قرارگرفتند تا کارآیی آن ها در حوزه تراوش تبخیری مشخص گردد. مخلوط آب/اتانول شامل 10 درصد وزنی آب و مخلوط آب/اتیل استات شامل 2 درصد وزنی آب، به عنوان مخلوط های خوراک در فرآیند تراوش تبخیری مورد استفاده قرارگرفتند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و جداسازی حاکی از آن بود که زمان و تعداد دفعات سنتز عوامل مهمی در ایجاد یکنواختی غشاها هستند. نمونه سنتز شده در زمان 6 ساعت و با سه بار سنتز دارای بهترین سطح از لحاظ یکنواختی و همچنین بهترین عملکرد در جداسازی بود. فاکتور جداسازی نسبت به آب در مخلوط آب/اتیل استات و آب/اتانول بالاتر از 10000 به دست آمد. تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی این نمونه نیز نتایج جداسازی را تأیید نمود. این مسأله از مشاهده سطح بسیار یکنواخت با بلورهایی که به خوبی رشد یافته اند،کاملاً مشهود بود. با قضاوت از روی تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی که از مقطع نمونه تهیه شد، ضخامت غشای سنتز شده 45 میکرومتر بود. کلمات کلیدی: زئولیت naa، غشای زئولیتی، جداسازی، تراوش تبخیری،اتانول، اتیل استات

در این پروژه، میزان دسترسی نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم موجود در نانوالیاف پلی اکریلونیتریل به 2 ـ کلرواتیل اتیل سولفاید (مشابه گاز خردل) طی فرایند فعال سازی افزایش داده شد. باتوجه به نتایج این تحقیق، میزان کاهش قطر نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم طی فرایند الکتروریسی، به نوع، مقدار، و سطح مخصوص این نانوذرات وابسته است. هم چنین با افزایش سطح مخصوص نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم، میزان کاهش قطر نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی این نانوذرات، طی فرایند فعال سازی افزایش پیدا کرد. به علاوه، افزایش مقدار نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم، میزان کاهش قطر و کاهش وزن نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی این نانوذرات را طی فرایند فعال سازی به طور قابل ملاحظه افزایش داد. نوع نانوذرات اکسید فلزی نیز بر میزان کاهش قطر و کاهش وزن نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی این نانوذرات طی فرایند فعال سازی تأثیرگذار است. در این کار تحقیقاتی مشخص شد که مقدار، نوع، و سطح مخصوص نانوذرات اکسید فلزی تأثیر قابل ملاحظه ای بر میزان جذب تخریبی 2 ـ کلرواتیل اتیل سولفاید توسط نانوالیاف کربن فعال حاوی این نانوذرات دارد. ترتیب واکنش پذیری نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم به منظور جذب تخریبی 2 ـ کلرواتیل اتیل سولفاید بدین صورت به دست آمد: acnfs < mgo–acnfs < al2o3–acnfs < al2o3 plus–acnfs < mgo plus–acnfs. مطالعات طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه نشان داد که پس از جذب تخریبی 2 ـ کلرواتیل اتیل سولفاید توسط نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم، یک پیوند کوالانسی (پیوند آلکوکسیدی) به صورت mg–o–c و al–o–c بین این نانوذرات و باقیمانده 2 ـ کلرواتیل اتیل سولفاید، برقرار شده است.

آلودگی محیط زیست، یکی از مشکلاتی است که توجه همگان را به سمت خود جلب کرده است. یکی از مهمترین علل آلوده کننده محیط زیست، دفع مواد پلاستیکی مصرفی در طبیعت است، زیرا این ترکیبات در طبیعت تجزیه نمی شوند و موجبات آلودگی محیط زیست را با خود به همراه دارند. برای رفع این مشکل ، روش های مختلفی مانند تولید پلی مر تجزیه پذیر مورد توجه قرار گرفته است. پلی اسید لاکتیک یک پلی مر ترموپلاستیک با کشش بالا می باشد که مونومر آن قابلیت تولید از ضایعات کشاورزی را دارد. در مطالعه حاضر که در سال 1388 و 1389 در دانشکده کشاورزی دانشگاه اصفهان انجام گرفت، به بررسی تولید پلی اسید لاکتیک طی روش شاخه دار کردن توسط سه ترکیب شاخه دار کننده مختلف پرداخته شد. این ترکیب توسط دو گونه میکروبی جور تخمیر که تنها ایزومر l تولید می کنند، تهیه شد. نتایج تولید اسید لاکتیک توسط لاکتو باسیلوس کازئی و لاکتوکوس لاکتیس در آب پنیر تراوه نشان داد که در شرایط بهینه و پس از طی زمان مشخص لاکتو باسیلوس کازئی قادر به تولید 47/15 گرم در لیتر اسید لاکتیک است که در مقایسه با لاکتوکوس لاکتیس که تنها 72/9 گرم در لیتر اسید لاکتیک تولید می کند، مناسب تر است. اسید لاکتیک تولیدی به وسیله ستون تعویض یون آنیونی و کاتیونی خالص سازی شد و به وسیله کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا خلوص 69/84 درصد برای آن تعیین شد.برای تولید پلی اسید لاکتیک از روش دو مرحله ای استفاده شد و در مرحله اول اسید لاکتیک خالص تولیدی در مرحله قبل به وسیله واکنش پلی کندانس کردن به الیگومری با انتهای هیدروکسیل دار تبدیل شد و در مرحله بعد برای اولین بار به وسیله سه نوع ترکیب شاخه دار کننده مختلف با ساختمان مولکولی متفاوت به نام های هگزا متیلن دی ایزو سیانات با ساختمان خطی ، ایزوفورن دی ایزو سیانات با ساختمان تک حلقه ای و 4و4 دی فنیل متان متان دی ایزو سیانات با ساختمان دو حلقه ای، واکنش شاخه دار کردن انجام شد و ویژگی پلی مرهای تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی انجام واکنش شاخه دار شدن ازدستگاه ft-ir استفاده شد که مقایسه طیف های حاصل از این تکنیک به خوبی با ساختمان مولکولی پلی مر های تولیدی سازگار بود و تاییدی بر درستی انجام واکنش شاخه دار شدن بود.به منظور بررسی ویژگی مورفولوژیکی پلی مر های تولیدی از میکروسکوپ الکترونی sem استفاده شد و نتایج نشان داد پلی مر حاصل از ترکیب دوحلقه ای ساختار ظاهری صاف تر دارد و به هم پیوستگی اجزای تشکیل دهنده پلی مردر آن بیشتر است و برای تولید فیلم بسته بندی مناسب تر می باشد. نتایج حاصل از اندازه گیری وزن مولکولی و بررسی پایداری حرارتی پلی مر های تولیدی نیز نشان داد که پلی مر حاصل از ترکیب شاخه دار کننده دو حلقه ای بزرگترین وزن مولکولی و بیشترین پایداری حرارتی را دارد و با تغییر ترکیب شاخه دار کننده به حالت خطی پایداری حرارتی و وزن مولکولی کاهش پیدا می کند. واژه های کلیدی: پلی اسید لاکتیک، تخمیر، واکنش شاخه دار شدن، اسید لاکتیک، آب پنیر تراوه

در این پروژه با استفاده از دو لیگاند جدید هر کدام با خواص و ویژگی های متفاوت نانوذرات پالادیوم به صورت تثبیت شده روی بستر سیلیکا سنتز شده، سپس از نانوکاتالیزور سنتزی برای انجام واکنش های سوزوکی و سونوگاشیرا استفاده شد. بر این اساس پروژه در دو بخش اجرا شد. مراحل اولیه ساخت نانو کاتالیزورها مشابه با یکدیگر بود. بدین ترتیب که ابتدا بستر توسط 3-آمینو پروپیل تری-متوکسی سیلان آمین دار شد، سپس سیانوریک کلرید به بستر اصلاح شده اضافه گردید. در ادامه در بخش اول از لیگاند کاربنی n-هتروسیکل استفاده شد. برای ساخت لیگاند کاربنی ابتدا مایع یونی مورد نظر را سنتز کرده و سپس طی انجام یک واکنش، مایع یونی به اتصال دهنده سطح پیوند داده شد، و در نهایت از بر هم کنش بستر اصلاح شده با نمک پالادیوم استات ، نانو ذرات کاتالیزوری پالادیوم سنتز شد. در بخش دوم از آمینو اسید l – سیستئین به عنوان لیگاند کئوردینه کننده استفاده شد. آمینو اسید مورد نظر را مستقیما به اتصال دهنده-های سطح بستر با انجام یک واکنش پیوند داده، سپس مشابه با بخش اول، نانوذرات پالادیوم روی بستر حامل لیگاند تثبیت شد. با استفاده از روشهای مختلف ft-ir، tg، sem، tem، bet ، chn و icp کاتالیزور های سنتزی را شناسایی کرده و از این نانوکاتالیزور ها در انجام واکنش های سوزوکی و سونوگاشیرا استفاده شد. با استفاده ازدستگاه های gc و gc-msمیزان راندمان و نوع محصول ها مشخص شد، و در نهایت بهترین شرایط دمایی و زمانی طی بهینه سازی انجام واکنش ها برای هر کاتالیزور به طور مجزا بدست آمد. بازیافت کاتالیزور ها نیز در این واکنش ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد هر دو کاتالیزور سنتری عملکرد بالایی را در انجام واکنش ها دارند.

در این تحقیق نانو ذرات اکسید آهن با روش سل ژل با بکار بردن نمک آهن 9 آبه fe(no3)3.9h2o ،اتانل با خلوص بسیار بالا و پروپیلن اکساید به عنوان عامل ژلاسیون سنتز شدند، سپس ژل حاصل شده با اتانل خالص به وسیله سوکسله به مدت 4 روز شستشو داده شد. بعد ژلهای حاصله به مدت 6 روز در آون خلا در دمای 70 درجه سانتیگراد خشک شدند. بر روی پودر حاصله آزمایشات sem، tem، edx، ftir، bet وآنالیز حرارتی انجام شد، که با انجام این آزمایشات حضور آب ،اکسید آهن آمورف?- fe2o3، fe(oh)3، -feo(oh) ? و مقداری fe2o3 - ? نیز تائید می شود. این ذرات کروی شکل هستند. به دلیل فعالیت و سطح مقطع بسیار بالا ،تمایل شدیدی به کلوخه ای شدن دارند. سپس مقداری از این نانو ذرات در دمای 410 درجه سانتیگراد کلسینه شدند. این کار جهت بالا بردن خلوص اکسیدایزر انجام شدکه با این کار اندازه ذرات درشتتر میشود . در این حالت خلوص نانو اکسید سنتز شده مطابق تستهای آنالیز حرارتی حدود 96% است و ترکیب بیشتر شامل fe2o3 -? می باشد. مقداری نانو اکسید نیز در دمای 120 درجه سانتیگراد خشک شده، این کار برای خروج تنها آبهای پیوندی که در ذات روش سل ژل هستند، انجام شد. در این حالت پودر حاصل شده دارای ذراتی کوچکتر از اکسیدایزر410 درجه سانتیگراد هستند، ولی ناخالصیهای بیشتری نسبت به آن دارد و ترکیب بیشتر شامل fe2o3-? است. درشتتر شدن ذرات با افزایش دما، از طریق تست bet اثبات میگردد. خلوص نانو اکسید سنتز شده در دمای 120 درجه سانتیگراد حدود 79% می باشد. این دو نوع نانو اکسید با نانو ذرات آلومینیم با اندازه ذرات حدود 100 نانومتر از طریق اولتراسونیک پراب دار به مدت 60 ثانیه در نرمال هگزان مخلوط شدند و با این دو نوع اکسیدایزر(نانو اکسید آهن)سه حالت نسبت استوکیومتری، سوخت کمی غنی و سوخت غنی تهیه و بررسی شد.آزمایشات sem، tem، dta وxrd جهت بررسی نحوه پراکنده شدن ، مورفولوژی و سایز ذرات ،دمای واکنش و محصولات نهائی واکنش انجام شد. همینطور نانو کامپوزیتهائی با سوخت دوسایزی میکرو ونانوآلومینیم سنتز و بررسی شد. بر روی کلیه کامپوزیتهای سنتز شده ،آزمون semانجام شد که مشخص میشود کامپوزیتی که سوختش 100% نانو باشد بهتر و یکنواختتر در همدیگر پراکنده میشوند ، نسبت به وقتی که سوخت با سایز میکرون نیز موجود باشد. همینطور ذرات نانو اکسید آهن که در دماهای 120 و 410 درجه سانتیگراد حرارت دیدند، ساختارشان از آمورف کروی به کریستالهای مکعبی و گوشه دار تغییر میکند، که در تصویر sem نانو کامپوزیت مشخص هستند. با انجام تست tem ،که از ساختار داخل نمونه عکس گرفته میشود، مشخص میگرددکه سایز ذرات سنتزشده در دمای 120 درجه سانتیگراد ، زیر nm 200 هستند و در اثر حرارت دهی این ذرات تجمع میکنند و توده هائی با شکلهای مکعبی و گوشه دار را تشکیل میدهند. با آزمون dta ، مشخص میشود دمای واکنش نانو آلومینیم با اکسیدایزر بین 600-500 درجه سانتیگراداست وبا انجام تست xrd محصولات اصلی واکنش، آهن و اکسید آلومینیم ارزیابی میشوند. با انجام تست آتشزائی و طول شعله حاصل شده ، مشخص میگردد که کامپوزیتهائی با سوخت کمی غنی طول شعله بیشتر و سرعت سوزش بالاتری دارند. و در مورد کامپوزیتهائی با سوخت دو سایزی هر چه درصد نانو آلومینیم در سوخت بیشتر میشود،سرعت سوزش افزایش می یابد.

امروزه بیشتر بر روی نانو ذرات فلزی مطالعه انجام شده است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجمشان دارند در مقایسه با فرم حجیم خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه های توزیع مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانو ذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانو ذرات فلزی واسطه ای که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور به همراه دارند. برای حل این مشکل، آن ها را بر روی بستری جامد تثبیت می کنند. در پروژه اول، نانو ذرات هیبرید شده ni-mo در میسل معکوس های بیس ( 2- اتیل هگزیل) سولفوسوکسینات(aot) ، تهیه شدند. سپس روی سطح اکسیدهای فلزی مثل al2o3-tio2 و al2o3-zro2 قرار گرفتند. این اکسید های فلزی به وسیله فرایند سل- ژل تهیه شدند. قرار دادن این نانو ذرات روی سطح بستر با روش جدیدی انجام گرفت. برای این کار از دستگاه اولتراسونیک استفاده گردید. برای شناسایی کاتالیست های سنتز شده از آنالیز های xrdِ،uv-vis ،bet ،tem استفاده شد. سپس این کاتالیست ها در واکنش اکسیداسیون تولوئن به کار رفتند. شناسایی محصول های بدست آمده از واکنش به کمک تکنیک هایgc وgc-ms انجام شد. سپس شرایط واکنش تغییر داده شد و این نتایج حاصل گردید که با افزایش زمان، راندمان ها افزایش می یافت اما گزینش-پذیری نسبت به بنزآلدهید کاهش داشت. با افزایش فشار، راندمان ها کاهش می یافت. همچنین با کاهش دما اگرچه راندمان ها کاهش پیدا می کرد، گزینش پذیری نسبت به بنزآلدهید افزایش چشمگیری داشت. در پروژه دوم، روی سطح بنتونیت اصلاح شده با نسل اول از درخت پار پلی آمید وآمین ، 3،3– (دو دسیل آزاندیل) بیس (n-آمینو اتیل آمینو) اتیل ) پروپیونامید که دارای یک دم آلیفاتیک بلند و سر آبدوست می باشد، قرار گرفت. سر آبدوست آن مانند یک گیره برای نانو ذرات پالادیم عمل می کرد. عامل کی لیت کننده مشابهی روی سطح سیلیکاژل قرار گرفت. بنتونیت اصلاح شده و سیلیکاژل اصلاح شده به عنوان بستر برای عوامل کی لیت کننده برای نانوذرات پالادیم به کار رفتند. از این نانو ذرات پالادیم قرار گرفته روی بستر به عنوان کاتالیزور برای واکنش هک استفاده شد. شناسایی محصول های بدست آمده از واکنش به کمک تکنیک-هایgc وgc-ms انجام شد. سپس شرایط واکنش بهینه گردید.dmf و naoac به ترتیب به عنوان حلال و باز برای واکنش به کارر رفت. واکنش در ?c 130 انجام گردید. زمان 12 ساعت برای کاتالیست با بستر بنتونیت اصلاح شده و 29 ساعت برای کاتالیست با بستر سیلیکای اصلاح شده به عنوان شرایط بهینه انتخاب گردید. این نانو ذرات تحت شرایط هوازی قابل بازیابی بوده و به ندرت از روی سطح جدا می شوند.

امروزه بیشتر بر روی نانو ذرات فلزی مطالعه انجام شده است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجمشان دارند در مقایسه با فرم حجیم خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه های توزیع مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانو ذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانو ذرات فلزی واسطه ای که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور به همراه دارند. برای حل این مشکل، آن ها را بر روی بستری جامد تثبیت می کنند. همانطور که می دانیم امروزه مبحث نانو و تهیه نانوذرات یکی از مباحث مورد علاقه محققان است. نانوذرات (nanoparticles) خواص بسیار مفید و جالبی را در مقایسه با مواد توده ای (bulk) از خود نشان می دهند و کارایی و کاربرد بیشتری نسبت به مواد با سایز میکرومتر دارند. این ترکیبات به عنوان کاتالیزور، مواد فتولومینسانس، فتوکاتالیزور کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. در مبحث کاتالیزورهای هتروژن یکی از فاکتورهای مهم در تهیه کاتالیزور، کنترل اندازه ذرات آن می باشد. با کنترل اندازه ذرات کاتالیزور می توانیم فعالیت و گزینش پذیری آن را به طور دلخواه تغییر دهیم. در تحقیقات قبلی انجام شده در زمینه ی کاتالیزورهای ناهمگن، از بسترهای متنوعی برای تثبیت کاتالیزورها استفاده شده که از آن جمله می توان به مواد پلیمری و کامپوزیتی، سیلیکا و بنتونیت یا همان خاک رس اشاره کرد. در آزمایشگاه تحقیقاتی آلی دکتر غیاثی، طی سال های گذشته از خاک رس که معادن آن نیز در داخل کشور موجود می باشد به عنوان بستری برای تثبیت کاتالیزور استفاده می شود. هدف از انجام این پروژه استفاده از این بستر برای سنتز ریز ذرات ذکر شده و بررسی کاربرد آنها می باشد. در حال حاضر دی متیل ترفتالات بر پایه ی اکسایش پارا زایلن به کمک کاتالیزور های mn-co در شرایط هموژن انجام می شود و تا کنون به طور عمده از کاتالیست های هموژن برای تولید دی متیل ترفتالات (dmt) از طریق اکسایش پارازایلن (p-xylene) استفاده شده است و تنها چند گزارش در رابطه با استفاده از کاتالیزورهای هتروژن برای این سنتز انتشار یافته است. در پروژه ی حاضر تلاش شده است کاتالیستی مناسب برای این واکنش در مقیاس نانو تهیه شود که این کار جدید بوده و برای اولین بار است که این واکنش مهم و اساسی در مقیاس نانو انجام می شود. در این پروژه تلاش شده است که کاتالیست های mn-co به صورت نانو ذره در آورده شود و ضمنا روی یک بستر هتروژن تثبیت گردد تا ضمن افزایش کارایی کاتالیزور، بازیابی و استفاده ی مجدد از کاتالیزور با سهولت به مراتب بهتری انجام شود. ضمنا به دلیل انجام این واکنش با کاتالیست های نانوذره و مصرف به مراتب کمتر کاتالیست، این کار از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد. شرایط 0/15 گرم بنتونیت دولایه که نسبت فلزات تثبیت شده روی آن به صورت co/mn = 10/1 می باشد، 3% وزنی از محرک br-، 190oc، 17 اتمسفر و زمان 3 ساعت، شرایط بهینه ای است که برای این واکنش بدست آمد. درصد تبدیل 100 درصد و نیز انتخابگری بیش از 97 درصد برای ترفتالیک اسید، حاکی از موفقیت آمیز بودن این پژوهش است.

