در این تحقیق فروشویی زیستی برروی خاک کائولن توسط قارچ هتروتروفیک آسپرژیلوس نایجر1 صورت گرفت.سویه مورد استفاده، سویه خالص شده و جداسازی شده از پوست پسته قارچ آسپرژیلوس نایجر بود. آزمایش های انجام شده بر روی دو نوع کائولن صورت گرفت. کائولن مورد استفاده در آزمایش های مرحله اول از معدن قازانداغی واقع در شهرستان تاکستان ، استان قزوین تهیه شده است. کائولن مورد استفاده در آزمایشات مرحله دوم نیز از معدن رضا آباد واقع در شهرستان دامغان ، استان سمنان تهیه گردید. در ابتدا یکسری آزمایش های اولیه به منظور آشنایی با مسائل میکروبیولوژی و کار با میکروارگانیسم انجام شد. در این آزمایش ها ph و زیست توده فلاسک ها اندازه گیری و ثبت شد. در آزمایش های مرحله اول تاثیر ابعاد ذرات کائولن مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که میزان آهن زدایی با ابعاد ذرات نسبت عکس دارد. در آزمایشات مرحله دوم که شامل بخش اصلی این تحقیق بود، تاثیر افزودن متانول و دو متفرق کننده تترا سدیم پیروفسفات(stpp) و سدیم هگزامتافسفات(shmp)مورد بررسی قرار گرفت. در انتها مشخص شد که متفرق کننده shmp و متانول در آهن زدایی تاثیر مثبت و متفرق کننده stpp تاثیر منفی دارند.بهترین نتیجه مربوط به متفرق کننده shmp بود که در پایان فروشویی 14 روزه میزان ppm65/200، یعنی%71/43 از آهن کل موجود در خاک کائولن زدوده شد. عیاراکسید آهن(fe2o3) قبل از انجام فروشویی %19/2 بود که پس از انجام عملیات فروشویی زیستی عیار آن داخل کائولن حدود %23/1شد که امکان استفاده آن را در صنعت کاغذ سازی به عنوان پوشش دهنده و در صنایع لاستیک سازی به عنوان کائولن درجه 2 میسر ساخت. همچنین در پایان آزمایش ها مشخص شد که افزودن متفرق کننده shmp باعث افزایش روانی و حالت سوسپانسیونی گلاب داخل فلاسک گردید. به طوریکه از چسبیدن و آگلومره شدن ذرات کائولن که تاثیر منفی در آهن زدایی دارد، جلوگیری به عمل آورده است.

تیتانیا (tio2) کاربردهای وسیعی در تکنولوژی و صنعت دارد. وقوع پدیده های فتوکاتالیستی و فوق آب دوستی ازجمله خواص جالب این ماده به شمار می رود که با تابش نور فرابنفش (nm 388> ?) بر روی سطح آن اتفاق می افتد. هدف اصلی این تحقیق، استفاده از ترکیب دو خاصیت فتوکاتالیستی و آب دوستی تیتانیا جهت حصول خاصیت خودتمیزکنندگی این ماده به شکل لایه نازک بر روی شیشه های سودالایم و رسیدن به ترکیب بهینه محلول لایه نشانی است. در این تحقیق، لایه نازک تیتانیای نانو ساختار با استفاده از سل کریستالی حاوی فاز آناتاز و روتایل در دمای اتاق سنتز گردید. سل حاصله از طریق هیدرولیز تترا بوتیل اورتو تیتانات و ایزوپروپانول به عنوان حلال تهیه شد. با تغییر دادن مقدار اسیدنیتریک و آب مقطر، سل هایی حاوی نانوذرات با فازهای کریستالی متفاوت و اندازه کریستالیت های مختلف بدست آمد. ساختار پودرهای حاصله از خشک کردن سل ها توسط آنالیزxrd بررسی و اندازه کریستالیت ها از طریق فرمول شرر محاسبه شدند. همچنین، اندازه ذرات تیتانیای موجود در سل ها با استفاده از آنالیزگر لیزری به دست آمد. نتایج نشان دادند که اندازه کریستالیت ها و اندازه ذرات فاز آناتاز با تغییر ph تغییر کرده و به ترتیب محدوده ای از 4 تا 12 نانومتر و 20 تا 39 نانومتر را دربرمی گیرند. با افزایش میزان اسیدیته سل، فاز روتایل پدیدار شد. در محدوده ph های 1-2 سل ها پایدار مانده و در ph بالاتر و پایین تر از این محدوده سل ها رسوب کردند. پوشش دهی با روش غوطه وری و با سرعت mm/s2 بر روی زیرلایه شیشه ای انجام شد. سپس لایه ها در دو دمای 200 و c° 400 پخت شدند. ضخامت لایه های نازک تیتانیا با تکرار فرایند غوطه وری ضخیم گردید. تأثیر ph سل، دمای پخت و تعداد دفعات پوشش دهی بر ریزساختار پوشش با استفاده از xrd، sem و ftir بررسی شد. علاوه براین، تأثیر پارامترهای فوق بر فعالیت فتوکاتالیستی و خاصیت آب دوستی ارزیابی گردید. همچنین خواص نوری لایه ها توسط اسپکتروسکوپی uv-vis مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که لایه های بدست آمده میزان عبوری در حدود 51% تا 92% داشتند. توپوگرافی و ضخامت لایه ها با afm بررسی شدند. ضخامت لایه ها بین 50 تا 330 نانومتر بود. به منظور بررسی خاصیت ترشوندگی، زاویه تماس آب به وسیله دستگاه سنجش زاویه تماس اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که زاویه تماس اولیه آب بر روی کلیه لایه ها کوچک بوده و لایه ها در مدت زمان کوتاهی (کمتر از 10 دقیقه) از تابش uv فوق آب دوست شدند. قدرت فتوکاتالیستی لایه های نازک تیتانیا با سنجش میزان تجزیه محلول متیلن بلو و اسید استئاریک به عنوان آلاینده های آلی تحت تابش نور فرابنفش و مرئی اندازه گیری شد. درصد تخریب متیلن بلو تحت uv بین 22 تا 67 درصد بسته به ضخامت و ph متغیر بود. براین اساس لایه های حاصل از سل با 2=ph و عملیات حرارتی نشده و ضخامت 330 نانومتر به عنوان شرایط بهینه تعیین گردیدند.

کلید واژه: بیوهیدروژن، باگاس نیشکر، entrobacter cloacae ، ph ، دما

کاهش منابع انرژی فسیلی از یک سو و افزایش آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف این منابع از سوی دیگر سبب افزایش توجهات جهانی به جایگزینی منابع انرژی تجدیدپذیر با شکلهای فسیلی شده است. در این میان توسعه سیستمهای انرژی خورشیدی و باد به مراتب بیشتر بوده است. استفاده از سوختهای مشتق شده از منابع تجدیدپذیر گیاهی همچون بیودیزل و بیواتانول نیز قابل توجه بوده است. روشهای مختلفی برای تولید این سوختها تاکنون توسعه یافته و مطالعات مختلفی روی عملکرد آنها در موتورهای احتراق