در پروژه حاضر تلاش شده است کاتالیستی مناسب برای واکنش اکسایش پارا-زایلن به ترفتالیک اسید، در فاز مایع، ارائه شود. این کاتالیست به صورت یک کاتالیست ناهمگن شاملco2+ و mn2+است که به دو روش تلقیح و اسمز روی بستر استخوان تثبیت شده اند. همچنین از kbr به عنوان محرک و استیک اسید به عنوان حلال استفاده شده است. این پروژه بر پایه این ایده استوار است که در سطح استخوان منافذ ریزی وجود دارد؛ هنگامی که استخوان در محلول نمکی حاوی یون- های کبالت و منگنز قرار داده شود، یون های مربوطه از طریق این منافذ بسیار ریز، درون استخوان و از جمله دیواره آن نفوذ می کنند. طی چنین فرایندی یون ها به تعداد کم، جذب مکان های مختلفی درون ساختار استخوان می شوند. پس از آن که جذب اتفاق افتاد، استخوان را کلسینه نموده که حاصل آن هیدروکسی آپاتیتی است که در شبکه خود یون هایmn وco را به صورت نانوذرات جای داده است. بستر استخوان مانع از تجمع ذرات فلزی می شود. کاتالیست سنتز شده فعالیت و گزینش پذیری بالایی از خود نشان می دهد. با استفاده از روشهای مختلف ft-ir، sem، tem،bet ، uv-vis و icp کاتالیست را شناسایی کرده و از این نانوکاتالیست ها در واکنش اکسایش پارا-زایلن به ترفتالیک اسید استفاده شد. به علاوه از دستگاه کروماتوگرافی (gc)برای مشخص کردن میزان راندمان و پیشرفت واکنش استفاده شده است. کاتالیست های mn-co به صورت نانوذره درآورده شد و ضمنا روی یک بستر هتروژن تثبیت گردید تا ضمن افزایش کارایی کاتالیست، بازیابی و استفاده ی مجدد از کاتالیست با سهولت به مراتب بهتری انجام شود. به اضافه به دلیل انجام این واکنش با کاتالیست- های نانوذره و مصرف کمتر کاتالیست، این کار از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد. در چند سال اخیر جزئیات سینتیکی واکنش اکسایش پارا-زایلن به ترفتالیک اسید مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین یک مکانیسم زنجیری رادیکالی برای این واکنش پیشنهاد شده است. در واکنش اکسایش پارا-زایلن به ترفتالیک اسید، سه حدواسط پارا-تولوآلدهید، پارا-تولوئیک اسید، 4-کربوکسی بنزآلدهید تولید می شود. زمان، دما، فشار، مقدار کاتالیست، مقدار محرک و تاثیر حلال آب بر واکنش مورد بررسی قرار گرفت. واکنش در °c190، bar17، 30 دقیقه و با 1/0 گرم کاتالیست و 01/0 گرم از kbr بهینه شد. بازیافت کاتالیست نیز در این واکنش بررسی شد. نتایج نشان داد که کاتالیست عملکرد بالایی را در سه بار استفاده در انجام واکنش نشان می دهد.

نانولوله ها به علت دارا بودن ساختار ویژه و خواص منحصر به فرد همچنین مقاومت و استحکام کششی بالا، هدایت بالا و ...کاربردهای متعددی پیدا کرده اند. تحقیقات گسترده ای در زمینه سنتز نانولوله های کربنی انجام شده و یکی از مهمترین اهداف، یافتن روشی برای تولید آن ها بوده که علاوه بر ایجاد محصولی با کیفیت بالا، قابلیت تولید در مقیاس انبوه را داشته و از لحاظ اقتصادی به صرفه باشد. در این پایان نامه از روش شناورسازی بخار کاتالیست که از روش های رسوب دهی بخارشیمیایی است و قابلیت تولید انبوه را دارد، استفاده شد. زایلن به عنوان خوراک کربنی، فروسن به عنوان کاتالیست و هیدروژن گاز حامل و ایجاد کننده محیطی کاهنده انتخاب گردید. به منظور هدفمند کردن آزمایشات و بهینه سازی شرایط عملیاتی از نرم افزار آماری طراحی آزمایش7design expert و روش رویه پاسخ مرکب مرکزی استفاده شد. با توجه به ثابت بودن قطر لوله راکتور مورد استفاده در طول آزمایشات، غلظت کاتالیست در محدوده 6- 1 درصد جرمی ، دما c? 1200-800 و جریان گاز حامل cc/min280-160انتخاب شدند. طراحی آزمایش در پنج سطح و با توجه به محدوده های تعریف شده برای هر یک از پارامترها صورت گرفت. نتایج بدست آمده از آنالیز رامان نمونه های سنتز شده، نشان دادند که تاثیر افزایش دما، غلظت و دبی هیدروژن بر کیفیت نانولوله های سنتز شده بصورت افزایشی-کاهشی بوده و بنابراین شرایط عملیات بهینه در ناحیه ای مابین محدوده های تعریف شده است. مدل ریاضی کیفیت نانولوله های کربنی به صورت رابطه درجه دومی از 3 فاکتور اشاره شده، بدست آمد. نتایج حاصل از مقایسه مدل و داده های تجربی حاکی از آن است که مدل با دقت خوبی رفتار سیستم را پیش بینی می کند و تنها ترم های برهمکنش بین پارامترها اثر مهمی بر کیفیت نانولوله های ستز شده ندارند. با استفاده از مدل تعریف شده و نرم افزار آماری نقطه بهینه بصورت غلظت کاتالیست wt%79/3، دما c?976 و جریان هیدروژن cc/min 184 بدست آمد که با مشاهدات تجربی تطابق کامل را داشت. به منظور کاستن احتمال توده ای شدن هسته های رشد، در مرحله سنتز نانولوله در شرایط بهینه ای که مدل تعیین کرد از تیوفن استفاده شد که به سبب ایجاد ممانعت فضایی مابین هسته های رشد احتمال چسبیدن آن ها تا حد زیادی کاهش یافت. اما از آنجا که استفاده از غلظت های بالای گوگرد باعث مسمومیت کاتالیست می گردد، در شرایط بهینه دما،غلظت و جریان، چندین آزمایش با غلظت های متفاوت از تیوفن انجام شده و از طریق آنالیز جرمی حرارتی درصد جرمی 5/2به عنوان غلظت مناسب تیوفن گزارش شد. در بخش دوم این پایان نامه به بررسی میزان حساسیت نانولوله های تک دیواره خالص سازی نشده در برابر نور متمرکز پرداخته شد. در این قسمت نیز برای بررسی دقیق تر رفتار نانولوله ها، از نرم افزار 7design expert و روش رویه پاسخ مرکب مرکزی استفاده شد. پارامترهای مستقل این آزمایش درصد ناخالصی آهن موجود در نانولوله کربنی در محدوده wt%50-10 و فرکانس نور ساطع شده hz 5-1 انتخاب و آزمایشات در سه سطح طراحی شدند. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که نانولوله ها در حالتی که مقدار ناخالصی آهن بیشتری داشته و همچنین در معرض نور با فرکانس پایین تری قرار می گیرد به میزان بیشتر از خود واکنش نشان داده و اکسید یا محترق می شوند. مدل ریاضی غلظت دی اکسید کربن تولید شده در اثر احتراق نانولوله ها به صورت رابطه درجه دومی حاصل شد. نتایج حاصل از مقایسه مدل و داده های تجربی حاکی از آن است که مدل با دقت خوبی رفتار سیستم را پیش بینی می کند و بهترین شرایط احتراق را برای نانولوله ها با درصد ناخالصی 50 و در برابر فرکانس نزدیک به 2 بدست آورد که منطبق بر داده تجربی حاصل از آزمایش بود.

در سال های اخیر نانوفناوری به عنوان مقوله ای میان رشته ای توانسته است، تحول عظیمی در بسیاری از حوزه های علم و صنعت پدید آورد. تولید موادی با ساختارها و ویژگی های نوین یکی از مهمترین دستاوردهای نانوفناوری است که بازده بسیاری از فرآیندهای صنعتی را افزایش داده است. علم و دانش کاتالیست، از علومی است که بیشترین بهره را از این فناوری برده است. با وضع قوانین جدید در زمینه کاهش آلاینده های زیست محیطی، تحقیقات زیادی بر روی تولید کاتالیست های جدید انجام گرفته است. هدف از ساخت این کاتالیست ها کاهش میزان ناخالصی هادر سوخت ها در حد استانداردهای زیست محیطی است. در این تحقیق مدنظر است با استفاده از روش مناسب، کاتالیستی با خواص بهینه و فعالیت بالا تولید گردد. روشی که معمولا برای ساخت کاتالیست های گوگردزدایی به کار می-رود، نشاندن فاز فعال بر روی یک پایه از جنس آلومینا و یا مواد دارای اندازه حفره های متوسط، به روش تلقیح است. درشت شدن اندازه کریستال های نانوذرات درون حفره های پایه و همچنین احتمال بسته شدن حفره های پایه هنگام عمل تلقیح، از معایب این روش است. در این تحقیق برای ساخت کاتالیست از دو روش جدید استفاده شد. در روش اول ابتدا فاز فعال به طور جداگانه با استفاده از روش مایسل معکوس تولید شد. سنتز نانوذرات سولفیدتنگستن به عنوان فاز فعال، با استفاده از طیف سنجی uv بررسی شد. پایه کاتالیست از جنس mcm-41 با استفاده از واکنش گرمایی در حضور آب سنتز گردید. فاز فعال مور نظر با استفاده از روشی پیشنهادی به درون حفرات mcm-41 وارد شد. اثر امواج مافوق صوت بر مایسل معکوس و بارگذاری نانوذرات ws2 بر روی پایه mcm-41 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز اتمی وجود عناصر تنگستن و گوگرد را در جامد به دست آمده نشان داد. در واقع امواج مافوق صوت باعث شکسته شدن مایسل ها شده و از این طریق امکان نفوذ نانوذرات به درون حفره های mcm-41 فراهم می گردد. ساخت نانوذرات ws2 با غلظت دو برابر در میکروامولسیون، گزینش پذیری پایه را در پذیرش نانوذرات نشان داد. در روش دیگر، پیش ماده فاز فعال را به ژل حاوی پیش ماده پایه mcm-41 اضافه نموده و از این طریق فاز فعال به درون شبکه پایه القا شد. به منظور مقایسه ساختار کاتالیست های تهیه شده، آنالیزهای xrd، asap(bet، bjh)، xrf، edax انجام گردید. هرچند در روش اول، فاز فعال به طور یکنواخت بر روی پایه پخش می گردد، مقدار بارگذاری فاز فعال، مناسب با شرایط واکنش گوگردزدایی نمی باشد. بنابراین به منظور بررسی فعالیت کاتالیستی در شرایط واکنش، کاتالیستی با بارگذاری 15درصد از فاز فعال با استفاده از روش پیشنهادی دوم تهیه شد و در واکنش گوگردزدایی از خوراک نفتای پالایشگاه تهران مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی کاتالیست ni-w بر پایه mcm-41 حذف 98درصد از گوگرد را از خوراک نفتا نشان داد.

در این پایان نامه نه پروژه مختلف صورت گرفته است که در ادامه خلاصه ای از پیشرفت و نتایج آنها آورده شده است. در پروژه اول زئولیت zsm-5 با نسبت های مولی مختلف sio2/al2o3 سنتز شد. در ادامه، نیتراسیون فنل در فاز مایع بر روی کاتالیزور اسیدی جامد، زئولیت zsm-5، به وسیله ی نیتریک اسید (60 %) در حلال ها و دما های گوناگون انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده نیتراسیون فنل در موقعیت ارتو و پارا می تواند به مقدار کاتالیزور و اثرهای حلال وابسته باشد. در پروژه دوم نانو ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2o3 به روش سل ـ ژل و با نسبت مولی 1si/al = تهیه شدند. در ادامه مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2oبا گروه های 3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان و 2-آمینو اتیل-3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان اصلاح شدند. سپس نانو ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2o3 اصلاح شده، با سه لیگاند باز شیف متفاوت به وسیله ی تشکیل کمپلکس با mn(oac)2 در جهت تثبیت کاتالیزور های منگنز عامل دار شدند. مواد سنتز شده بوسیله ی آنالیز عنصری chn، اسپکتروسکپی ft-ir، uv-vis، icp-ms، epr، sem،tem ، ولتامتری چرخه ای و امپدانس شناسایی شدند. فعالیت کاتالیتیکی کاتالیزور های ناهمگن منگنز در واکنش اکسیداسیون اتیل بنزن بدون نیاز به حلال، در دمای 80 درجه سانتیگراد، با استفاده از ترشیو بوتیل هیدروپروکسید به عنوان منبع اکسیژن بررسی شد. در پروژه سوم کمپلکس های باز شیف کبالت(ii) بر روی نانو ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2o3، با استفاده از دو اتصال دهنده با انعطاف پذیری گوناگون، تثبیت شدند. فعالیت کاتالیتیکی کاتالیزور های ناهمگن کبالت در واکنش اکسیداسیون اتیل بنزن بدون نیاز به حلال، در دمای 80 درجه سانتیگراد، با استفاده از ترشیو بوتیل هیدروپروکسید به عنوان منبع اکسیژن و نسبت مولی اتیل بنزن به tbhp (1:1) بررسی شد. بهترین کاتالیزور بالاترین فعالیت کاتالیتیکی (86 %) و گزینش پذیری نسبت به استوفنون (99 %) نشان داد. در پروژه چهارم اکسیژن دار کردن اتیل بنزن به استوفنون با استفاده از ترشیو بوتیل هیدروپروکسید بر روی نانو ذرات منگنز تثبیت شده بر روی ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی sio2-al2o3 در شرایط سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن بدون استفاده از حلال آلی با بالاترین فعالیت کاتالیتیکی (91 %) و گزینش پذیری (98 %) انجام شد. در پروژه پنجم کاربرد خاکستر دانه های غلات به عنوان جاذب برای حذف آلاینده های آلی (بنزن، تولوئن، فنل و تتراکلرواتیلن) بررسی شد. ترتیب میزان جذب بنزن و تولوئن بر روی خاکستر ها به این ترتیب: جو> جودوسر> تریتیکال > گندم، از طرفی برای فنل و تتراکلرواتیلن به این ترتیب بودند: گندم> تریتیکال> جو< جودوسر. در پروژه ششم سه جاذب به وسیله ی تثبیت لیگاند های باز شیف بر روی نانو ذرات مخلوط اکسید های فلزی sio2-al2o3 تهیه شدند و رفتار آنها در جهت حذف فلزات سرب(ii) و کادمیم(ii) از محیط آبی بررسی شد. هدف از انجام پروژه هفتم توسعه کاربرد یک لیگاند باز شیف کووالانسی پیوند داده شده بر روی بستر مخلوط اکسید های فلزی sio2-al2o3 به عنوان یک اصلاحگر جدید الکترود خمیر کربن برای تعیین یون فلزی مس(ii) در محیط آبی به روش ولتامتری با گزینش پذیری بسیار بالا، مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت اهداف انجام پروژه?های هشتم و نهم توسعه کاربرد نانو ذرات منگنز و یکی از مشتقات فروسن تثبیت شده بر روی بستر مخلوط اکسید های فلزی sio2-al2o3 به عنوان حسگر های جدید در ابعاد نانو به عنوان کاتالیز کننده فرایند اکسیداسیون تر کیب های کاپتوپریل و پنیسیل آمین، مورد بررسی قرار گرفتند.

چکیده این رساله به دو بخش اصلی تقسیم می شود. در بخش اول، اکسید فلزی ceo2 و مخلوط اکسید های فلزی ru/ceo2، co/ceo2 و ru/co/ceo2 به روش هم رسوبی در محیط قلیایی سنتز شدند. همچنین نانو هیبرید سه جزئی مخلوط اکسیدهای فلزی ru/co/ce نیز به روش مایسل معکوس سنتز گردید. تمامی نمونه های سنتز شده توسط آنالیز های xrd و bet مورد مطالعه قرار گرفتند. اندازه نانو ذرات سنتز شده در محلول مایسل معکوس توسط آنالیز zeta-sizer و tem مورد شناسایی قرار گرفت. ترکیب شیمیایی سطح نانو ذرات توسط آنالیز xps مورد شناسایی قرار گرفت و نتایج آنالیز کمی xps بر روی سطح نانو ذرات سنتز شده نشان داد که نسبت های ru/ce،co/ce و ru/co بالاتر از نسبت استوکیومتری می باشند، که این می تواند نشانه ای از تجمع فلز co و به خصوص فلز ru بر روی سطح نانو ذرات باشد. در مرحله بعد فعالیت کاتالیزوری نمونه های سنتز شده در واکنش اکسایش سیکلو هگزن و با استفاده از ترکیب t- بوتیل هیدروپروکسید به عنوان اکسیدان مورد بررسی قرار گرفت. بهترین راندمان و بالاترین گزینش پذیری نسبت به محصول 2-سیکلوهگزنون با استفاده از نانو ذرات هیبرید سه جزئی مخلوط اکسیدهای فلزی ru/co/ce حاصل گشت. به منظور افزایش راندمان واکنش و گزینش پذیری محصولات، تمام عوامل موثر بر واکنش نظیر دما، اکسیدان، نسبت مولی، مقدار کاتالیزور، حلال و زمان واکنش بهینه سازی گردید. در پایان پایداری کاتالیزور تحت شرایط بهینه و در طی هشت چرخه واکنش مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه فعالیت کاتالیزوری نانو ذرات در واکنش اکسایش ترکیب پارا-زایلن و با استفاده از اکسیژن مولکولی به عنوان اکسیدان مورد بررسی قرار گرفت. نانو هیبرید سه جزئی مخلوط اکسیدهای فلزی ru/co/ce فعالیت و گزینش پذیری بالاتری نسبت به سایر کاتالیزورها از خود نشان می داد. همچنین، تمامی عوامل موثر بر واکنش نظیر دما، نسبت مولی، مقدار کاتالیزور و زمان واکنش مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از این نانو کاتالیزور و تحت شرایط بهینه واکنش، بالاترین راندمان برابر با 98 درصد و گزینش پذیری برابر با 96 درصد برای محصول دی متیل ترفتالات بدست آمد. بنابراین نانو کاتالیزور سنتز شده بدلیل ماهیت خاص خود می تواند یک کاتالیزور مناسب در واکنش های اکسایش مواضع آلیلی و بنزیلی باشد. در بخش دوم، هیبرید جدیدی از مشتق کیتوسان-کربن سیاه به عنوان بستر نانو ذرات پلاتین سنتز گردید. با استفاده از روش های شیمیایی این امکان وجود دارد که پلیمر کیتوسان را اصلاح کرد و محدودیت جذب فلز آن را بهبود بخشید. بدین منظور مشتق جدیدی از کیتوسان در طی دو مرحله سنتز شد و توسط تکنیک های ft-ir، 13c cp-mas nmr ، 15n cp-mas nmr و آنالیز عنصری (chns) مورد شناسایی قرار گرفت. در مرحله بعد هیبریدهایی از مشتق کیتوسان- کربن سیاه به دو روش مختلف سنتز شدند و توسط تکنیک های sem، xps و آنالیز عنصری مورد شناسایی قرار گرفتند. حضور اتم های نیتروژن بر روی سطح نمونه های هیبرید با استفاده از آنالیز xps اثبات گردید. در مرحله آخر نانو ذرات پلاتین به روش کاهش شیمیایی بر روی سطح نمونه های هیبرید سنتز شدند و توسط روش های xrd، xps، bet، icp و tem مورد شناسایی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد اندازه نانو ذرات بر روی سطح تمامی نمونه ها در حدود 5/2 تا 5/3 نانومتر می باشد. اما مشاهده می شود که با افزایش مقدار مشتق کیتوسان در نمونه های هیبرید، میزان تجمع نانوذرات نیز افزایش می یابد. در مرحله بعد تاثیر افزایش تجمع نانو ذرات بر روی سطح نمونه های هیبرید در واکنش اکسایش منوکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می داد که پتانسیل پیک در ولتاموگرام های چرخه ای عریان سازی منوکسید کربن با افزایش مقدار تجمع نانو ذرات به مقادیر منفی تر منتقل می شود. این نتایج نشان می دهد که فرایند اکسایش co بر روی نانو ذرات تجمع یافته می تواند یک فرایند بین ذره ای باشد که در آن گروه های co و oh شرکت کننده در این واکنش بر روی دو ذره متفاوت اما نزدیک به یکدیگر قرار گرفته اند. همچنین فعالیت کاتالیزور های سنتز شده در واکنش الکترواکسایش متانول نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می داد که افزایش تجمع نانو ذرات منجر به افزایش پایداری کاتالیزور در مقابل مسمومیت منوکسید کربن می شود.

2،6-نفتالن دی کربوکسیلیک اسید(2,6-ndca)، مونومر مهمی در تهیه ی پلیمر پلی اتیلن نفتالات (pen) می باشد. pen مقاومت زیادی در برابر نفوذ اکسیژن از خود نشان می دهد، به همین خاطر برای بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی هایی که مستعد اکسایش و فاسد شدن می باشند (به طور مثال در تهیه ی بطری های آب جو) و نیز در تهیه ی لاستیک مورد استفاده قرار می گیرد. برای جلوگیری از رشد میکروب، این ظروف را در دمای بالا با مواد غذایی پر می کنند. در صنعت درحال حاضر 2,6-ndca از اکسایش مستقیم 2،6-دی ایزوپروپیل نفتالن( 2,6-dipn) توسط کاتالیست های هموژن co و mn در دما و فشار بالا تولید می شود. این روش تولید، نیازمند مقدار زیادی کاتالیست و مواد اولیه است. تأمین منابع کاتالیستی برای این فرایند (نمک های کبالت و منگنز)، منجر به خروج ارز از کشور خواهد شد، لذا بایستی در جهت مصرف بهینه کاتالیست تلاش زیادی انجام داد. تولید نانوکاتالیست مناسب برای این فرایند و تثبیت آن بر روی بستر استخوان گاو و چوب، می تواند راندمان و انتخابگری واکنش را افزایش دهد. با توجه به پائین بودن قیمت بستر، همچنین در دسترس بودن آن و سنتز آسان نانو کاتالیست در این روش، این واکنش از لحاظ اقتصادی و زمانی مقرون به صرفه می باشد. طی این پروژه، واکنش اکسایش به صورت هتروژن انجام شده است. با این تفاوت که کاتالیست co-mn به صورت نانوذره روی بستر استخوان و چوب پوشش داده شده است. در واقع برای اولین بار است که این واکنش مهم توسط نانوذرات کاتالیستی، به این شکل انجام می شود. انجام واکنش های اولیه، انتخابگری خوبی را نسبت به محصول اصلی نشان داده است. طی این پروژه تلاش شد با بهینه کردن شرایط، 2,6-ndca تولید شود. برای فرایند اکسایشی مربوطه، گاز اکسیژن مورد استفاده قرار گرفت. 8/0 گرم از کاتالیزور تهیه شده به همراه 4 میلی مول 6،2-دی ایزوپروپیل نفتالن و 5 میلی لیتر اسید استیک گلاسیال به راکتور منتقل شد. از kbr به عنوان ارتقاءدهنده ی واکنش استفاده گردید. به میزان 25% وزنی کاتالیزور (2/0 گرم)، kbr به محتویات راکتور اضافه گردید. اکسایش تحت فشار 13 تا 19 بار و دمای ?c180 تا ?c 200 انجام شد. طی این پروژه بر آنیم که با بهینه کردن دما ، زمان، مقدار کاتالیزور، مقدار ارتقاء دهنده وفشار اعمال شده 2,6-ndca، با راندمان قابل قبول به دست آوریم.

تیتانیوم دی اکسید خواص بسیار مطلوبی را مانند پایداری شیمیایی، مقاومت در برابر خوردگی و عدم سمیت داراست. تیتانیوم-دی اکسید که دارای چهار فرم کریستالی روتایل، آناتاز، بروکایت و b می باشد، یکی از پرکاربردترین فوتوکاتالیست هاست. کربن فعال یک بستر برای تیتانیوم دی اکسید محسوب می شود. کاربرد کربن فعال به عنوان حامل کاتالیستی، از طریق افزایش درمعرض قرار دادن ذرات تیتانیوم دی اکسید، باعث افزایش خواص فوتوکاتالیستی آن ها می شود. سطح مخصوص بالا و ساختار متخلخل نانوالیاف کربن فعال، آن ها را به عنوان حامل مناسب برای فوتوکاتالیست ها معرفی می نماید. تولید ذرات تیتانیوم دی اکسید با ابعاد نانو با استفاده از فرآیندهای هیدرولیز و تراکم آلکوکسیدهای تیتانیوم ممکن است. تیتانیوم ایزوپروپکسید یکی از پرکاربردترین پیش ماده ها برای تولید تیتانیوم دی اکسید می باشد. در این پروژه، نانوذرات تیتانیوم دی اکسید به روش تشکیل درجا در نانوالیاف کربن فعال تولید شدند. در فرآیند تشکیل درجا، ذرات اکسید فلزی با استفاده از پیش ماده فلزی در یک بستر پلیمری تولید می شوند. از مزایای این روش می توان به امکان کسب درصدهای بالاتر ذرات تیتانیوم دی اکسید در نانوالیاف کامپوزیتی کربن فعال علی رغم عدم تجمع نانوذرات اشاره نمود. خواص نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید، مانند مرفولوژی سطح، شاخص بلوری، اندازه بلور، نسبت فرم آناتاز به روتایل، اندازه و تجمع نانوذرات تیتانیوم دی اکسید با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف پراش پرتوایکس و آنالیز عنصری روبش پراش الکترون مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، محلول های الکتروریسی به وسیله انحلال پلی اکریلونیتریل (وزن مولکولی=70000 گرم) در حلال دی متیل-فرمامید تهیه شد. به محلول های پلیمری تهیه شده سه غلظت 5، 7 و9 درصدی از تیتانیوم ایزوپروپکسید(وزنی-وزنی) به همراه حلال اتانول اضافه شدند. لازم به ذکر است از اتانول خشک در این تحقیق استفاده شده است. این محلول ها به سرنگ متصل به سوزن انتقال داده شدند. فاصله نوک سوزن تا غلطک جمع کننده 15 سانتی متر، ولتاژ به کارگرفته شده 17 کیلوولت و سرعت تغذیه 2/0 میلی لیتر بر ساعت بوده است. در ادامه نانوالیاف الکتروریسی شده در پایه های سرامیکی قرار داده شده و درون کوره تیوبی گذاشته شدند. در مرحل? اول نمونه ها در دمای 280 درجه سانتیگراد (تحت گاز اکسیژن) پایدارسازی شده و سپس با افزایش دما تا 600 درجه سانتیگراد تحت گاز نیتروژن کربونیزه شدند. مرحله فعال سازی با افزایش دما تا 800 درجه سانتیگراد و باقی ماندن در این دما به مدت 1 ساعت انجام شد. نتایج این تحقیق نشانگر تولید نانوذرات تیتانیوم دی اکسید با درصد بالایی از ساختار کریستالی آناتاز، در یک فرآیند تشکیل درجا می باشند. نانوذرات تیتانیوم دی اکسید دارای توزیع مناسبی در نانوالیاف کربن فعال می باشند. درصد تیتانیوم دی اکسید تولید شده در نانوالیاف کامپوزیتی با استفاده از آنالیز مقدار خاکستر اندازه گیری شد.

امروزه پژوهش های گسترده ای بر روی نانوذرات فلزی انجام شده است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجم شان دارند در مقایسه با ساختار توده خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه توزیع مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانوذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانوذرات فلز واسطه که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور به همراه دارند. برای حل این مشکل، آن ها را بر روی بستر جامد تثبیت می کنند. همان طور که می دانیم امروزه مبحث نانو و تهیه نانوذرات یکی از مباحث مورد علاقه محققان است. نانوذرات خواص بسیار مفید و جالبی را در مقایسه با مواد توده ای از خود نشان می دهند و کارایی و کاربرد بیشتری نسبت به مواد با سایز میکرو دارند. این ترکیبات به عنوان کاتالیزور، مواد فتولومینسانس و فتوکاتالیزور کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. در مبحث کاتالیزورهای هتروژن یکی از فاکتورهای مهم در تهیه کاتالیزور، کنترل اندازه ذرات آن می باشد. با کنترل اندازه ذرات کاتالیزور می توانیم فعالیت و گزینش پذیری آن را به طور دلخواه تغییر دهیم. در تحقیقات قبلی انجام شده در زمینه کاتالیزورهای ناهمگن، از بسترهای متنوعی برای تثبیت کاتالیزورها استفاده شده که از آن جمله می توان به مواد پلیمری و کامپوزیتی، بنتونیت و سیلیکا اشاره کرد. در آزمایشگاه تحقیقاتی آلی دکتر غیاثی، طی سال های گذشته از خاک رس (که معادن آن نیز در داخل کشور موجود می باشد) و سیلیکا، به عنوان بستری برای تثبیت کاتالیزور استفاده می شود. هدف از انجام این پروژه استفاده از این بسترها برای سنتز ریزذرات طلا و بررسی کاربرد آن ها در واکنش اکسایش سیکلوهگزن می باشد. اکسایش هوازی آلکن ها به مشتقات اکسیژن دار، یکی از چالش های بزرگ در صنعت شیمی مدرن است. به عنوان مثال اکسایش چهار هیدروژن آلفای سیکلو هگزن در صنعت بسیار ناکارآمد است. اکسایش سیکلوهگزن روش بسیار مهمی برای سنتز حدواسط های شیمیایی از قبیل 2-سیکلوهگزنول و 2-سیکلوهگزنون است که برای تولید داروها، آفت کش ها و همچنین در صنعت پلاستیک سازی کاربرد دارند. با توجه به تقاضای روزافزون برای تولید این محصولات و افزایش نگرانی های زیست محیطی، استفاده از سیستم های کاتالیزوری با استفاده از کاتالیزور ناهمگن در شرایط بدون حلال و اکسیدان های سازگار با محیط زیست از قبیل اکسیژن مولکولی و پراکسید هیدروژن بسیار حائز اهمیت است. استفاده از h2o2 به عنوان اکسیدان مناسب است؛ زیرا تنها محصول جانبی آن، آب می باشد اما هزینه بالای h2o2 مانع کاربرد گسترده آن در اکسایش کاتالیزوری می شود. از سوی دیگر سیستم هایی که از اکسیژن مولکولی به عنوان اکسیدان استفاده می کنند، سه مزیت دارند: سادگی تکنولوژی و استفاده آسان از تاسیسات برای جداکردن کاتالیزور پس از واکنش، کاهش هزینه های مربوط به انرژی و ثبات بالاتر محصولات حاصل از واکنش برگشت ناپذیر. بنابراین اکسایش سیکلوهگزن با اکسیژن مولکولی تحت شرایط بدون حلال بسیار ارزشمند است. در این پروژه تحقیقاتی نانو کاتالیزورهای طلا برای نیل به اهداف ذکر شده سنتز و با تکنیک های مختلف ir, tem, xps, bet, chns شناسایی و بررسی شدند. این نانوکاتالیزورهای سنتزی در واکنش اکسایش بدون حلال سیکلوهگزن با اکسیژن مولکولی فعالیت کاتالیزوری چشمگیری از خود نشان دادند.

از دیرباز تحولات گسترده در علوم و فناوری، زندگی بشر را تحت تأثیر قرار داده و دگرگون ساخته است. ساخت دستگاه های الکترونیک و هزاران نوآوری دیگر در طول تاریخ، تأثیرات شگرفی در نحوه زندگی انسان ها به وجود آورده است. امروزه از نانوفناوری با کاربرد های عظیم آن به عنوان انقلابی یاد می شود که منشأ بسیاری از تحولات فناوری آینده خواهد بود. انقلاب صنعتی پر قدرتی که انتظار می رود برای هر فردی در کره زمین، سرمایه سلامتی و آگاهی، به دور از هر گونه آلودگی را، به ارمغان بیاورد. این قولی است که بینش نانوفناوری به بشریت می دهد. چالش مهم در تولید نانو ذرات این است که با کوچک شدن ابعاد ذرات (در حد نانومتر)، احتمال به هم پیوستن آن ها بسیار زیاد می شود. بنابراین فرایند تولید باید به گونه ای طراحی شود که این ذرات به هم نچسبند و به اصطلاح کلوخه نشوند، زیرا این پدیده موجب رشد ناخواسته ذرات می شود. تثبیت نانو ذرات روی سطح بستر نامحلول تا حد زیادی از تجمع این ذرات جلوگیری کرده و باعث حفظ سطح زیاد آن ها می شود. همچنین این فرایند منجر به بازیافت آسان نانوذرات از محیط واکنش، استفاده مجدد از لیگاند ها و کمپلکس های گران قیمت نانو می گردد. ضمنا "به دلیل آزاد نشدن لیگاند، موجب آلودگی کمتر محیط زیست می شود. نوع لیگاند های کاربردی در ساخت این نانو کاتالیزو ها بسیار موثر می باشد زیرا اندازه، شکل و ویژگی های سطح نانو ذرات توسط لیگاندکئوردینه کننده فلز کنترل می شود و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ذره فلزی با تغییر ماهیت لیگاند به شدت تغییر می کند. فلز-های واسطه دربسیاری واکنش ها خواص کاتالیزوری بالایی را از خود نشان داده اند بویژه فلزاتی که توسط لیگاند های کاربنی–n هتروسیکل تشکیل کمپلکس داده اند. با این نگرش ما برآن شدیم که با استفاده ازیک لیگاند جدید باخواص و ویژگی های متفاوت، نانوذرات پالادیوم را درون حفره زئولیت سنتز و محبوس کنیم. با استفاده از روش های ft-ir، uv-vis و tem، کاتالیزور سنتزی را شناسایی کرده و برای بررسی خاصیت کاتالیزوری و گزینش پذیری نانوذرات سنتز شده، واکنش سونوگاشیرا بر روی برخی آریل-هالیدهای با ممانعت فضایی ساختاری و بدون ممانعت فضایی انجام شد. در صورت تشکیل نانو ذرات پالادیوم در درون حفره ها پیش بینی می شود که آریل هالید هایی می توانند واکنش سونوگاشیرا را انجام دهند که بتوانند وارد حفره زئولیتی شود و در غیر این صورت واکنش اتفاق نیفتد. با استفاده ازدستگاه های gc و gc-ms میزان راندمان و نوع محصول ها مشخص شد، و در نهایت بهترین شرایط دمایی و زمانی طی بهینه سازی انجام واکنش برای کاتالیزور مورد نظر بدست آمد. بازیافت کاتالیزور نیز در این واکنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد کاتالیزور سنتزی عملکرد بالایی را در انجام واکنش سونوگاشیرا دارد

الکتروشیمی معدنی یکی از زمینه های مهم و ارزشمند مورد مطالعه شیمیدانان معدنی است.و می توان به کاربرد های مهم الکتروشیمی در شیمی معدنی از جمله در فهم شیمی اکسایش-کاهش مراکز فلزی سیستم های بیولوژیکی، بررسی شیمی اکسایش-کاهش نوری ترکیبات کئوردیناسیون مورد استفاده در سیستم های تبدیل انرژی خورشیدی، بهینه کردن خواص کاتالیزوری ترکیبات معدنی، تعیین مکانیسم خوردگی و بازدارندگی، طراحی وسایل الکتروشیمیایی مانند منابع تغذیه، سنسورها و نمایشگرها اشاره نمود. در این پایان نامه با هدف بررسی اثرات ساختاری بر رفتار الکتروشیمیایی کمپلکس های قلزات واسطه سری اول بلوک d، ولتامتری چرخه ای طیف وسیعی از کمپلکس های باز شیف و کربوکسامیدی فلزاتco(iii), ni(ii), cu(ii) مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور رفتارالکتروشیمیایی تعداد 107 ترکیب شیمایی سنتز شده در آزمایشگاه معدنی a مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیبات معدنی مورد استفاده به دسته ی کلی ترکیبات باز شیف و ترکیبات کربوکسامیدی قابل تقسیم بندی هستند.. تغییر در اجزای سازنده ی لیگاندها باعث بوجود آمدن تغییرات ساختاری در کمپلکس های مربوطه گردید.. کمپلکس های فلزی دارای فعالیت ردوکس مربوط به مرکز فلزی، لیگاند و یا یون همراه هستند. مطالعه رفتار الکتروشیمایی کمپلکس های باز شیف نشان داد که لیگاندهای باز شیف مورد استفاده فاقد فعالیت الکتروشیمیایی بوده و فعالیت های ردوکس مشاهده شده اغلب مربوط به مرکز فلزی هستند. تغییر پارامترهای ساختاری در کمپلکس های مورد مطالعه باعث تغییر در خواص ردوکس این ترکیبات گردید. در این تحقیق مشخص شد که میزان دانسیته بار الکترونی که لیگاند یر روی مرکز فلز می فرستد، تنها به عوامل الکترونی بستگی ندارد و پارامترهای ساختاری و فضایی لیگاند نقش اساسی در تعیین خواص ردوکس مرکز فلزی ایفا می کنند. به عبارت دیگر پارامترهای ساختاری نقش تعیین کننده در میزان برهمکنش و همپوشانی موثر بین اربیتال های دهنده ی لیگاند و اربیتال های پذیرنده ی فلز دارند. با مطالعه تعداد زیادی کمپلکس باز شیف کبالت (iii) و در نظر گرفتن پارامترهای ساختاری و الکترونی سری الکتروشیمیایی برای لیگاندهای باز شیف مورد استفاده ارائه شد. درادامه الکتروشیمی کمپلکس های کربوکسامیدی فلزاتی نظیر co(iii), ni(ii), cu(ii) و zn(ii) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. لیگاندهای آمیدی دارای سایت های فعال الکتروشیمیایی بوده و مستعد فعالیت ردوکس هستند. بنابراین قبل از مطالعه الکتروشیمی کمپلکس های مربوطه لازم است الکتروشیمی لیگاند آزاد مورد بررسی قرار گیرد. قرار دادن استخلاافات الکترون دهنده یا الکترون کشنده بر روی لیگاند آمیدی منجر به جابجایی پتانسیل های ردوکس گردید. همانند لیگاندهای باز شیف یک سری الکتروشیمیایی برای لیگاندهای کربوکسامیدی بدست آمد. اهمیت مطالعه خواص ردوکس کمپلکس های باز شیف و کربوکسامید باعث بهینه کردن آگاهی از شرایط الکترونی ترکیب و بهینه نمودن آن جهت استفاده در یک فعالیت خاص دارد.

جذب آفت کش ها از طریق سیستم تنفسی و یا پوست همواره خطر بزرگی برای کشاورزان محسوب می شود. از این رو استفاده از لباس های ایمنی برای آن ها الزامی است. در اغلب لباس های ایمنی که امروزه استفاده می شوند مکانیزم عمل بدین صورت است که با بلوکه کردن مسیر عبور آفت کش، از نفوذ مواد شیمیایی سمی به بدن جلوگیری شود؛ که همزمان عبور جریان هوا و بخار آب از پوشش محافظتی نیز مختل می گردد و در نتیجه راحتی پوششی آنها کم می شود. بر این اساس، در تحقیقات جدید تلاش بر این است که پوشش هایی با قابلیت خنثی سازی و تجزیه? آفت کش ها همراه با راحتی در پوشش بالاتر تولید گردد. در این پروژه نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات اکسید منیزیم و آلومینیوم تولید و با توجه به سطح مخصوص و تخلخل بالای ایجاد شده، کارایی آن ها در خنثی سازی آفت کش دیازینون مورد بررسی قرار گرفت. پیش ماده? مورد استفاده در تولید نانوالیاف کربن فعال، نانوالیاف پلی اکریلونیتریل بود. نتایج این تحقیق نشان داد که نوع و مقدار و سطح مخصوص نانوذرات نانوذرات اکسید فلزی مورد استفاده، بر میزان کاهش وزن نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی این ذرات پس از کربونیزاسیون و فعال سازی موثر است. از طرفی کاهش وزن نانوالیاف پلی اکریلونیتریل پس از کربونیزاسیون و فعال سازی بر میزان تخلخل ایجاد شده در نانوالیاف کربن فعال تا?ثیر دارد. همچنین در این پروژه مشخص شد حضور نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید آلومینیوم در نانوالیاف کربن فعال موجب افزایش چشمگیر مقدار دیازینون جذب شده توسط این نانوالیاف می گردد و مقدار، نوع، سطح مخصوص نانوذرات اکسید منیزیم و نانوذرات اکسید آلومینیوم و میزان تخلخل نانوالیاف کربن فعال بر میزان جذب تخریبی دیازینون توسط نانوالیاف کربن فعال حاوی این نانوذرات موثر است. نتایج کروماتوگافی مایع، شکل گیری واکنش شیمیایی و تخریب دیازینون توسط نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید آلومینیوم را تأیید کرد. بعلاوه کروماتوگرافی مایع ـ طیف سنج جرمی نشان داد که بر اثر تخریب دیازینون توسط نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید آلومینیوم، 2-ایزوپروپیل6-متیل4-پیریمیدینول (imp) شکل می گیرد که سمیت کمتری نسبت به دیازینون دارد. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از برتری قابل ملاحظه? نانوالیاف کربن فعال حاوی نانوذرات اکسید فلزی در جذب تخریبی آفت کش ها در مقایسه با نتایج حاصله در تحقیقات قبلی می باشد.

یکی از چالش های عصر کنونی، زدودن آلاینده های آلی از محیط زندگی و کار است. در این پژوهش، نانوکاتالیست تیتانیم دی اکسید تثبیت شده بر بستر استخوان کلسینه شده به روش سل-ژل سنتز شد و به منظور بهبود خواص فتوکاتالیستی تیتانیم دی اکسید از دوپه کردن آن با مس در دو فرم کاتیونی و فلزی استفاده شد. شناسایی کاتالیست به وسیله آنالیزهایuv-vis، ft-ir، xrd، tem و fe-sem-edx انجام شد. نتایج حاصل، سنتز نانوکاتالیست مورد نظر را تأیید نمود. در ادامه، فرآیند حذف اسید اورانژ (ii) تحت تابش فرابنفش و مرئی مورد بررسی قرار گرفت و کارایی نانوکاتالیست سنتزی تأیید شد. در پایان پارامترهای موثر در واکنش از جمله غلظت رنگ اولیه، مقدار کاتالیست، درصد وزنی مس و ph محلول رنگ مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه انجام واکنش گزارش شد. در بخش دوم پایان نامه کاربرد نانوکاتالیستhydroxyapatite/co-mn در واکنش اکسایش آنتراسن مورد بررسی قرار گرفت، نتایج واکنش با استفاده از آنالیزgc بررسی شد و کارایی کاتالیست تأیید گردید. شرایط واکنش از جمله مقدار کاتالیست، فشار گاز اکسیژن، دما و زمان انجام واکنش بهینه سازی شد.

نانوذرات فلزی به دلیل نسبت سطح به حجم بالا در مقایسه با فرم حجیم خود از ویژگی های منحصر به فردی برخوردار می باشند. نانو ذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیستی بالایی برخوردار هستند . نانو ذرات فلزی واسطه که به صورت محلول در واکنش ها فعالیت کاتالیستی خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیست به همراه دارند. برای حل این مشکل آن ها را روی بستری جامد تثبیت می کنند. در این پروژه بسترهای جدید هیدروکسی آپاتیت به وسیله کلسینه کردن استخوان ، هیدروکسی آپاتیت- کربن از طریق پیرولیز استخوان ،کربن فعال با پیرولیز چوب وکربن دارای مزو حفره با استفاده از منبع فورفوریل الکل سنتز شد، از بستر آلومینا نیز استفاده گردید. در ادامه نانوذرات کبالت و مولیبدن به روش تلقیح روی این بستر ها تثبیت گردید. کاتالیست های سنتز شده بوسیله آنالیز های uv-vis , ft-ir , bet, fe-sem , edx ,tem ,tpr ,tpd و xrdمورد بررسی قرار گرفت . کاتالیست های سنتز شده در واکنش هیدرو دی سولفوریزاسیون خوراک های نفتی بکار برده شدند. به منظور اندازه گیری میزان گوگرد موجود در نمونه ها از دستگاه astm d5453 استفاده شد و نتایج خوبی حاکی از کارایی بالای کاتالیست های سنتزی به دست آمد.

یکی از مهمترین مسائل که در بعضی صنایع بخصوص صنعت نساجی وجود دارد، حذف آلاینده های رنگی از فاضلاب است. تخریب این رنگ ها در طبیعت به آسانی صورت نمی گیرد. یکی از روش هایی که برای حذف این آلاینده ها استفاده می شود، تخریب آن ها در یک واکنش فتوکاتالیتیکی و در حضور نیمه رساناهای جامد است. در پروژه ی اول فتوکاتالیست های hap/tio2/znoو hap/tio2 سنتز و توسط روش های مختلف شناسایی شدند. سپس فتوکاتالیست های سنتز شده به منظور حذف اسید اورانژ مورد استفاده قرار گرفتند. در انجام واکنش پارامترهای مختلف از جمله مقدار کاتالیست، غلظت اولیه رنگ، درصد zno و ph مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شد. فتوکاتالیست های سنتز شده کارایی بالایی را برای حذف رنگ های آزو از خود نشان دادند. در پروژه دوم کاتالیست hap/fecl3 سنتز و شناسایی شد و برای تولید دی فنیل متان مورد استفاده قرار گرفت. هدف از انجام این پروژه تولید دی فنیل متان به عنوان ماده اولیه برای بنزوفنون است که به عنوان جاذب نور فرابنفش در بسته بندی و پوشش ها استفاده می شود. بدین منظور در پروژه سوم اکسایش در فاز مایع دی فنیل متان به بنزوفنون با استفاده از نانوذرات هیبریدشده ی کبالت-منگنز تثبیت شده بر بستر استخوان در حضور اکسیژن مولکولی انجام شد. در انجام این پروژه نیز پارامترهای موثر از جمله فشار اکسیژن، دما، زمان و مقدار کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه با کارهای انجام شده برای تولید بنزوفنون این روش، روشی ساده و ارزان و از خطرات کمتری برخوردار است و با توجه به بازده و گزینش پذیری بالا قابلیت صنعتی شدن این پروژه وجود دارد.

الیاف پلی استر امروزه به عنوان پر مصرف ترین الیاف مصنوعی در سطح جهانی مطرح می باشد. رشد روز افزون تولید و مصرف این الیاف زمینه تعریف پروژه ها و فعالیتهای بسیار گسترده ای را برای اصلاح خواص این محصول فرآهم آورده است. به طور کلی اصلاح این الیاف به سه صورت اصلاح در فرآیند پلیمریزاسیون و اضافه کردن برخی کومنومرها، اصلاح برخی افزودنی ها به جریان خروجی از فرآیند پلیمریزاسیون و یا جریان مذاب خروجی سیستم های اکستروژن و نیز اصلاح در حین شکل گیری الیاف قابل انجام می باشد. البته برخی از فرآیندهای اصلاح الیاف و منسوجات پلی استری بعد از مرحله تولید الیاف انجام می پذیرد. بهبود خواص آبدوستی و الکتریسیته ساکن الیاف پلی استر، بهبود خواص رنگ پذیری الیاف پلی استر و بهبود پرزدهی الیاف پلی استری، اساس بیشترین تحقیقات و تغییرات انجام پذیرفته روی این محصول بوده است. در این پژوهش بررسی ساختار نوع خاصی از الیاف پلی استر تجاری تحت عنوان الیاف پلی استر شبه اکریلیک با هدف دستیابی به دانش فنی تولید آن انجام پذیرفته است. بررسی ساختار شیمیایی الیاف مذکور به کمک آزمایشات تحلیل رزونانس مغناطیسی هسته و تجزیه عنصری انجام پذیرفت و شباهت ساختاری آن با الیاف قابل رنگرزی با رنگزاهای کاتیونیک مورد تائید قرار گرفت. به منظور بررسی ریز ساختار الیاف پلی استر شبه اکریلیک تجاری از پراش اشعه ایکس استفاده شد . خواص حرارتی این نوع الیاف به کمک گرماسنجی روبشی تفاضلی با الیاف پلی استر معمولی و الیاف قابل رنگرزی با رنگزای کاتیونیک مورد مقایسه قرار گرفت. در ادامه ذوب ریسی مخلوط پلی استر معمولی و پلی استر اصلاح شده مورد مصرف در تولید الیاف شبه اکریلیک، با در صدهای مختلف از پلی استر اصلاح شده انجام پذیرفت. با توجه به نتایج بدست آمده ساخنار بازتر الیاف پلی استر شبه اکریلیک و نیز میزان بلورینگی کمتر آن نسبت به الیاف پلی استر معمولی دلیل افزایش میزان جذب رنگ دیسپرس در شرایط معمول رنگرزی می باشد. با توجه به آزمایشات انجام پذیرفته امکان رنگرزی الیاف شبه اکریلیک در دمای جوش ( حدود 25 درجه کمتر از دمای رنگرزی الیاف پلی استر معمولی) جهت دستیابی به شید رنگی یکسان وجود دارد. میزان تقلیل وزن قلیایی بیشتر الیاف شبه اکریلیک و نمونه نخ های تولید شده و ایجاد ناصافی در سطح الیاف و افزایش سطح مخصوص آنها نیز موجب افزایش میزان جذب رنگ محصول رنگرزی شده با رنگزای دیسپرس مشکی می-گردد. بدین معنی که انجام عملیات هیدرولیز قلیایی قبل از انجام رنگرزی با رنگزاهای دیسپرس جهت دستیابی به شید رنگی عمیق تر نخ های تولید شده و دارای ساختار مشابه الیاف شبه اکریلیک تجاری ، موثر می باشد.

چکیده در بین فرایندهای غشایی، تراوش تبخیری فرایندی کارآمد جهت جداسازی اجزاء مخلوط های مایع به خصوص آزئوتروپ ها و مخلوط های با نقطه جوش نزدیک به یکدیگر می باشد. از آنجا که غشاء به عنوان قلب فرایندتراوش تبخیری شناخته می شود لذا انجام هرگونه اصلاحی برروی آن جهت دست یابی به مقاومت مکانیکی و حرارتی بهتر و بهبود در خواص جداسازی آن همانند شار و گزینش پذیری ضروری به نظر می رسد. در بین روش های اصلاح غشاءها، روش اتصال عرضی همواره مدنظر محققین این زمینه بوده است. دراین تحقیق غشاءهای پلی(وینیل الکل) با استفاده از فوماریک اسید به عنوان عامل اتصال عرضی در دمای 150 درجه سانتی گراد تهیه و اثر زمان اتصال عرضی بر روی خواص غشاء مورد تحقیق قرار گرفت. مشخصات غشاءهای تهیه شده در سه زمان مختلف اتصال عرضی 10، 30 و60 دقیقه با استفاده از روشهای ftir، tga، xrd،sem و آزمون مقاومت مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفت. افزایش گروههای استر حاصل از واکنش بین پلی(وینیل الکل) و فوماریک اسید با افزایش زمان اتصال عرضی توسط آزمون ftir تایید گردید. آزمون tga نشان داد که مقاومت حرارتی غشاء پلی(وینیل الکل) بدلیل متراکم تر شدن زنجیره های پلیمر با افزایش زمان اتصال عرضی بهبود می یابد. همچنین نتایج xrd نشان داد که با افزایش زمان واکنش اتصال عرضی، حذف مناطق بلوری پلیمر و افزایش مناطق آمورف را در پی داشت. بر اساس تصاویر sem افزایش زمان اتصال عرضی هیچ گونه تاثیری در سطح غشاءها نداشت و تنها باعت تراکم عرضی آنها گشته است. هیچ گونه روند مشخصی برای اثر زمان اتصال عرضی بر مقاومت مکانیکی غشاءهای تهیه شده مشاهده نشد. جهت ارزیابی اثر زمان اتصال عرضی بر خواص جداسازی غشاءهای پلی(وینیل الکل)، این غشاءها در آب زدائی از ایزوپروپانول مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که غشاء تهیه شده در زمان 60 دقیقه دارای بیشترین گزینش پذیری در حدود 1492 بود. کمتر بودن مقدار انرژی فعال سازی آب عبوری در مقایسه با مقدار انرژی فعال سازی ایزوپروپانول عبوری تائید کننده خاصیت آب دوستی غشاءهای تهیه شده بود. در بخش دوم این تحقیق به منظور بهبود خواص غشاءهای اتصال عرضی شده، غشاءهای شبکه مرکب با استفاده از پلی(وینیل الکل) و درصدهای مختلف زئولیت nax تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. حضور زئولیت در شبکه پلیمر با مشاهده پیک های مربوط به زئولیت nax با استفاده از آزمون ftir به اثبات رسید. نتایج tga نشان داد که با افزایش درصد زئولیت از 10 درصد وزنی به 30 درصد وزنی مقاومت حرارتی غشاءها به میزان قابل توجهی بهبود یافت. افزایش بیش از این مقدار زئولیت باعث ایجاد غشاءهای شکننده و با کارایی نامناسب در فرایند تراوش تبخیری شد. همچنین بر اساس نتایج آزمون xrd افزودن زئولیت به شبکه پلیمر باعث حذف مناطق بلوری و افزایش مناطق آمورف گشت، که تاثیر مثبت قابل توجهی بر شار عبوری از غشاء داشت. آزمون های مکانیکی اثبات کرد که افزایش درصد زئولیت اثرات بسیار مثبتی برمقاومت مکانیکی غشاءهای شبکه مرکب داشت. اثر افزودن زئولیت بر خواص جداسازی غشاءهای شبکه مرکب با استفاده از تست تراوش تبخیری در جداسازی مخلوط متیل ترشیو بوتیل اتر و متانول مورد مطالعه گرفت. نتایج تراوش تبخیری نشان داد که در ترکیب درصد ثابت خوراک افزایش درصد زئولیت باعث افزایش همزمان شار وگزینش پذیری می گردد، به گونه ای که غشاء بدون زئولیت دارای شار kg/m2.hr0449/0 و گزینش پذیری 174 بوده در حالی که با افزایش درصد زئولیت به مقدار 30 درصد وزنی شار به kg/m2.hr 085/0 و گزینش پذیری به 634 افزایش یافتند. علاوه بر درصد زئولیت اثر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت و درجه حرارت خوراک بر خواص جداسازی نیز مورد بررسی قرار گرفت. افزایش غلظت و درجه حرارت خوراک افزایش شار و کاهش گزینش پذیری را در پی داشت. با استفاده از رابطه آرنیوس انرژی فعال سازی شار کل، شار متانول و شار متیل ترشیو بوتیل اتر عبوری از غشاء محاسبه گردید. نزدیک بودن مقدار انرژی فعال سازی شار متانول به شار کل در غشاءهای شبکه مرکب نشان می دهد که این غشاءها برای حذف متانول از مخلوط متانول و متیل ترشیو بوتیل اتر بسیار مناسب می باشند.

با استفاده از این لیگاند ها کمپلکس های مختلف زیر سنتز گردیدند: phca2dapte: [cu(phca2dapte]clo4 (3), [(cu(pph3)i)2(phca2dapte)] (4), [(cu(pph3)br)2(phca2dapte)] (5), benz2dapte: [cu2(µ-i)2(µ-(benz)2dapte)]n (7) (2,6-dicl-ph)2dapte: [cu2(µ-i)2(µ-(2,6-dicl -ph)2dapte)]n (9) (4-meo-ph)2dapte: [cu2(µ-i)2(µ-(4-meo -ph)2dapte)]n (11) (3-no2-ph)2dapte: [cu2(µ-i)2(µ-(3-no2-ph)2dapte)]n (13) (4-no2-ph)2dapte: [cu2(µ-br)2(µ-(4-no2-ph)2dapte)]n (15) ساختار کمپلکس ها ی 3، 4، 5،7 و9 به وسیله تکنیک پراش پرتوی x شناسایی گردیدند. در تمامی این کمپلکس ها مس(i) به صورت چهار کئوردینه ظاهر می شود و تنوع آرایشی چندانی نشان نمی هد. در عوض لیگاند های سنتز شده به علت انعطاف پذیری زیاد، به وجود آورنده ی ساختارهای متنوعی در شرایط مختلف می باشند.

این رساله در دو بخش تهیه و تنظیم شده است: در بخش اول، ابتدا دو سری از کمپلکس های کبالت(iii) با دو نوع لیگاند باز شیف پنج دندانه ی مشتق شده از 2-هیدروکسی-1-نفتالدهید (که در یک گروه متیلن در بخش آمینی لیگاند تفاوت دارند) و لیگاندهای محوری مختلف سنتز شده اند: [coiii{(naph)2dien}(pprdn)]bph4 (1) [coiii{(naph)2dien}(prldn)]bph4 (2) [coiii{(naph)2dien}(py)]bph4 (3) [coiii{(naph)2dien}(n-meim)]bph4 (4) [coiii{(naph)2dpt}(pprdn)]bph4 (5) [coiii{(naph)2dpt}(3-mepy)]bph4 (6) [coiii{(naph)2dpt}(bzlan)]bph4 (7) [coiii{(naph)2dien}(n3)] (8) [coiii{(naph)2dpt}(n3)] (9) این کمپلکس ها با تکنیک های مختلفی مانند آنالیز عنصری، طیف سنجی ارتعاشی و الکترونی، 1h nmr و ولتامتری چرخه ای مورد شناسایی و بررسی قرار گرفته اند. همچنین ساخـتار بلوری ترکیب های (2)، (6)، (7)، (8) و (9) با تکـنیک پراش پرتو ایکـس تک-بلور تعیین شده اند. تعیین ساختار بلوری کمپلکس (7) وجود پدیده ی جذاب پلی مورفیسم را آشکار کرد. مطالعه ی رفتار الکتروشیمیایی این کمپلکس ها، وابستگی مقادیر پتانسیل اکسایش–کاهش مرکز co(iii) را به قدرت بازی لیگاند کمکی موقعیت ششم نشان داد و به طور کلی اثرهای جالب الکترونی، تنوع ساختاری و ممانعت فضایی روی خصوصیات طیفی و الکتروشیمی این کمپلکس ها به خوبی قابل اثبات و تفسیر است. همچنین ارزیابی فعالیت ضد باکتریایی کمپلکس های باز شیف سنتز شده نشان داد که کمپلکس های (8) و (9) فعالیت ضد باکتریایی قوی تری نسبت به پنی سیلین را در برابر دو گروه از باکتری های گرم مثبت، دارا هستند. در ادامه ی پروژه، کمپلکس هایی از مس(ii)، کبالت(iii)، منگنز(iii) و آهن(iii) با سه نوع لیگاند باز شیف چهار دندانه ی مشتق شده از 2-هیدروکسی-1-نفتالدهید (که در بخش آمینی لیگاند تفاوت دارند) و لیگاندهای کمکی آزید و تیوسیانات سنتز شده اند: [cu2(?–nappr)(?1,1–n3)2]n (10) [mniii(nappdn)(n3)(h2o)] (11) [mniii(nappdn)(ncs)] (12) {na[coiii(µ-nappdn)(?1,1–n3)2]}n (13) [mniii(napet)(n3)(ch3oh)] (14) [feiii(napet)(n3)] (15) این کمپلکس ها نیز، با تکنیک های مختلف طیف سنجی و ولتامتری چرخه ای مورد شناسایی و مطالعه قرار گرفته اند. ساخـتار بلـوری همه ی ترکیب های ذکر شده با تکـنیک پراش پرتو ایکـس و سینکروترون تعیین شده اند. ترکیب (10)، یک پلیمر کوئوردیناسیون زنجیری کاملاً جدید و جذابی از مس(ii) است که لیگاندهای آزید به شیوه ی کوئوردیناسیون انتها باز (eo) بین مراکز مس فلزی، پل زده اند. آنچه که موجب شگفتی است و برای اولین بار در این زمینه از تحقیقات گزارش می شود حضور دو نوع مرکز فلزی مس(ii) پنج کوئوردینه است که دارای تقارن و محیط کوئوردیناسیون (اتم های دهنده) متفاوتی هستند، یکی با تقارن هرم با قاعده ی مربع انحراف یافته (cu1) و دیگری با تقارن دو هرمی با قاعده ی مثلث انحراف یافته (cu2) که بر اساس ساختار جذاب تعیین شده، خواص طیفی، الکتروشیمیایی و مغناطیسی بسیار جالبی مشاهده شد. مطالعه ی خواص مغناطیسی این پلیمر آشکار کرد که بین مراکز فلزی cu2 که در امتداد یک زنجیر تک بعدی قرار گرفته اند، برهمکـنش آنتی فرومغناطیس وجود دارد، درحالیکه مراکز فلزی cu1 کـه به صورت شاخـه های زنجیر پلیمری به آن متصل شده اند پارامغناطیس باقی مانده اند. همچنین، تعیین ساختار بلوری ترکیب (13) نشان داد که از زنجیر های تک بعدی (در امتداد محور b) تشکیل شده است و هر دو مرکز فلزی کبالت(iii) و سدیم(i) مجاور تنها بوسیله ی شیوه کوئوردیناسیون انتها باز (eo) لیگاندهای آزید پل به یکدیگر متصل هستند. مرکز کبالت دارای تقارن هشت وجهی انحراف یافته و سدیم دارای تقارن هشت وجهی بسیار انحراف یافته است. ولتاموگرام چرخه ای این ترکیب نشان داد که هیچ گونه ارتباط الکترونی از طریق لیگاندهای پل بین مراکز فلزی کبالت(iii) وجود ندارد. به همین ترتیب، بررسی و مطالعه ی خواص طیفی و الکتروشیمیایی کمپلکس های منگنز(iii) و آهن(iii) سنتر شده ومقایسه ی آن ها با یکدیگر و با ترکیبات مشابه،نتایج بسیار جالبی را در زمینه ی تنوع ساختاری (ناشی از لیگاندهای باز شیف و کمکی مختلف با اثرهای الکترونی و فضایی متفاوت آن ها) و اثر تنوع ساختاری روی خواص طیفی و الکتروشیمی این ترکیب ها، آشکار کرد. در بخش دوم رساله، به تکنیک بلورنگاری پرتو ایکس پرداخته شده است. بلورنگاری به روش پراش پرتو ایکس تک بلور، یک روش بسیار مفید علمی و عملی است که در تعیین آرایش و چـیدمان اتم ها در فـضای سه بعدی درون یک جامد بلورین به کـار می-رود. اساس این تکنیک از ماهیت بلور و برهمکنش آن به عنوان یک پراش کننده با پرتو ایکس نشأت می گیرد. از آنجا که بلور یک جامد هموژن است که بوسیله ی تکرار یک الگوی سه بعدی از اتم ها، یون ها یا مولکول ها تشکـیل می شود و فاصله های ثابتـی بین بخـش های سازنده ی بلور وجود دارد، در اثر برخورد پرتو ایکس با طول موج میانگین، ? 1 به یک بلور، پرتوهای ایکس در زوایا و شدت های خاصی پراش می یابند و حاصل آن، یک الگوی پراش منظم است. با استفاده از روش های محاسباتی مناسب، یک تصویر سه بعدی از دانسیته ی الکترون ها در بلور فراهم می شود و در نهایت با پالایش بیشتر، مکان اتم ها، طول و زوایای پیوندهای شیمیایی و اطلاعات ساختاری دیگر تعیین می شود. بنابراین با هدف آموزش و یادگیری این تکنیک فوق العاده مهم بویژه برای شیمیدانان معدنی، علاوه بر سه ترکیب سنتز شده ی (7)، (8) و (12) در بخش اول پایان نامه، چندین ترکیب شیمیایی سنتز شده در آزمایشگاه معدنی a با دستگاه پراش سنج stoe ipsd ii با تابش mok? و cuk? تک رنگ شده گرافیتی در دانشگاه صنعتی لوزان سوئیس تعیین ساختار شده اند.

به طور کلی هدف از انجام این پروژه در مرحله اول تهیه اکسیدهای فلزی مخلوط روی و آلومینیم با نسبت 35% و دماهای کلسینه شدن 400درجه سانتیگراد به عنوان بستر کاتالیزوری و شناخت ساختار این بستر و در مرحله بعد نشاندن روتنیوم به عنوان کاتالیست روی بستر مورد نظر بوده است. کاتالیست بهینه در واکنش هیدروژن زدایی 1- بوتانل شرکت کرد و واکنش از نظر دمام و سرعت تزریق واکنشگر بهینه سازی شد. محصول های واکنش در این پروژه توسط gc شناسایی شدند. میزان از دست رفتن کارایی کاتالیست پس از گذشت هر ساعت از واکنش برای مدت زمان 8 ساعت و میزان قابلیت بازیافت کاتالیست پس از هر بار واکنش برای 4 بار پیاپی، بررسی شدند. حضور 4wt% وزنی روتنیوم فلزی که به خوبی روی بستر اکسیدهای فلزی مخلوط روی و آلومینیوم با محتوای الومینیم 35wt% و دمای کلسینه شدن 400 درجه سانیتگراد پخش شده است میزان تبدیل 1- بوتانل را به 2/84 درصد رساند که میزان گزینش پذیری 1- بوتانال در این حالت 4/73% بود.

به روش zro2 -tio در این پایان نامه سنتز مخلوط اکسیدهای فلزی 2 با استفاده از سورفاکتانت مورد بررسی zr/ti= سل- ژن و با نسبت مولی 1 قرار گرفت. ساختار ترکیب حاصل کاملا آمورف بوده و نسبت به مخلوط اکسیدهای فلزی تهیه شده به روش همرسوبی خواص کاتالیزوری بهتری از خود نشان داد . استفاده از سورفاکتانت باعث افزایش مساحت سطح و بهبود خواص کاتالیزوری این مخلوط اکسید فلزی شد. این ترکیب توسط درصدها وزنی مخت لفی از اسیدفسفریک فعال شده و به عنوان کاتالیزور در واکنش نوآرایی بکمن سیکلو هگزانون اکسیم در فاز گازی مورد استفاده قرار گرفت که نتیجه حاصله ، گزینش پذیری بالا نسبت به محصول کاپرولاکتام و درصد تبدیل بالای اکسیم توسط این کاتالیزور بود. همچنین در پروژه دوم این پایان نامه زئولیتzsm-5 با نسبتهای مولی مختلف sio/al2o3 سنتز شد. در قسمت بعدی این پروژه، زئولیت zsm-5 به دو روش (با استفاده از سورفاکتانت و بدون استفاده از سورفاکتانت) توسط اسیدفسفریک فعال شد . از این کاتالیزورهای فعال شد به منظور مقایسه فعالیت آنها و گزینش پذیری حاصل از دو روش مختلف فعال سازی، در واکن ش های نوآرایی فرایز فنیل استات و آلکیلاسیون تولوئن توسط متانول و 2-پروپانول استفاده گردید، که نتایج حاصل نشان دهنده افزایش گزینش پذیری نسبت به ایزومرهای 4– هیدروکسی استوفنون، پارا زایلن و پاراسیمن بود ، که این افزایش توسط روش اصلاحی (استفاده از سورفاکتانت) و فعال سازی به اسید فسفریک به زئولیت zsm-5 القاء شد. در پروژه سوم این پایا ن نامه نانو ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی zro2 – tio2 و همچنین نانو ذرات فلزی طلا ، نفره و آلیاژ این دو به ترتیب به روش میکروامولسیون و reverse micelle و استفاده از میسلهای کوپلیمری تهیه شدند. در روش میکروامولسیون با استفاده از سورفاکتانت سدیم بیش –(2-اتیل هگزیل) سولفوسوکسینات در محلول هگزان نرمال، میسلهای معکوسی به وجود می آید که با افزودن مقدار مشخصی آب به این محلول هر میسل نقش یک میکروراکتور را برای هیدرولیز آلکوکسیدهای زیرکونیوم و تیتانیوم بازی میکند به این صورت که به دلیل هیدروفیل بودن هسته میسلها آب افزوده شده تنها به درون کره میسل نفوذ کرده و با تغییر مقدار آب میتوان اندازه نانوذرات تولیدی را نیز کنترل کرد. به منظور بررسی تاثیر نانو ذرات در فعالیت آنها به عنوان کاتالیزور در واکنشهای آلی، از نانو ذرات مخلوط اکسیدهای فلزی zro2-tio2 با اندازه مختلف در واکنش نوآرایی بکمن سیکلوهگزانون اکسیم در فاز بخار استفاده شد و نتایج جالبی از این بررسی بدست آمد که نشان داد با کاهش اندازه ذرات از مقیاس میکرومتر به نانو متر فعالیت کاتالیزوری این ترکیب حدود 400 درصد افزایش می یابد.

در این پروژه، هیدروژن زدایی،2-بوتانل توسط کاتالیست روتنیوم روی بستر اکسیدهای فلزی مخلوط zno/al2o3 بررسی شد. بدین منظور ابتدا بسترهای مورد نظر توسط روش همرسوبی تهیه شدند و شرایط تهیه آن ها از نظر در صد آلومینیوم درون بستر و دمای کلسینه شدن بستر بهینه شدند. خواص ساختاری، خواص سطح و مرفولوژی این بسترها به ترتیب توسط تکنیک های bet,xrd و sem بررسی شدند. سپس مقدار مناسبی روتنیوم توسط روش آغشته سازی روی سطح بسترهای تهیه شده، نشانده شد. کاتالیست بهینه در واکنش هیدروژن زدایی 2-بوتانل شرکت کرد و واکنش، از نظر دما و سرعت تزریق واکنشگر بهینه سازی شد. میزان از دست رفتن کارایی کاتالیست پس از گذشت هر ساعت از واکنش برای مدت 8 ساعت و میزان قابلیت بازیافت کاتالیست پس از هر بار واکنش برای 4 بار پیاپی، بررسی شدند. محصول های واکنش در این پروژه توسط gc شناسایی شدند.

گاز طبیعی عمدتاً شامل متان، به طور معمول (80 تا 95?) و مقادیر متغیری از هیدروکربن های سنگین تر مانند اتان، پروپان، ایزوبوتان، نرمال بوتان و نیز نیتروژن و دی اکسیدکربن به عنوان ناخالصی های اصلی می باشد. برای انتقال متان و نیز جلوگیری از خوردگی تجهیزات و خطوط لوله، مقدار حداکثر دی اکسیدکربن نمی تواند بیش از 2 درصد باشد. جذب سطحی یکی از روش های جداسازی co2 از گاز طبیعی می باشد. در این تحقیق، فرآیند جذب سطحی گاز co2 جهت خالص سازی متان بر روی پودر و قرص cu-btc که جاذبی نانومتخلخل با شبکه آلی- فلزی می باشد، به صورت آزمایشگاهی و تئوری مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بررسی ابتدا ایزوترم جذب گازهای خالص متان و دی-اکسیدکربن بر روی پودر و نیز قرص های نانوجاذب آلی- فلزی cu-btc در محدوده فشار صفر تا 7 بار و در دماهای 308، 343 و 373 کلوین با استفاده از یک ترازوی معلق مغناطیسی اندازه گیری شدند. ظرفیت جذب قرص های cu-btc برای جذب دی اکسیدکربن و متان در فشار 1 بار و دمای 308 کلوین به ترتیب 07/3 و 63/0 مول به ازای یک کیلوگرم از جاذب به دست آمد، در حالیکه این مقادیر در شرایط مشابه برای پودر cu-btc به ترتیب 90/3 و 77/0 مول به ازای یک کیلوگرم از جاذب، بدست آمدند. سپس داده های تجربی با معادله لانگمویر تطبیق داده شدند که نزدیکی قابل قبولی بین آن ها مشاهده گردید. گرمای ایزوستریک جذب co2 و ch4 به ترتیب در حدود 8/22 و 0/15 کیلوژول به مول بر روی هر دو جاذب به دست آمد که نشان دهنده جذب قوی تر دی اکسیدکربن توسط جاذب مذکور می باشد. سپس ضریب نفوذ گازهای مذکور بر روی جاذب های cu-btc با استفاده از روش zlc در یک دما (k 308)، سه شدت جریان و یک غلظت (5/0 درصد از جذب شونده در هلیم) مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج آزمایشات نشان داد که نفوذ درون ذره به قدری سریع است که همواره غلظت یکنواختی درون آن وجود داشته و شکل منحنی غلظت بر حسب زمان مستقل از ضریب نفوذ و فقط تابع شدت جریان دفع و ثابت انتقال جرم می باشد و بنابراین می توان نتیجه گرفت که انتقال جرم خارج ذرات کنترل کننده فرایند می باشد. در مرحله بعد منحنی های رخنه تک جزئی و دوجزئی متان و دی اکسیدکربن با استفاده از یک ستون دستگاه آزمایش psa که از قرص های cu-btc پرشده است، با تزریق گاز متناظر به بستر جاذب، که در ابتدا کاملاً با گاز هلیم در دمای k 308 و فشار bar 1/1 اشباع گردیده است، بدست آمدند. همچنین، یک مدل ریاضی کامل شامل معادلات موازنه جرم، انرژی و مومنتوم در محیط نرم افزار gproms (process system enterprise, london, uk) نوشته شده و با استفاده از روش اجزای محدود به عنوان روش حل عددی برای مطالعه رفتار دینامیکی فرایند جذب سطحی تک جزئی و دوجزئی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از حل عددی مدل با داده های آزمایشگاهی بدست آمده نزدیکی خوبی را نشان دادند. در نهایت از آزمایشات انجام شده در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که نانوجاذب آلی- فلزی cu-btc را می توان برای خالص سازی متان از گاز طبیعی در فرایند جذب سطحی مورد استفاده قرار داد.

در طی این پژوهش، یکسری پلی آمیدهای فعال نوری و زیست تخریب پذیر جدید بر مبنای آمینو اسید l- لوسین سنتز گردید. بدین منظور ابتدا مونومر کایرال (s?)- 5-[?-(?-متیل--?فتالیمیدیل پنتانوییل آمینو)بنزوییل آمینو]ایزوفتالیک اسید (9) طی 5 مرحله تهیه گردید. پلیمرهای حاصل، از واکنش تراکمی دی اسید مذکور با دی ایزوسیاناتهای مختلف آلیفاتیک و آروماتیک در حلالهای آلی معمولی و مایعات یونی و در حضور کاتالیزور دی بوتیل تین دی لورات (dbtdl)، و بدون کاتالیزور به دو روش حرارت دهی تدریجی و با استفاده از تابش ریز موج تهیه شدند و به دلیل شاخه های جانبی حجیم در زنجیر اصلی دارای حلالیت خوبی میباشند. کاتیون آمونیوم نوع چهارم آلیفاتیک، یک جز کاتیونی مفید از مایعات یونی می باشد. تترا بوتیل آمونیم برماید (tbab) مذاب از این دسته است که به عنوان حلال سبز در واکنشهای پلیمرشدن مورد استفاده قرار گرفت. علت استفاده از این مایع یونی، مقرون به صرفه بودن آن و همچنین خاصیت دی الکتریک بالای آن می باشد که باعث جذب سریع تابش ریز موج شده و به همین دلیل سرعت واکنش را افزایش می دهد. علاوه بر این مزایا، جایگزین خوبی برای حلالهای سمی معمولی می باشد. در نهایت ویسکوزیته ی ذاتی و چرخش نوری پلیمرها اندازه گیری شد. ساختار مونومر وپلیمرها با روشهای مختلف شناسایی نظیر ft-ir، uv-vis، h-nmr1 و آنالیز عنصری تایید گردید. ترموگرامهای tga?dtg و dsc پلیمرهای حاصل نیز ارایه گردیده و با استفاده از این منحنیها خواص حرارتی پلیمرها مطالعه شد.

در طی این تحقیق، یک سری پلی استرها و پلی آمیدهای فعال نوری جدید به روش پلیمرشدن تراکمی مستقیم در حلال های آلی معمول و همچنین در محیط مایع یونی سنتز شدند. برای این منظور در ابتدا مونومر فعال نوری (s?)-?-[(9،10- دی هیدرو- 9،10- اتانوآنتراسن- 11،12- دی کربوکسیمیدو)- 3- متیل بوتانوییل آمینو]ایزوفتالیک اسید حاوی قطعات سیس- 9،10- دی هیدرو- 9،10- اتانوآنتراسن– 11،12- دی کربوکسیلیک اسید انیدرید، s- والین و 5- آمینو ایزوفتالیک اسید برای اولین بار طی چهار مرحله سنتز گردید. ساختار شیمیایی و خلوص این ترکیب با روش های مختلف طیف سنجی مانند ft-ir، h-nmr1, c-nmr13, آنالیز عنصری و نیز چرخش ویژه مورد تأیید قرار گرفت. سپس با استفاده از معرف متراکم کننده tscl/dmf/py به روش گرمادهی متداول، پلی استرها سنتز گردیدند. گرانروی ذاتی این پلیمرها در محدوده dl/g48/0-23/0 می باشد و پایداری حرارتی و راندمان نسبتاً خوبی را نشان می دهند. در مرحله بعد واکنش پلیمرشدن این مونومر با دی آمین های آروماتیک به دو روش مختلف، ابتدا در حضور tpp/cacl2/py/nmp و سپس با استفاده از مایع یونی tbab در حضور tpp انجام گردید. استفاده از معرف tbab/tpp یک روش کاملاً جدید برای سنتز پلی آمیدها می باشد که نتایج قابل قبولی هم به دست آمد. در ابتدا جهت تعیین نقش tbab و tpp، دو واکنش در حضور تمامی عوامل در یکی با حذف tbab و در دیگری در عدم حضور tpp انجام شد. مشخص گردید که حضور هر دو عامل tbab و tpp جهت انجام واکنش ضروری است. سپس برای دستیابی به شرایط بهینه از نظر راندمان و گرانروی ذاتی، واکنش با یکی از دی آمین ها انجام شد و بهترین نسبت بین tpp و دی اسید به دست آمد. گرانروی ذاتی این پلی-آمیدها به ترتیب در محدوده dl/g46/0-31/0 وdl/g 56/0-23/0 می باشد و دارای پایداری حرارتی خوبی هستند. تمام پلیمرها دارای خواص انحلالی بسیار خوبی می باشند که به نظر می رسد گروه های آویزان ایمیدی و آنتراسنی در زنجیره جانبی باعث این امر شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مشاهده شد که در حضور مایع یونی، پلی آمیدهای سنتز شده دارای پایداری حرارتی بهتری نسبت به محیط nmp/tpp/cacl2/py می باشند. ساختار شیمیایی برخی از پلیمرهای تهیه شده با استفاده از طیف سنجی ft-ir و h-nmr1 و آنالیز عنصری شناسایی گردید.

استرهای قندی از جمله سورفاکتانت های غیر یونی می باشند که به دلیل داشتن خصوصیت فعالیت سطحی، زیست تخریب پذیری، دامنه گسترده ای از شاخص hlb ( از 1 تا 16) و عدم سمیت به طور گسترده در محصولات مختلف غذایی و نیز محصولات دارویی و آرایشی قابل استفاده هستند. با در نظر گرفتن کاربرد وسیع امولسیفایرها در صنعت غذا، در این مطالعه با استفاده از ایزومر 9-سیس،11-ترانس( فعالترین ایزومر cla از نظر بیولوژیکی) اقدام به تولید امولسیفایری با خاصیت زیست فعال شده است. برای این منظور ابتدا cla با استفاده از روغن کرچک و به روش شیمیایی تولید و به منظور به حداکثر رساندن تولید ایزومر 9-سیس،11-ترانس، شرایط واکنش از نظر عوامل تاثیرگذار بهینه شد. سپس با استفاده از واکنش آنزیمی اقدام به جداسازی این ایزومر با خلوص قابل قبول از سایر ایزومرهای موجود در مخلوط واکنش شده و به علاوه بهینه سازی شرایط واکنش نیز صورت پذیرفت. در نهایت پس از تعیین حلال، آنزیم و کربوهیدرات مناسب برای تولید منو استر قندی حاوی ایزومر 9-سیس،11-ترانس، اقدام به بهینه سازی شرایط این واکنش آنزیمی شده و پس از خالص سازی استر تولیدی، ویژگیهای سورفاکتانتی و پتانسیل استفاده از آن برای کاربردهای غذایی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا پس از خالص سازی رسینولئیک اسید در روغن کرچک تا بیش از 98 درصد، واکنش تبدیل آن به cla با استفاده از koh به عنوان کاتالیزور در اتانول انجام شد و پس از بهینه سازی شرایط واکنش از نظر دما، مدت زمان و میزان کاتالیزور، مقدار ایزومر 9- سیس، 11-ترانس در محیط واکنش به 4/54 درصد رسید. در مرحله دوم، خالص سازی ایزومر 9-سیس،11- ترانس از سایر ایزومرها از طریق استریفیکاسیون این ایزومر با ال-منتول توسط آنزیم candida rugosa انجام شد. پس از بهینه سازی شرایط واکنش مشخص شد که مقدار آنزیم، مدت زمان واکنش و نسبت مولی cla به منتول از عوامل تاثیرگذار بر خالص سازی این ایزومر بوده و بعلاوه اثر متقابل معنی داری بین مقدار آنزیم و دما، مقدار آنزیم و زمان و نیز دما و ph مشاهده شد. در نهایت با بهینه سازی شرایط واکنش، ایزومر 9-سیس، 11- ترانس با خلوص 5/82% از سایر ایزومرها جداسازی شد. در بخش سوم این تحقیق قابلیت دو آنزیم tl im و novozyme 435 در تولید استر قندی با استفاده از فروکتوز و ساکارز در چهار حلال شامل اتانول، اتیل متیل کتون، اتیل استات و استونیتریل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از لیپاز tl im در حلال استونیتریل بیشترین میزان استر قندی به صورت فروکتوز منو استر و با میزان حدود mg/ml5 در محیط واکنش تولید خواهد شد. در بهینه سازی شرایط واکنش برای حداکثر تولید فروکتوز منو استر مشخص شد که مقدار آنزیم، نسبت مولی قند به اسید چرب، مقدار غربال مولکولی و نیز دما از عوامل تاثیرگذار بر تولید استر قندی بوده و در نهایت غلظت mg/ml 5/6 از این ترکیب در محیط واکنش تحت شرایط بهینه حاصل شد. خالص سازی منواستر تولیدی و بررسی ویژگیهای امولسیفایری آن نشان داد که استر قندی تولید شده دارای خواص امولسیفایری مناسب و قابل قبولی می باشد به طوریکه از نظر پایداری امولسیون و کاهش در کشش سطحی مشابه و حتی بهتر از نتایج گزارش شده برای استرهای قندی مشابه عمل کرده است.

در این پروژه، روشی ساده برای سنتز آمید ها و نیتریل ها با استفاده از آلدوکسیم ها و کتوکسیم ها در حضور مایع-یونی[bmim][c12h25so3-] تحت ریز موج شرح داده شده است. در ابتدا مایع یونی [bmim][c12h25so3-] به روش جانشینی دوگانه ی آنیونی سنتز شد و بعد واکنش سنتز نیتریل وآمید توسط این مایع یونی در ریز موج انجام شد. روشی که به-کار رفته است به این صورت است که در ابتدایک نوع از آلدوکسیم ها یا کتوکسیم ها با پارا تولوین سولفونیک اسید (به عنوان کاتالیزور) و مایع یونی [bmim][c12h25so3-] را مخلوط کرده و واکنش به مدت 10 ثانیه تحت تابش ریزموج با توان 500 وات قرار گرفت. و در نهایت نیتریل ها و آمید ها با راندمان عالی تولید شدند. به عنوان مثال سالیسالدهید اکسیم و 3،4-دی-متوکسی بنزالدهید اکسیم با مایعات یونی [bmim][c12h25so3-]، [ppim]br و [bmim]br تحت تابش ریز موج قرار داده شدند و سالیسیل نیتریل و 3 و 4 - دی متوکسی بنزونیتریل با بهره ی 44تا 99 درصد تهیه شدند. سنتز سالیسیل نیتریل بدون استفاده از کاتالیزور پارا تولوین سولفونیک اسید منجر به تولید درصد کمی از این نیتریل(حدود 20 درصد) شد که این راندمان نشان-دهنده ی خواص کاتالیزوری پارا تولوین سولفونیک اسید در این واکنش می باشد . نیتریل ها و آمید های به دست آمده توسط تکنیک ftir شناسایی شدند. مخلوط اکسید های فلزی zro2-tio2 با نسبت مولی1 zr/ti= با استفاده از سورفاکتانت و بدون استفاده از سورفاکتانت، با روش سل- ژل تهیه شد. کاتالیزورهایی با درصد های مختلف h3po4 (35- 0 درصد)، با استفاده از این مخلوط اکسیدهای فلزی تهیه شدند و از این کاتالیزورها در واکنش آب گیری از 2- اکتانل، استفاده شد. شناخت ساختار این بسترها توسط روش های مختلفی مانند اندازه گیری جذب n2، طیف سنجی ir، جذب- واجذب پیریدین و پراش پرتو ایکس انجام گرفت. فعالیت کاتالیزوری بالا همراه با گزینش پذیری خوب برای آب گیری از 2- اکتانل، با کاتالیزور surf h3po4/ zro2- با 15 درصد وزنی فسفریک اسید در دمای c?350 به دست آمد.

در این پروژه، تثبیت لیپاز کاندیدا رگوسا روی بنتونیت اصلاح شده و اصلاح نشده شرح داده شده است. اثر خصلت آب دوستی و آب گریزی بستر، قابلیت استفاده ی مجدد و رفتار سینیتیکی آنزیم تثبیت شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت تک لایه (bms)، برای تثبیت آنزیم لیپاز بهترین بستر بود. فعالیت آنزیم تثبیت شده، تحت شرایط مختلف بررسی شد. اثر عوامل مختلفی مانند غلظت محلول آنزیم، ph و دما، زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر و متغیرهای ترمودینامیکی مختلف نیز ارزیابی شد. فعالیت لیپاز روی بنتونیت بدون سورفکتانت (na-بنتونیت)، bms، و بنتونیت اصلاح شده با سورفکتانت دو لایه (bbs) در ph بهینه، به ترتیب 2/7%، 6/56% و 6/3% بود. ایزوترم جذب، با معادله های لانگمویر و فرندلیخ مطابقت داشت. مقدار لیپاز تثبیت شده روی na-بنتونیت، bms و bbs در بیشترین فعالیت، به ترتیب 6/42%، 2/61% و 3/28% بود. اثر غلظت سوبسترا روی فعالیت آنزیمی لیپاز آزاد و تثبیت شده، مطابقت خوبی با معادله ی میکاییلیس-منتن داشت. آنزیم تثبیت شده روی bms، فعالیتی قابل مقایسه با آنزیم آزاد داشت و فعالیت آن پس از 60 روز انبارداری در دمای °c30، همانند روز نخست بود. همچنین، پایداری حرارتی آنزیم آزاد و تثبیت شده نیز در این پروژه بررسی شد. آلکالین فسفاتاز روده ی گوساله نیز، بر روی بنتونیت اصلاح شده و اصلاح نشده تثبیت شد. فعالیت آنزیم تثبیت شده، تحت شرایط مختلف بررسی شد. اثر عوامل مختلفی مانند غلظت محلول آنزیم، ph و دما، زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر و متغیرهای ترمودینامیکی مختلف نیز ارزیابی شد. بیشترین فعالیت آنزیم آزاد و تثبیت شده، با محلول ذخیره ی آنزیم در بافر فسفات 1/0 مولار در 7= ph به دست آمد. بیشترین فعالیت آنزیم آزاد و تثبیت شده، در 10= ph حاصل شد. بهترین زمان به هم خوردن محلول آنزیم و بستر، دو ساعت در دمای °c4 بود. ایزوترم جذب، با معادله ی لانگمویر، مطابقت داشت. اثر غلظت سوبسترا روی فعالیت آنزیمی آلکالین فسفاتاز آزاد و تثبیت شده، مطابقت خوبی با معادله ی میکاییلیس-منتن داشت. آنزیم تثبیت شده روی na-بنتونیت و bbs، فعالیتی قابل مقایسه با آنزیم آزاد داشت و فعالیت آن پس از 70 روز انبارداری در دمای °c30، همانند روز نخست بود. همچنین، پایداری حرارتی آنزیم آزاد و تثبیت شده و مقاومت آن ها در برابر آنزیم های پروتیین کافت نیز در این پروژه بررسی شد. مخلوط اکسیدهای فلزی zro2-tio2 با نسبت مولی 1 zr/ti = با استفاده از سورفکتانت و بدون استفاده از سورفکتانت، با روش سل-ژل تهیه شد. کاتالیزور هایی با درصدهای مختلف h3po4 (35-0 درصد)، با استفاده از این مخلوط اکسیدهای فلزی تهیه شدند و از این کاتالیزور ها در واکنش آب گیری از 1-اکتانل، استفاده شد. شناخت ساختار این بسترها توسط روش های مختلفی مانند اندازه گیری های جذب n2، طیف سنجی ir، جذب-واجذب پیریدین و پراش پرتو ایکس انجام گرفت. فعالیت کاتالیزوری بالا همراه با گزینش پذیری خوب برای آب گیری از 1-اکتانل، با کاتالیزور h3po4/zro2-tio2-surf با 15 درصد وزنی فسفریک اسید در دمای c?350 به دست آمد. فعالیت کاتالیزور، طی 8 ساعت با کاتالیزور h3po4/zro2-tio2-surf با 15 درصد وزنی فسفریک اسید در دمای c?350 مورد بررسی قرار گرفت که نتایج، حکایت از فعالیت بالای این کاتالیزور دارد. این کاتالیزور می تواند پس از گذشت مدت زمان 8 ساعت از واکنش، همچنان در واکنش آب گیری از 1-اکتانل فعال باشد. پاراستامول، از طریق نوآرایی بکمن 4-هیدروکسی استوفنون اکسیم در فاز مایع، روی کاتالیزور %h3po4/al-mcm-41 30 با نسبت مولی 70= sio2/al2o3سنتز شد. پاراستامول، یک داروی ضد تورم غیر استروییدی بسیار ارزشمند است که کاربرد وسیعی در درمان ورم مفاصل، درد و تب در بیماران مختلف مانند کودکان، زنان حامله و افراد مسن دارد. بستر al-mcm-41 با استفاده از منابع مختلف آلومینیوم ساخته شد. حلال های بی پروتون قطبی با ثابت دی الکتریک بالا یا خصلت قطبی زیاد، برای این نوآرایی مناسب ترند و استن، بهترین حلال برای این نوآرایی بود. درصد تبدیل4- هیدروکسی استوفنون اکسیم، با افزایش میزان h3po4 نشانده شده افزایش یافت و در h3po4 30% به بالاترین مقدار خود (100%) رسید. افزایش بیشتر h3po4، منجر به کاهش درصد تبدیل می شد. در بهترین شرایط واکنش، گزینش پذیری نسبت به محصول پاراستامول و درصد تبدیل4- هیدروکسی استوفنون اکسیم، 100 درصد بود. تأثیر متغیرهای دیگر نیز بر روی کارایی واکنش، مورد بررسی قرار گرفت.

در این پروژه ابتدا نسبت های مولی مختلف sio2/al2o3 از al-mcm-41 طبق بررسیهای قبلی سنتز شدند و مقادیر متفاوتی اسید فسفریک روی آنها نشانده و این کاتالیزورها در واکنش استری شدن به منظور تولید هگزیل و بوتیل استات در فاز گازی مورد استفاده قرار گرفتند. نتیجه حاصل، گزینش پذیری بالا نسبت به محصول و درصد تبدیل بالای الکل توسط این کاتالیزورها بود. خواص ساختاری، خواص سطح و مواضع لوییس و برونشتد برخی از کاتالیزورهای تهیه شده توسط تکنیک هایی مانندxrd،bet وsi-mas-nmr بررسی گردید. کاتالیزور بهینه در واکنش های مربوطه شرکت کرد و هر واکنش را از نظر دما، سرعت تزریق مخلوط واکنش بهینه نمودیم. در نهایت کارایی کاتالیزور پس از هر ساعت از واکنش، برای مدت 18 ساعت بررسی شد. نتایج نشان داد که کاتالیزور(70)% h3po4/al-mcm-4130 برای واکنش اسید استیک با 1-هگزانول و کاتالیزور(150) al-mcm-41برای واکنش با 1-بوتانول بهترین کاتالیزورها بودند. به نظر می رسد که خواص آب گریزی، اسیدیته کل کاتالیزورها و طول زنجیر گروه آلکیل در الکل نقش مهمی در میزان درصد تبدیل و گزینش پذیری واکنش ایفا می کند.

در این پروژه رفتار کاتالیستی دو کاتالیست جدید سنتز شده بر پایه مخلوط فلزی sio2-al2o3 در واکنش اکسایش ترکیب-های سیکلوآلکن مورد بررسی قرار گرفته است. مخلوط اکسید فلزی sio2-al2o3 به روش سل ژل تهیه شد در مرحله بعد دی-کلرو دی متیل سیلان به این اکسید فلزی اضافه شد بعد از آن آلدهید آروماتیک را روی بستر به دست آمده تثبیت کردیم و از (dien) برای تهیه باز شیف استفاده کردیم. برای تکمیل سنتز لیگاند مورد نظر سالیسل آلدهید با ترکیب به دست آمده از مرحله قبل وارد واکنش شد. تهیه مخلوط اکسید فلزی تا تشکیل کامل لیگاند با روش های ftirو uvبررسی شد و در نهایت لیگاند به دست آمده را برای تهیه کمپلکسی که فرایند سنتزی ما را کاتالیز کند با mncl2.4h2o وارد واکنش کردیم. ساختار کاتالیست به دست آمده از نقطه نظر توزیع قطر حفره ها، مساحت سطح با تکنیک های semو bet بر رسی شد و در واکنش اکسایش چند سیکلوآلکن از جمله سیکلوهگزن، سیکلواکتن و آلفاپاینن مورد استفاده قرار گرفت. تمام مراحل یاد شده در مورد کمپلکس سنتز شده بر پایه co(ch3coo)2.4h2o تکرار و نتایج به دست آمده با هم مقایسه شد. لازم به ذکر است در این فرایند از tbhp آلی به عنوان اکسنده و از سیکلوهگزان به عنوان حلال استفاده شد و محصولات واکنش به روش gc-mass شناسایی شدند و میزان درصد تبدیل و گزینش پذیری برای آنها تعیین شد.

همانطور که ذکر شد در بخش اول اکسایش سیکلوهگزن مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور هیبریدهای مایع یونی-هتروپلی اسید سنتز شدند. از مایعات یونی بر پایه متیل ایمیدازولیوم و هتروپلی اسیدهای کیگنی فسفومولیبدیک اسید و فسفوتنگستیک اسید جهت سنتز هیبریدهای مایع یونی-هتروپلی اسید استفاده شد و پس از جایگزینی هیدروژن/ هیدروژن های هتروپلی اسید توسط بخش کاتیونی مایع یونی کاتالیزورهای مربوطه سنتز گردیدند. جهت شناسایی کاتالیزورهای سنتز شده از آنالیزهایی چون sem ،tg ، xrd، bet و ft-ir بهره گرفته شد. در مرحله بعد پس از حصول اطمینان از سنتز کاتالیزورهای هیبریدی مایع یونی-هتروپلی اسید، فعالیت کاتالیروری آنها در واکنش اکسایش سیکلوهگزن با استفاده از هیدروژن پراکسید و اکسیژن مولکولی بررسی شد. بهترین راندمان و گزینش پذیری نسبت به محصول آدیپیک اسید با اکسنده هیدروژن پراکسید و کاتالیزور 1-بوتیل-3-متیل-ایمیدازولیوم دی هیدروژن فسفو تنگستات حاصل شد. با استفاده از این کاتالیزور و با کمک اکسیژن مولکولی به عنوان اکسنده در محیط آبی بالاترین راندمان و گزینش پذیری نسبت به محصول 2-سیکلوهگزن-1–اُن به دست آمد. به منظور رسیدن به بالاترین راندمان و گزینش پذیری تمامی عوامل موثر بر واکنش از جمله دما، زمان، مقدار کاتالیزور، نسبت اکسنده به سیکلوهگزن و فشار اکسیژن بهینه سازی شد. همچنین در ادامه این بخش اکسایش سیکلوهگزن با استفاده از نانو ذرات طلای سنتز شده بر روی بستر کیتوسان تیول دار نیز مورد بررسی قرار گرفت. پس از حصول اطمینان از سنتز نانو ذرات و شناسایی کاتالیزور با استفاده از آنالیزهایی چون xps، tem، bet، ft-ir، chns و uv-vis، فعالیت کاتالیزوری ماده سنتز شده در اکسایش سیکلوهگزن در شرایط بدون حلال و اکسیژن مولکولی به عنوان اکسنده مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تمام عوامل موثر بر واکنش همچون دما، زمان، فشار اکسیژن و مقدار کاتالیزور بهینه سازی شد. بهترین راندمان و گزینش پذیری تحت شرایط بهینه نسبت به محصول 2-سیکلوهگزن-1-اُن به دست آمد. در بخش دوم این رساله با توجه به اهمیت حسگرها در تعیین گونه های حیاتی بدن، تصمیم گرفته شد تا با سنتز نانو ذراتی چون طلا و مس، رفتار الکتروکاتالیزوری آنها به عنوان حسگر آب اکسیژنه و گلوکز تحت شرایط غیر آنزیمی مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور هیبریدهای مشتق کیتوسان-گرافیت و مشتق کیتوسان- نانو لوله کربن سنتز شده و نانو ذرات فلزی بر روی این بسترها سنتز و تثبیت گردیدند. استفاده از کیتوسان به دلیل ماهیت غیر رسانای آن و بنابراین نداشتن پاسخ الکتروشیمیایی و حساسیت مطلوب توصیه نمی شود، بنابراین با سنتز هیبریدی از کیتوسان و مشتقات آن به همراه گرافیت یا نانو لوله کربن می توان به این مشکل غلبه کرد. به منظور بررسی نقش بستر در سنتز و توزیع نانو ذرات از لیگاندهای مختلفی چون 1،2- دی اتان تیول و دی اتیلن تری آمین برای اصلاح کیتوسان استفاده شد. شناسایی بسترهای سنتز شده توسط تکنیک هایی چون chn، bet و xps صورت گرفت. همچنین پس از سنتز نانو ذرات بر روی بسترهای مربوطه، نانو کاتالیزورها حاصل شده توسط آنالیزهای چون xps، tem و bet مورد شناسایی قرار گرفتند. در مرحله بعد رفتار الکتروکاتالیزوری نانو ذرات طلا در واکنش های الکترواکسایش گلوکز و آب اکسیژنه و نانو ذرات مس در واکنش های الکترواکسایش گلوکز و الکتروکاهش آب اکسیژنه با استفاده از ولتاموگرام های چرخه ای آنها مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز نمونه حقیقی برای بررسی امکان استفاده از الکترود اصلاح شده از لحاظ کاربردی نیز نشان داد که حسگرهای جدید سنتز شده در تعیین گونه هایی چون آب اکسیژنه و گلوکز داراری پاسخ آمپرومتری مطلوبی بوده و بنابراین روش پیشنهادی در استفاده از این حسگرها روشی ساده همراه با گزینش پذیری بالا و دقیق می باشد.

تولوئن مایعی نامحلول در آب است که به عنوان واکنشگر شیمیایی و همچنین به عنوان حلال در صنایع پلاستیک کاربرد دارد زایلن به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات پتروشیمی و به عنوان حلال در تولید حشره کش ها و رنگ ها کاربرد دارد. در پروژه اول کاتالیست hydroxyapatite/fecl3 سنتز و شناسایی شد وبرای تولید تولوئن و زایلن مورد استفاده قرار گرفت شناسایی کاتالیست به وسیله انلیزهای xrd,fe-sem-edax انجام شد ونتایج واکنش با آنالیز gc بررسی شد. در پروژه دوم نانو کاتالیست مس سولفید تثبیت شده بر سبوس برنج به روش همرسوبی سنتز شد و به منظور بهبود خواص فتوکاتالیستی مس سولفید از دوپه کردن آن با نیکل(ii)استفاده شد. در ادامه فرایند حذف اسیداورانژ (ii)تحت تابش فرابنفش و مرئی مورد بررسی قرار گرفت. در انجام واکنش پارامترهای مختلف از جمله مقدار کاتالیست، غلظت اولیه رنگ، درصد نیکل (ii)، تکرارپذیری واکنش مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

این پایان نامه شامل دو بخش است بخش اول تهیه ی آلکیل بنزن خظی از طریق واکنش ترانس آلکیلاسیون 4،1- دی دودسیل بنزن با تولوئن در حضور زئولیت اسیدی است . از این ماده به عنوان الگویی مشابه با آلکیل بنزن های سنگین استفاده شد. بخش دوم سنتز حسگرهای گلوکز از طریق عامل دار کردن نانولوله ی کربنی چند لایه به عنوان یک بستر مناسب برای این کار است، که در این پروژه دو بستر با لیگاند انتهایی متفاوت سنتز شد و سپس نانو ذره ی نقره بر روی آن ها تثبیت شد. در صنایع پتروشیمی از واکنش بنزن با اولفین ها ابتدا آلکیل بنزن خطی(lab) تهیه شده و سپس به آلکیل بنزن سولفونات تبدیل می شود.در مسیر واکنش اولفین با بنزن علاوه بر تولید lab آلکیل بنزن سنگین(hab) نیز تولید می شود که شامل 2 یا 3 استخلاف آلکیل است. بنابراین در این پروژه سعی بر این بود که ترکیب hab از طریق واکنش ترانس آلکیلاسیون به lab تبدیل شود. از 4،1- دی دودسیل بنزن به عنوان ترکیبی مشابه با hab استفاده شد و واکنش در حضور زئولیت بتا با نسبت 38=sio2/al2o3 در دو سامانه متفاوت ناپیوسته و پیوسته انجام شد. از تولوئن زیر و فوق بحرانی برای انجام واکنش در شرایط پیوسته استفاده شد. شرایط بهینه در دو سامانه به-دست آمد و عملکرد زئولیت های بتا و موردنیت سنتز شده با نسبت های مختلف از sio2/al2o3 در شرایط بهینه بررسی شد و بهترین کاتالیست معرفی گردید. سپس واکنش ترانس آلکیلاسیون hab با تولوئن در شرایط بهینه ودر حضور بهترین کاتالیست انجام شد. گزینش پذیری آلکیل بنزن خطی در تمام شرایط به دست آمد. بالاترین گزینش پذیری مربوط به زئولیت بتا با نسبت 38=sio2/al2o3 بود و تفاوت زیادی در گزینش پذیری آلکیل بنزن خطی در دوسامانه ی ناپیوسته و پیوسته برای این زئولیت مشاهده نشد. در صورتی که از بنزن به جای تولوئن استفاده شود می توان با حذف بعضی از واکنش های جانبی گزینش پذیری در محدوده ی آلکیل بنزن خطی را افزایش داد. حسگرهای گلوکز از موفق ترین حسگرهای موجود در بازار هستند که به اندازه گیری غلظت گلوکز خون می پردازد. در این پروژه طی چند مرحله نانولوله ی کربنی چند لایه عامل دار شد، دو بستر با انتهای متفاوت آمین دار و تایول دار سنتز شد؛ تفاوت سنتز آن ها در مرحله ی آخر عامل دار شدن است. نانو ذره ی نقره بر روی بسترهای ساخته شده تثبیت شد و جهت انجام کارهای الکتروشیمیایی در اختیار آزمایشگاه تجزیه قرار داده شد.

یکی از مهم ترین مسائل که در بعضی صنایع بخصوص صنعت نساجی وجود دارد، حذف آلاینده های رنگی از فاضلاب است. تخریب این رنگ ها در طبیعت به آسانی صورت نمی گیرد. یکی از روش هایی که برای حذف این آلاینده ها استفاده می شود، تخریب آن ها در یک واکنش فتوکاتالیتیکی و در حضور نیمه رساناهای جامد است. در پروژه اول فتوکاتالیست های pcac/cds و pcac/cds/cu(ii) سنتز و توسط روش های مختلف شناسایی شدند. سپس فتوکاتالیست سنتز شده به منظور حذف رنگ اسید اورانژ(ii) مورد استفاده قرار گرفتند. در انجام واکنش پارامترهای مختلف از جمله مقدار کاتالیست، غلظت اولیه رنگ، درصد وزنی cu(ii) و ph مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شد. فتوکاتالیست های سنتز شده کارایی بالایی را برای حذف رنگ های آزو از خود نشان دادند. در پروژه دوم کاتالیست fecl3/hap سنتز و شناسایی شد و برای تولید بنزوفنون مورد استفاده قرار گرفت که به عنوان جاذب نور فرابنفش در بسته بندی و پوشش ها استفاده می شود. در این پروژه نیز پارامترهای موثر از جمله مقدار کاتالیست، زمان، دما و درصد وزنی fecl3 مورد بررسی قرار گرفت.

امروزه مشتقات t- بوتیل فنل از اهمیت بسیار زیادی در صنعت برخوردار هستند. بطور مثال از این ترکیبات به عنوان حدواسطی برای ساخت آفت کش ها، خوشبو کننده ها، چاشنی ها، حدواسط های دارویی, کرومانها, فنانتهای مورد استفاده در فرایند تولید برخی از روان کننده ها, دسته وسیعی از رزین ها، استرهای فسفات، قارچ کش ها، جوهر چاپ، مینای سیم ها، آنتی اکسیدانت ها, عامل تثبیت کننده پلی وینیل کلرید (pvc) , جاذب پرتو uv, رنگینه ها و تولید برخی از ترکیبات مورد استفاده در کشاورزی استفاده می شود. از میان کاتالیزور های ناهمگن, غربال مولکولی mcm-41 به دلیل داشتن سطح بزرگ، منافذ حجیم و پایداری حرارتی بالا در سال های اخیر مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا غربال های مولکولی al-mcm-41 با نسبت های sio2/al2o3 مختلف سنتز و سپس بوسیله نشاندن درصد های وزنی مختلفی از h3po4 بر روی سطح کاتالیزور فعال شدند. جهت شناسایی ساختار کاتالیزور های سنتز شده, طیف های xrd, ft-ir, si-mas-nmr آنها مورد بررسی قرار گرفت و مساحت سطح کل, سطح خارجی, سطح داخلی وحجم منافذ به روش b.e.t و میزان اسیدیته آنها نیز به روش جذب پیریدین اندازه گیری شد. در مرحله بعد واکنش آلکیلاسیون فنل توسط t- بوتانل بر روی تعدادی از این کاتالیزور ها در محدوده دمایی 110 تا 220 درجه سانتی گراد انجام شد و پس از به دست آوردن دمای بهینه به بررسی اثر درصد وزنی h3po4 نشانده شده روی سطح کاتالیزور و نسبت مولی sio2/al2o3 بر گزینش پذیری محصول 4- t- بوتیل فنل و درصد تبدیل فنل در واکنش مذکور پرداخته شد. سپس به منظور بهینه سازی عواملی نظیر نسبت مولی t- بوتانل به فنل به عنوان خوراک واکنش و whsv, واکنش هایی بر روی کاتالیزور (70)%h3po4/al-mcm-41 30 به عنوان بهترین کاتالیزور انجام شد. همچنین تاثیر مدت زمان واکنش و مقادیر مختلف آب بر گزینش پذیری و فعالیت کاتالیزور نیز مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین میزان گزینش پذیری نسبت به محصول 4- t- بوتیل فنل بالغ بر 79 درصد و بالاترین میزان درصد تبدیل فنل برابر با 6/78 درصد تحت شرایط بهینه به دست آمد. در نهایت به منظور مقایسه گزینش پذیری و فعالیت این کاتالیزور با سایر کاتالیزور های سنتز شده در آزمایشگاه واکنش t- بوتیلاسیون فنل بر روی کاتالیزور های h3po4/zro2-tio2 حاوی 15 درصد وزنی اسید فسفریک، h3po4/zsm-5 حاوی 15 درصد وزنی اسید فسفریک با نسبت مولی 60= sio2/al2o3،h3po4/si-mcm-41 حاوی 30 درصد وزنی اسید فسفریک و h-al-mcm-41 با نسبت مولی 70= sio2/al2o3 نیز انجام شد. نتایج این تحقیق و مقایسه آن با سایر تحقیقات نشان می دهد که کاتالیزور (70)%h3po4/al-mcm-41 30 یکی از بهترین کاتالیزور ها برای انجام واکنش آلکیلاسیون فنل توسط t- بوتانل می باشد و از گزینش پذیری و فعالیت بسیار خوبی برخوردار است.

نیتریل های آروماتیک مواد مهم و پر کاربردی در صنایع داروسازی، کشاورزی، رزین ها و رنگ ها هستند. برای مثال بنزونیتریل به عنوان یک پیش ماده برای تولید رزین و فیبر استفاده می شود، مشتقات بنزونیتریل از قبیل دی کلوبنیل(2،6- دی کلرو بنزونیتریل) و برمواکسینیل به طور گسترده به عنوان علف کش کاربرد دارند. همچنین نیتریل ها به آسانی به انواع دیگر ترکیبات از قبیل کربوکسیلیک اسیدها، آمین ها، آلدئیدها، کتون ها، استرها و... تبدیل می شوند. اغلب فرآیندهای سنتزی چند مرحله ای نظیر تولید داروهایی مانند ایبوپروفن و کتوپروفن از حدواسط مهم نیتریل عبور می کنند. در سال های اخیر غربال مولکولی mcm-41 به دلیل داشتن سطح بزرگ، منافذ حجیم و پایداری حرارتی بالا به عنوان یک کاتالیزور ناهمگن، مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا کاتالیزور al-mcm-41 با نسبت های sio2/al2o3 مختلف سنتز و سپس به وسیله نشاندن درصدهای وزنی متفاوتی از h3po4 بر روی سطح آن فعال شدند. جهت شناسایی ساختار کاتالیزورهای سنتز شده، طیف های xrd، ft-ir، si-mas-nmr آن ها مورد بررسی قرار گرفت و مساحت سطح کل، سطح خارجی، سطح داخلی وحجم منافذ به روش bet و میزان اسیدیته آن ها نیز به روش جذب پیریدین اندازه گیری شد. در مرحله بعد، واکنش آبگیری از سینامالدوکسیم بر روی تعدادی از این کاتالیزورها در محدوده دمایی 60 تا 180 درجه سانتیگراد انجام شد و پس از به دست آوردن دمای بهینه به بررسی اثر درصد وزنی h3po4 نشانده شده روی سطح کاتالیزور و نسبت مولی sio2/al2o3 بر گزینش پذیری محصول سینامونیتریل و درصد تبدیل اکسیم در واکنش پرداخته شد. به منظور بهینه سازی عواملی نظیر نوع حلال و نوع اسید نشانده شده بر روی بستر واکنش هایی بر روی کاتالیزور (70)%h3po4/al-mcm-41 30 به عنوان بهترین کاتالیزور انجام شد. همچنین تعداد دیگری نیتریل به روش آبگیری از آریل آلدوکسیم سنتز و نتایج همراه با طیف ft-ir هر یک از محصول ها ثبت گردید.

در این پروژه هدف اصلی انجام واکنش اکسایش اتیل بنزن و تولید استوفنون به عنوان محصول اصلی، با استفاده از کاتالیست ناهمگن بود در نتیجه بر آن شدیم کاتالیست ناهمگنی را بر پایه تثبیت پورفیرین بر روی سیلیکاژل طراحی کنیم. برای این منظور پورفیرینی را که دارای گروه عاملی استری بود به نام 5،10،15،20-تتراکیس (4-متوکسی کربونیل فنیل)پورفیرین را سنتز کرده و آن را با استفاده از واکنش تشکیل آمید بر روی سیلیکاژل اصلاح شده (حاوی گروه عاملی آمینی) تثبیت نمودیم و در نهایت پورفیرین تثبیت شده به صورت کمپلکس با منگنز(iii) درآمد. برای تأیید سنتز کاتالیست فوق به نام sf-atps-mn(iii)tmcpp از تکنیک های ft-ir، uv-vis جامد، chn، tga و bet استفاده شد. در نهایت از این کاتالیست برای اکسایش اتیل بنزن استفاده شد وسپس برای افزایش درصد تبدیل اتیل بنزن و گزینش پذیری استوفنون به عنوان محصول اصلی، شرایط مختلف واکنش از جمله دما، حلال، زمان واکنش، اکسنده، نسبت مولی اتیل بنزن:اکسنده بهینه گردید.

دینامیک مولکولی (md) یک نوع شبیه سازی کامپیوتری می‏باشد که در آن اتم ها و مولکول ها اجازه می‏یابند برای یک گام زمانی تحت قوانین شناخته شده ی فیزیک برهمکنش داشته باشند و تصویری از حرکت اتم ها را به دست می دهد . از این روش برای مطالعه‏ی بسیاری از سیستم های فیزیکی استفاده می‏شود. در این پایان نامه از این روش برای شبیه‏سازی دو فاز حالت جامد آسپیرین? دارویی که امروزه موارد مصرف زیادی برای آن شناخته شده است? استفاده شده است. محاسبات md درk100، k 123 و k 180 و فشارm at1 به منظرر مطالعه انرژی وساختار مر بوط به دو فاز انجام شد. میدان نیرویی که در این تحقیق برای آسپیرین بکار برده شد، میدان نیروی r ambe و نرم افزار مورد استفاده بود ومولکول های آسپیرین بصورت صلب در نظر گرفته شدند.گام زمانی برای این شبیه سازی ها fs? می باشد. نتیجه مهم این شبیه‏سازی ها این بود که انرژی فرم ii پایین‏تر از فرم i بود. همچنین ساختار دو فاز حالت جامدآسپیرین با استفاده از تا بع توزیع شعاعی تعیین شد. بخش دوم این پایان نامه به شبیه‏سازی md محلول‏های آسپیرین (فرم i) در حلال‏های آ ب ( دمای k??? )و متانول (دمای k??? ) اختصاص یافت. با استفاده از نتایج شبیه‏سازی، انرژی حلالیت و دانسیته هر یک از محلول‏ها وهمچنین کمیت هایی همچون انرژی مولی جزئی و حجم مولی جزئی در محدوده‏ی غلظت مشخص? محاسبه شده است . مقایسه مقادیر انرژی حلالیت آسپیرین در متانول با انرژی حلالیت آن در آب نشان می‏دهد که آسپیرین در متانول راحت تر حل می‏شود. همچنین نتایج مربوط به انرژی‏های پیکربندی ، نشان می‏دهد تغییرات انرژی پیکر‏بندی بر حسب غلظت خطی است و انرژی مولی جزئی مقداری ثابت می‏باشد. حلالیت دو فاز محلول آسپیرین نیز با استفاده از تا بع توزیع شعاعی مورد بررسی قرار گرفت. در انتها نتایج مربوط به محاسبات دینامیک مولکولی فاز محلول آسپیرین در آب با نتایج مربوط به محاسبات گوسین فاز گاز کمپلکس های آب- آسپیرین مقایسه شد.

روش هایی که برای برم دار کردن گزارش شده است مستلزم استفاده از برم مایع است که سمیت و خطرات زیادی را به همراه دارد. بنابراین روشهای مختلفی برای برم دار کردن در حضور این معرف پیشنهاد شده است. در این تحقیق ما از روش برم دار کردن اکسایشی استفاده کردیم.ما برم دار کردن ترکیب های ?-کتواستر و1،3- دی کربونیل ها را در حضور mg-al-ldh و به کمک br3- ایجاد شده بر روی بستر ldh تحت شرایط سه فازی انجام دادیم. که توسط اکسایش br- بوسیله v2o5/h2o2 وoxone استفاده شد. برای تأیید سنتز کاتالیزور از تکنیک های xrd ، ft-ir وuvجامد استفاده شد. سپس برای افزایش بازده، شرایط واکنش ازجمله دما، زمان، مقدار پتاسیم برمید و مقدار اکسون و مقدار mg-al-co3-ldh بهینه گردید. در قسمت دوم این تحقیق، مخلوط اکسیدهای فلزی zro2-tio2 با نسبت مولی 1 zr/ti = تهیه شدند و اصلاح خاصیت کاتالیزوری این ترکیبات توسط فسفریک اسید با سورفکتانت وبدون سورفکتانت انجام گرفت. شناخت ساختار اسیدی کاتالیزورهای h3po4/zro2–tio2 توسط روش جذب و واجذب پیریدین صورت پذیرفت.واکنش نیتراسیون فنل درحضور نیتریک اسید در فاز مایع بر روی کاتالیزورهای تهیه شده انجام شد. که نتیجه حاصله، گزینش پذیری بالا نسبت به محصول 2- نیتروفنل و درصد تبدیل بالای فنل توسط این کاتالیزور بود شرایط مختلف واکنش (دما، زمان، نسبت مواد اولیه، حلال و...) بهینه شده و کاتالیزور مناسب نیز مشخص گردید.

چکیده امروزه آلودگی محیط زیست توسط ترکیبات آلی موجود در پساب کارخانجات و صنایع مختلف، یکی از معضلات بزرگ در رابطه با سلامت خاک است. وجود آلاینده های آلی در خاک می تواند سبب بروز سمیت برای انسان و سایر موجودات زنده شده و لطمه جبران ناپذیری به محیط زیست وارد سازد. یکی از آلاینده های آلی که توسط صنایع مختلف مانند صنایع غذایی و نساجی وارد خاک می شود 3و3- دی آمینوبنزیدین (dab) است. به منظور شناخت رفتار و سرنوشت dab در خاک و همچنین تاثیری که بر موجودات زنده ساکن خاک می گذارد در این تحقیق، پاسخ برخی فرآیندهای چرخه نیتروژن خاک به این ماده آلاینده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از خاک سطحی (صفر تا 15 سانتی متر) دو منطقه شرودان و جوزدان نمونه برداری مرکب انجام شد. در گام نخست، غلظت های 0، 10، 25، 50 و 100 میلی گرم dab بر کیلوگرم به خاک ها افزوده شد. سپس نمونه های خاک به مدت 30 روز در دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت معادل 50 درصد ظرفیت نگهداری آب در سه تکرار انکوباسیون شدند. در پایان دوره انکوباسیون، فعالیت آنزیم های اوره آز، ال-آسپاراژیناز، ال-گلوتامیناز، فعالیت آرجینین آمونیفیکاسیون و معدنی شدن نیتروژن در شرایط هوازی و بی هوازی اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که در هر دو خاک جوزدان و شرودان، dab فعالیت های آنزیمی خاک و سرعت آرجینین آمونیفیکاسیون را به صورت معنی داری در مقایسه با تیمار شاهد کاهش می دهد. مقدار شاخص حساسیت در غلظت های مختلف dab متفاوت بود به طوریکه در هر سه آنزیم، با افزایش غلظت از 10 به 100 میلی گرم dab برکیلوگرم خاک، شاخص حساسیت کاهش پیدا کرد. با توجه به شاخص حساسیت، در میان آنزیم های مورد مطالعه ال-گلوتامیناز حساس ترین آنزیم به تمام غلظت هایdab بود. در هردو خاک جوزدان و شرودان، معدنی شدن نیتروژن تحت شرایط هوازی و بی هوازی با افزایش غلظت از 10 به 100 میلی گرم dab بر کیلوگرم خاک افزایش معنی داری را نشان داد در حالی که میزان نیتروژن معدنی شده در تمام غلظت ها کمتر از تیمار شاهد بود. در گام دوم، نمونه های خاک با دو غلظت 0 و 100 میلی گرم dab بر کیلوگرم خاک تیمار شدند. به منظور بررسی روند زمانی معدنی شدن نیتروژن، تیمارها در دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت 50 درصد ظرفیت نگهداری آب در یک دوره 60 روزه انکوباسیون شدند. معدنی شدن نیتروژن با زمان در هر دو خاک جوزدان و شرودان، دارای توزیع نمایی بوده و روند آن از سینتیک رده اول تبعیت نمود. اثر dab بر روند معدنی شدن نیتروژن مثبت و به صورت یک فرآیند تدریجی بود که با گذشت زمان تاثیر افزاینده آن مشخص تر گردید. معدنی شدن نیتروژن در تیمار شاهد و غلظت 100 میلی گرم dab بر کیلوگرم خاک در طی هفت روز نخست انکوباسیون کاهش و به دنبال آن با گذشت زمان روند افزایشی رو به رشدی را دنبال کرد. در هفت روز نخست، میزان معدنی شدن نیتروژن در تیمار شاهد، افزایش جزیی را نسبت به تیمار dab نشان داد لیکن با گذشت زمان (پس از هفت روز) میزان معدنی شدن نیتروژن در تیمار dab به طور معنی داری بیشتر از تیمار شاهد شد. افزودن dab به خاک سبب افزایش معنی داری در پتانسیل معدنی شدن نیتروژن خاک (n0) نسبت به تیمار شاهد گردید. به طور کلی چنین استنباط می شود که dab در خاک تجزیه پذیر بوده، لیکن در روزهای نخست ورود به خاک می تواند باعث کندی فرآیند معدنی شدن نیتروژن شده و حتی پس از یک ماه همچنان اثرات سمی آن بر آمیدوهیدرولازهای خاک باقی می ماند.

زئولیت هامودی هستند که به عنوان جاذب تبادلگر و کاتالیزور کاربردهای زیادی دارند. یکی از مهمترین زئولیت ها که به ویژه به عنوان کاتالیزور کاربردهای صنعتی دارد زئولیت zsm-5 می باشد در این پروژه واکنش ایزوپروپیل دار کردن بنزن با 2- پروپانل در شرایط vapor phase بر روی کاتالیست های h3po4-zsm%15 و h-zsm-5 انجام شد و عملکرد این دو کاتالیست برای تهیه کیون که یک ماده حائز اهمیت لز لحاظ صنعتی می باشد، مقایسه شد. ارزیابی کاتالیست ها برای واکنش ایزوپروپیل دار کردن بنزن با استفاده از 2-پروپانل به عنوان معرف آلکیله کننده در یک راکتور شیشه ای با بستر ثابت در فشار اتمسفر با جریان پیوسته در محدوده دمایی 423-673k انجام شد. اثر نسبت مولی sio2/al2o3 زئولیت مقدار h3po4 پارامترهای واکنش از قبیل دمای واکنش نسبت مولی بنزن به 2- پروپانل و زمان انجام واکنش و زمان انجام واکنش tos بررسی شد. بیشترین درصد تبدیل بنزن 12% در دمای 523k بر روی کاتالیست 15%h3po4-zsm-5(60)، (100%) در مقایسه با کاتالیست های h-zsm با فعالیت بیشتر 0/74 در دمای یکسان مشاهده شد.

یکی از مهم¬ترین نگرانی¬های عصر کنونی، حذف آلاینده¬های آلی و صنعتی از محیط زیست است. در این پژوهش، از کیتوسان عامل¬دار شده و نانوکامپوزیت آن برای جذب فلزهای سنگین استفاده شد. هم¬دمای جذب آن¬ها توسط معادله¬های لانگمویر و فرندلیخ بررسی گردید. در نهایت بهترین بستر برای این آلاینده¬ها شناسایی شد و تغییرات زمان، مقدار کاتالیزگر و ph بر روی جذب فلزها مورد بررسی قرار گرفت. نانوکاتالیزگر تیتانیم دی-اکسید تثبیت شده بر روی بسترهای مزوپور به روش سل ژل سنتز شد و به منظور بهبود خواص کاتالیزگر نوری تیتانیم دی¬اکسید از دوپه کردن آن با مس کاتیونی استفاده شد و فرآیند حذف سم کشاورزی تحت تابش فرابنفش مورد بررسی قرار گرفت و کارایی نانوکاتالیزگر سنتزی تأیید شد. با توجه به اهمیت حسگرها در تعیین گونه¬های بدن، سنتز نانوذرات نقره و مس انجام شد و رفتار الکترو کاتالیزگری آن¬ها به عنوان حسگر گلوکز و آب اکسیژنه تحت شرایط غیر آنزیمی مورد بررسی قرار گرفت و از لحاظ کاربردی نیز نشان داده شد که حسگرهای جدید سنتز شده دارای پاسخ آمپرومتری مطلوبی بودند. شناسایی بسترهای سنتز شده توسط تکنیک¬هایی چون ft-ir، chn، tem، sem و xrd مورد شناسایی قرار گرفتند.

تولید صنعتی مشتقات دی هیدروکسی بنزن به خصوص محصول با ارزشمند هیدروکینون با استفاده از فنول به عنوان یک ماده اولیه ارزان و در عین حال مضر برای محیط زیست، در سالهای اخیر گسترش زیادی یافته است. از همین رو در این پروژه تلاش بر آن شد تا با ساخت یک نانوکاتالیست ناهمگن ویژه به منظور افزایش راندمان تولید محصول هیدروکینون با گزینش پذیری بالا هم از اثرات زیست محیطی فنول باقیمانده در محیط جلوگیری کرده وهم راهکاری ارزان و بهینه از لحاظ اقتصادی برای تولید صنعتی هیدروکینون ارائه نماییم.از همین رو نانوذرات مس با تکینیک های تلقیح و اسمز به عنوان روشهایی ارزان و ساده بر روی بستر¬های استخوان کلسینه شده و چوب پیرولیز شده قرار داده شدند و با تکنیک هایی از قبیل ft-ir ، diffuse reflectance uv-vis ، fesem ، bet surface area و icp مورد شناسایی قرار گرفتند و در ادامه پس از انتخاب بهترین نانوکاتالیست از لحاظ اندازه ذرات و توزیع مناسب، برای انجام واکنش اکسیداسیون فنل با استفاده از هیدروژن پرکساید به عنوان عامل اکسنده مورد استفاده قرار گرفتند و فاکتور های تاثیر گذار بر نوع و مقدار محصولات ناشی از اکسایش فنول از جمله دمای واکنش، زمان واکنش، مقدار و نوع نانوکاتالیست، نسبت فنول به اکسنده و مقدار و نوع حلال مورد بررسی قرار گرفتند. این واکنش ها با استفاده از کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی مایع دنبال شدند و در نهایت شرایطی را که در آن بالاترین مقدار راندمان تبدیل از فنول و در عین حال بیشترین مقدار از محصول خاص هیدروکینون در پی داشت را بدست آوردیم. نتایجی که تاکنون در منابع مختلف گزارش شده است غالباً یا راندمان تبدیل فنول پایین بوده است و یا نتوانسته مشتقی خاص از دی هیدروکسی بنزن را به عنوان محصول عمده اکسیداسیون فنول بدست آورد. در این کار علاوه بر تولید محصول هیدروکینون با درصد تبدیل بالا از ماده اولیه فنول به عنوان محصول اصلی با استفاده از نانوکاتالیستcu/hap ، استفاده از چوب و استخوان کلسینه شده به عنوان بستر هایی با تخلخل بالا و در عین حال ارزان خود نشان دهنده برتری اقتصادی این کار با کارهای قبلی می¬باشد.

هدف از انجام این پژوهش تهیه و شناسایی نانوکاتالیست¬هایی با قابلیت استفاده در واکنش اکسایش تک مرحله ای آلکان¬ها، سیکلو¬آلکان¬ها و سیکلو¬آلکانول¬ها می¬باشد. مواد اولیه¬ای که به منظور اکسایش مورد استفاده قرار گرفت، همگی در نهایت منجر به تولید محصول آدیپیک اسید و دی اسید¬های دیگر شد. نانوکاتالیست¬های مورد استفاده برای این کار حاوی فلزات روی، مس، کبالت و منگنز بودند. نانوکاتالیست¬های ساخته شده سپس با استفاده از تکنیک¬هایی مانند ft-ir، icp، fesem، xrd و bet- surface area مورد شناسایی ساختار، محتوا و مورفولوژی قرارگرفتند. در این پروژه ابتدا سیکلوهگزانول در حضور نانوکاتالیست¬های zno/hap وzno/ldh اکسید شد. این واکنش ابتدا با استفاده از اکسیژن مولکولی و در حضور نانوکاتالیست اکسید روی تثبیت شده بر بستر هیدروکسی آپاتیت و تهیه شده با استفاده از تکنیک میکروامولسیون انجام شد و در ادامه فاکتور¬های تاثیرگذار بر راندمان تولید محصول و گزینش پذیری نسبت به آدیپیک اسید از جمله دما، زمان، فشار اکسیژن در ظرف واکنش، مقدار نانوکاتالیست مصرفی، روش تهیه نانوکاتالیست و نوع بستر استفاده شده بهینه شد. علاوه بر آن قابلیت استفاده مجدد از نانوکاتالیست نیز در شرایط بهینه مورد بررسی قرار گرفت. در قسمت دوم پروژه نانوکاتالیست¬هایی به صورت مخلوط دوتایی از فلزات روی، مس، کبالت و منگنز با نسبت¬های مولی متفاوت نسبت به یکدیگر با استفاده از تکنیک اسمز ساخته و بر روی بستر هیدروکسی آپاتیت تثبیت شدند. این نانوکاتالیست¬ها سپس برای اکسایش تک مرحله¬ای سیکلوهگزان به محصول آدیپیک اسید در حضور عامل اکسنده اکسیژن مورد استفاده قرار¬گرفتند. در ابتدا نانوکاتالیست mn-zn/hap با استفاده از تکنیک اسمز تهیه شد و برای اکسایش سیکلوهگزان مورد استفاده قرار گرفت. مجددا همان فاکتور¬های ذکر شده در بالا از جمله دما، زمان واکنش، فشار اکسیژن ، مقدار نانوکاتالیست مصرفی و نسبت مولی m/zn (m = co, mn, cu) برای این واکنش بهینه شد. علاوه بر آن قابلیت انجام اکسایش تا چند مرحله برای این کاتالیست نیز مورد بررسی قرار گرفت. در بخش سوم این پروژه مجددا نانوکاتالیست mn-zn/hap این بار برای اکسایش n ¬-¬هگزان مورد اسفاده قرار گرفت. در این واکنش نیز n-¬هگزان در شرایط ملایم و در حضور عامل اکسنده اکسیژن مولکولی در یک مرحله منجر به تولید محصول آدیپیک اسید ودی اسید های دیگر شد. به منظور آنالیز مقدار و نوع محصولات تشکیل شده در هر سه واکنش اکسایش بالا از دستگاه اندازه گیری کروماتوگرافی گازی استفاده شد که در هر مورد محصول واکنش یا به صورت مستقیم و با پس از مشتق سازی مربوطه به دستگاه تزریق شد. هدف نهایی از این پروژه یافتن مسیری مطلوب از نظر اقتصادی و سازگار با محیط زیست طبیعی برای تولید آدیپیک اسید بوده است. از همین رو در این کار با درنظر داشتن این اهداف تلاش بر آن شد تا با ساخت نانوکاتالیست¬هایی ارزان قیمت با استفاده از تکنیک¬های سنتزی مقرون به صرفه در مدت زمان کوتاه، نه تنها اهداف ذکر شده محقق شود بلکه بهره تولید این ماده با ارزش نیز افزایش یابد. علاوه بر آن در این کار سعی شد تا حد امکان شرایط انجام این فرآیند¬ها قابلیت تولید آدیپیک اسید را در مقیاس انبوه خصوصا در داخل کشور ما که علی رغم مصرف بسیار بالا از این ماده ارزشمند، هیچ صنعتی برای تولید داخلی آن وجود ندارد را داشته باشد.

گسترش روزافزون جمعیت همراه با رشد صنعتی، زندگی بشر را با مشکلات فراوانی مواجه کرده است. تولید مقدار زیاد فاضلاب و کمبود منابع آب قابل استفاده از جمله این مشکلات می باشند. با توجه به افزایش شدید جمعیت، نیاز بشر به منبعی پایدار و نامحدود امری غیرقابل انکار است. از این رو بشر به استفاده دوباره از پساب های مختلف گرایش پیدا کرده است. امروزه یافتن روشی مناسب برای تصفیه آب و استفاده دوباره از آن یکی از موضوعات مهمی است که تحقیقات بسیار زیادی بر روی آن انجام شده است. فناوری نانو توانسته در تمامی رشته ها از جمله مهندسی آب و تصفیه آب، کارایی داشته باشد. گفته می شود که استفاده از این فناوری در زمینه تصفیه آب می تواند کیفیت آب و پساب را به حد مطلوب برساند. در این تحقیق پارامترهای bod5، cod، ph، ec، tds، دما، نیترات، فسفات و سولفات مورد آزمایش قرار گرفتند که هر کدام از اهمیت خاص خود برخوردار می باشند. هدف این پایان نامه بررسی مقایسه ای پساب تصفیه شده به روش بیولوژیک نسبت به روش نانوفیلتر بوده است. در نظر است به کمک این مقایسه بتوان روش مناسب تر را جهت تصفیه پساب صنعتی تعیین نمود. تعیین روش مناسب تر از طریق محاسبه میزان و درصد حذف هر یک از پارامترهای مورد آزمایش و همچنین تحلیل معنی دار بودن اختلاف نتایج دو روش مورد استفاده با نرم افزار spss صورت گرفت. نوآوری این پایان نامه به استفاده از فیلتری بوده که برای اولین بار طراحی و استفاده شده است. نانوفیلتر مورد استفاده از جنس کربن- نئون بوده و فشار کارکرد مطلوب آن 10 بار بوده است. قطر روزنه های آن نیز 50-80 نانومتر است. آزمایش ها به صورت هفتگی بوده و به مدت 11 هفته ادامه داشته است و در هر هفته، پارامترهای مورد آزمایش اندازه گیری شدند و در آخر مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج به دست آمده حاکی از میانگین های ph=7.58، ec=1132.71µs/cm، tds=894.55mg/l، cod=22mg/l، bod5=6.87mg/l، no3=0.37mg/l، po4=5.82mg/l، so4=20mg/l برای روش نانوفیلتر و میانگین های ph=7.70، ec=2982.73µs/cm، tds=2130.91mg/l، cod=40.37mg/l، bod5=9.91mg/l، no3=248.05mg/l، po4=32.25mg/l، so4=307.64mg/l برای روش بیولوژیک می باشد. از نتایج حاصله چنین استنباط می شود که روش نانوفیلتر مناسب تر از روش بیولوژیک مورد استفاده می باشد. موضوع بسیار مهم کارایی نانوفیلتر در کاهش bod5 بوده که بسیاری معتقدند فیلترهای نانو توانایی کاهش آن را ندارند. برای اثبات برتری روش نانوفیلتر پیشنهاد می گردد سایر پارامترها به خصوص فلزات سنگین نیز مورد آزمایش قرار گیرند.

در پروژه ی حاضر تلاش شده است کاتالیستی مناسب برای واکنش اکسایش سیکلوهگزان به دی کربوکسیلیک اسیدها در فاز مایع ارائه شود. این کاتالیست به صورت یک کاتالیست ناهمگن شامل +co2 و +mn2 است که به روش تلقیح بر روی بستر مزو سیلیکاتی sba-15 تثبیت شده اند. این پروژه بر این ایده استوار است که sba-15 دارای حفرات زیادی است؛ هنگامی که محلول آبی نمکی حاوی یون های کبالت و منگنز به مخلوط آبی sba-15 اضافه می شود یون های مربوطه جذب حفرات بستر می شوند. پس از تبخیر کامل آب، رسوب حاصل کلسینه می شود. جامدی که در نهایت به دست می آید sba-15 است که ذرات اکسیدی کبالت و منگنز به صورت نانو ذره درون حفرات آن قرار گرفته اند. با استفاده از روش های مختلف ft-ir، sem، bet، icp، کاتالیست را شناسایی کرده و از این نانو کاتالیست در واکنش اکسایش سیکلوهگزان به دی کربوکسیلیک اسیدها استفاده شد. به علاوه از دستگاه کروماتوگرافی گازی (gc) و کروماتوگرافی مایع (hplc) برای مشخص کردن محصولات بدست آمده و میزان راندمان و پیشرفت واکنش استفاده شد. کاتالیست های co و mn به صورت نانو ذره درآورده شد و ضمنا? بر روی یک بستر هتروژن تثبیت گردیدتا ضمن افزایش کارایی کاتالیست، بازیابی و استفاده مجدد از کاتالیست با سهولت به مراتب بهتری انجام شود. واکنش اکسایش سیکلوهگزان با استفاده از کاتالیست co-mn/sba-15، در شرایط مختلفی از جمله دما، زمان، مقدار کاتالیست، درصد فلز بر روی بستر، فشار، و نوع حلال بررسی شد. دمای °c130، فشار bar 16 اکسیژن، 05/0 گرم کاتالیست 2% وزنی و زمان 4 ساعت به عنوان شرایط بهینه انتخاب شد وکاتالیست مربوطه در این شرایط، 18% راندمان و 82% گزینش پذیری را نسبت به دی کربوکسیلیک اسیدها از خود نشان داد.

در این پژوهش به منظور تخریب فتوکاتالیکی مالاتیون، به عنوان یکی از پرکاربردترین آفت کش های گروه ارگانوفسفر، از سرباره ی کوره ی ذوب آهن به عنوان فتوکاتالیست و جاذبی بسیار ارزان استفاده گردید. شناسایی کاتالیست به وسیله ی آنالیزهای xrf، xrd، ft-ir و sem-edx انجام شد. نتایج واکنش و میزان تخریب سم، با استفاده از آنالیز hplc بررسی شد و کارایی کاتالیست تأیید گردید. در پروژه ی دوم تلاش شد از جفت کیتوسان با اتیلن دی آمین تترا استیک اسید جاذبی جدید برای حذف آلاینده های فلزی از آب سنتز و طراحی گردد. بدین منظور ابتدا کیتوسان با درصدهای متفاوتی از edta جفت شد و سپس توسط تترا اتیل اورتو سیلیکات و زیرکونیوم (iv) پروپوکساید پوشش داده شد و برای حذف فلز سرب (ii) از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. جذب محلول ها با استفاده از آنالیز جذب اتمی تعیین گردید. شناسایی کاتالیست های سنتز شده نیز توسط آنالیز ft-ir انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که استفاده از کاتالیست های سنتز شده در حذف فلز سرب چندان موفقیت آمیز نبود.

پژوهش حاضر شامل دو قسمت می باشد. در بخش اول، به تهیه و شناسایی کاتالیست مس با چهارچوب آلی- فلزی (mof) و سپس بررسی عملکرد آن در اکسایش گزینش پذیر سیکلوهگزان به مخلوط کتون– الکل (k/a oil) پرداخته شده است. محصولات اصلی در این واکنش، مخلوط سیکلوهگزانون– سیکلوهگزانول می باشد. کاتالیست تهیه شده سپس با استفاده از تکنیک های شناسایی از قبیل ft-ir، fesem، xrd و bet مورد شناسایی ساختار و مورفولوژی قرار گرفتند. در بخش دوم، به ساخت و شناسایی نانوذرات fe3o4 بر بستر آلژینات و بررسی نقش آن در رهایش کنترل شده داروی دوپامین در بدن پرداخته شد. در نهایت نانوکامپوزیت ساخته شده توسط روش های شناسایی مختلفی از قبیل ft-ir، fesem، dsc، xrd و bet مورد شناسایی محتوا و ساختار قرار گرفت. همان طور که گفته شد در قسمت اول این پایان نامه، با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و به کمک روشی ساده و در مدت زمان کوتاه، کاتالیست cu که با کمک یک لیگاند آلی در چهارچوب آلی– فلزی قرار گرفته بود، تهیه و با استفاده از روش های مختلف شناسایی شد. در ادامه فاکتورهای مختلف تأثیرگذار بر راندمان و گزینش پذیری نسبت به دو محصول سیکلوهگزانون و سیکلوهگزانول، از قبیل دما، زمان، فشار اکسیژن و مقدار کاتالیست استفاده شده در ظرف واکنش بهینه سازی شد. در نهایت نیز به بررسی قابلیت استفاده مجدد از کاتالیست در طی چند بار واکنش در شرایط بهینه پرداخته شد. در این پروژه سعی بر آن شد که نه تنها روشی آسان و مقرون به صرفه ارائه شود، بلکه کاتالیست به دست آمده دارای راندمان و گزینش پذیری بالایی برای محصول مورد نظر نسبت به کاتالیست های به کار رفته در واکنش مشابه خود باشد. در قسمت دوم این پایان نامه، ابتدا نانوذرات fe3o4 بر روی پلی ساکارید آلژینات با استفاده از گروه های عاملی کربوکسیلیک اسید نشانده شد. سپس به بر همکنش نانوکامپوزیت فوق با داروی دوپامین و بررسی رهایش کنترل شده آن در شرایط مختلف پرداخته شد. پس از آن این نانوکامپوزیت تهیه شده و حامل داروی دوپامین با استفاده از tio2 پوشش داده شد (alginate/fe3o4/dopamine@tio2). رهایش این دارو از سطح بستر ساخته شده در دو ph مختلف برای دو قسمت مختلف بدن (روده و معده) بررسی و این کار تا 54 ساعت ادامه پیدا کرد. در نهایت فاکتورهای مختلف تأثیر گذار بر رهایش از قبیل مقدار داروی نشانده شده بر بستر و درصد tio2 به کار برده شده برای پوشش دادن نانوکامپوزیت فوق مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت در این پروژه، همانطور که گفته شد با استفاده از یک پلی ساکارید زیست سازگار و زیست تخریب پذیر، نانوکامپوزیتی مغناطیسی، با مواد اولیه ارزان قیمت و با استفاده از روشی آسان تهیه شد. نتیجه آنکه این نانو کامپوزیت توانایی برهم کنش با دارو را داشته و از آن می توان در تهیه سیستم های دارورسانی نوین و به صورت خوراکی و هدفمند استفاده کرد.

این پژوهش مشتمل بر چهار قسمت می باشد. در بخش اول کاتالیست های بر پایه پورفیرین های حاوی فلزات کبالت و منگنز با نسبت های 10 به 1 از کبالت به منگنز و تثبیت شده بر بستر کیتوسان تهیه و پس از شناسایی و ریخت شناسی ساختار کاتالیست مورد نظر با تکنیک هایی همچون ft-ir، uv-vis، tga، fesem و icp در واکنش اکسایش اتیل بنزن مورد بررسی قرار گرفتند که درنهایت در شرایط بهینه شده برای فاکتورهایی همچون دما، مدت زمان واکنش ومقدار اکسنده مصرفی مقادیر بالایی از راندمان تبدیل و گزینش پذیری نسبت به محصول استوفنون بدست آمد. در قسمت دوم این پروژه ، به دلیل توانایی کی لیت شوندگی پورفیرین با فلزات واسطه مختلف، کاتالیستی بر پایه فلز پالادیوم تهیه گردید و از این کاتالیست پس از شناسایی ساختار آن با تکنیک هایی همچون tga، uv-vis،icp،ft-ir و xrd در انجام واکنش های جفت شدن کربن-کربن مانند سوزوکی و سونوگاشیرا به کار برده شد. در این کاتالیست در شرایط بهینه شده واکنش، از راندمان بالایی را در واکنش جفت شدن نشان داد. در قسمت سوم این پژوهش پس از اصلاح سطح کیتوسان با گروه کربوکسی متیل و اصلاح سطح آن با نانوذرات مغناطیسی آهن، نانوکامپوزیتی تهیه شد، که قرار است از آن در زمینه دارو رسانی هدفمند و تصویر برداری mri استفاده شود . در نهایت در قسمت چهارم این پروژه ترکیب پورفیرینی دارای گروه های فروسنی تهیه شد و کمپلکس مس آن تهیه گردید. سپس در ادامه کار با تهیه و اصلاح سطح گرافن اکسید و کاهش آن به گرافن اصلاح شده با گروه های آمینی و قرار دادن ترکیب سنتز شدهcu(ii) mesotetraferrocenylporphyrirn بر روی گرافن اصلاح شده، حسگر تهیه گردید، که این حسگر تولید شده با استفاده از تکنیک ft-ir، uv-vis،tgaشناسایی گردید. سپس از این حسگر به منظور تشخیص آب اکسیژنه استفاده شد.

در بخش اول این پایان نامه یک الکتروکاتالیست حساس به غلظتهای متفاوتی ازآب اکسیژنه در نمونه های حقیقی ومصنوعی طراحی وساخته شده است. در این الکتروکاتالیست رفتار الکتروشیمیایی آب اکسیژنه در سطح الکترود کربن شیشه برهنه والکترود اصلاح شده با نانوذرات مس تثبیت شده بر روی کربن نانولوله های عاملدار شده بکمک ولتامتری چرخه ای مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهند نانو ذرات مس در فرآیند کاهش آب اکسیژنه نقش الکتروکاتالیزوری دارد و لذا برای اندازه گیری کمی آب اکسیژنه استفاده شد. برای شناسایی ساختار کاتالیست آنالیزهای xps, tem, edx بر روی نمونه انجام گرفت تا اصلاح موفقیت آمیز نانولوله های کربنی وشکل گیری نانو ذرات مس برسطح آن را نشان دهد. در بخش بعدی این پایان نامه تخریب فوتوکاتالیستی رنگ اسید اورانژ?? با استفاده از نانوفوتوکاتالیست cu(ii)/tio2/al-mcm-41تحت تابش نور مریی وفرابنفش بررسی شده است. نانو ذرات tio2 تثبیت شده بر روی بستری مزوپور با استفاده از روش سل-ژل تهیه می شوند. باند گپ tio2 توسط دوپ کردن آن با یونهای مس ?? واستفاده از پیش ماده cu(no3)2.7h2o با روش تلقیح اصلاح می شود. ساختار کاتالیست cu(ii)/tio2/al-mcm-41 توسط روشهای آنالیزی متعددی ازقبیل fe-sem-edx، xrd، bet وuv شناسایی و تایید شد. نتایج نشان می دهد که دوپ کردن tio2بایونهای مس ?? فعالیت فوتوکاتالیستی را تحت تابش نور مریی و فرابنفش افزایش داده ومیزان بهینه آن 25 درصد وزنی بدست آمده است. پارامترهای موثر وتاثیر گذار در میزان فعالیت فوتوکاتالیستی ( ph محلول، مقدارکاتالیست، غلظت اولیه رنگ و درصد وزنی مس ) مطالعه شده وشرایط بهینه عبارتند از: ph=6.8، 15/0 گرم کاتالیست و ppm25 غلظت اولیه رنگ.

باظهور گرم کننده دی الکتریک ریزموج بسیاری از واکنشها تمیزتر و با سرعت بیشتری انجام شده اند. به کمک این تکنیک بسیاری از واکنشهای آلی حالت جامد را پس از انتخاب یک بستر جامد مناسب مانند سیلیکا، آلومینا یا خاک رس می توان انجام داد . در این کارتحقیقاتی، واکنشهای زیر در حالت جامد و به کمک تابش ریزموج بررسی شده اند: آلدوکسیم ها توسط واکنشگر پاراتولوئن سولفونیل کلرید در حضور آلومینا بعنوان بستر، به نیتریل ها تبدیل شده اند. بازده محصولات بدست آمده 55-73 درصد می باشد. نکته حائز اهمیت این که، واکنش مزبور تحت همان شرایط اما در حضور حلال انجام پذیر نبود. همچنین با استفاده از همین واکنشگر برخی کتوکسیم ها به اکسیم توسیلات ها تبدیل شده و یا نوآرایی کرده و تولید آمید نموده اند. بازده محصولات بدست آمده 20-40 درصد می باشد.

در این رساله مکانیسم انتقال الکترون واکنش های تترابوتیل آمونیم تتراتیومولیبدات با بنزیل کلرید و بنزیل آزید با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفته است . در این واکنشها بنزیل کلرید توسط تتراتیومولیبدات به بنزیل دی سولفید و بنزیل آزید به یک ایمین تبدیل می شود. تاکنون چندین مکانیسم پیشنهادی در مورد این دو واکنش ارائه شده است که هر کدام از آنها بدلایلی مورد قبول واقع نشده است . هدف ما از انجام این پروژه شناسایی حد واسطهای این واکنش ها و چگونگی تغییرات عدد اکسایش مولیبدنیم در حین انجام واکنشها است . طبق نتایج بدست آمده از روش ولتامتری چرخه ای انتقال الکترون در این دو واکنش از یک حدواسط مولیبدنیم (5 + ) گذر می کند که این حدواسط در اثر واکنش شیمیایی تتراتیومولیبدات با بنزیل کلرید و بنزیل آزید تولید شده و به مصرف می رسد.

گلدی و همکاران مشاهده کردند هنگامیکه از امواج ریز موج برای انجام واکنش های آلی استفاده می شود سرعت انجام واکنش 10 تا 1200 بار سریعتر از روشهای گرم کردن معمول است، به کمک این امواج واکنش های شیمیایی سریع تر و راحت تر انجام می شود. در این کار تحقیقاتی هدف اصلی محاظت نمودن آلدهیدها در حضور یک کاتالیزور مناسب تحت شرایط حلال به کمک تابش ریز موج می باشد. تهیه کومارین به عنوان یک ماده دارویی موثر در جلوگیر ی از رشد تومورهای سرطانی و عامل ضد انعقاد خون و همچنین تهیه پیناکول و نوارایی های مربوط به آن از دیگر اهداف مورد نظر ی باشد. آلدهیدها توسط واکنشگر پرکلرات آهن به کمک انیدرید استیک و تحت تابش امواج ریز موج به اسیل ها ( دی استات ها) تبدیل می شوند. واکنش فوق نسبت به روشهای گزارش شده قبلی سریع تر بوده ، بازده محصولات در حد مطلوبی است. برای تهیه کومارین از سالسیل آلدهید استفاده کردیم . ابتدا آلفا - استوکسی بنز آلدهید بدست آمده که تحت اثر معرفهای بازی مختلف و با تغییر شرایط انجام واکنش (زمان ، توان اعمال شده ) محصول مورد نظر تشکیل نشده و یا بار راندمان خیلی کم واکنش پیش رفت همچنین در مورد نوآرایی پیناکول واکنش راحت تر ، سریعتر و بازده مناسب به کمک واکنشگر پرکلرات آهن جذب شده روی سیلیکاژل تحت تابش امواج ریز موج صورت گرفت.

این پروژه در دو بخش به انجام رسید . بخش اول تهیه متیل آنترانیلیت بود که به عنوان دفع کننده پرندگان ، اسانس انگور و ماده اولیه آفت کش ها به کار می رود. کار در دو قسمت صورت گرفت. قسمت اول تهیه متیل آنترانیلیت از آنترانیلیک اسید به روش استری شدن با متانل بود که نتیجه مطلوبی نداشت . قسمت دوم کار تهیه متیل آنترانیلیت از فتالمید به روش هافمن بوسیله یون هیپوکلریب در محلول آبی متانل بود. با بهینه سازی های انجام شده راندمان واکنش 90 درصد بدست آمد . در بخش دوم بنتازون به عنوان یک سم علف کش تهیه گردید. این ماده از متیل آنترانیلیت که در بخش اول تهیه شده بود و ایزوپروپیل سولفاموئیل کلرید تهیه گردید . از واکنش ایزوپروپیل آمونیوم کلرید به سولفونیل کلرید ، ایزوپروپیل سولفاموئیل کلرید حاصل گردید. با افزایش ایزوپروپیل سولفاموئیل کلرید به متیل آنترانیلیت حد واسطی بدست آمد که از واکنش حلقه زایی روی آن بوسیله سدیم متوکسید در متانل بنتازون حاصل گردید.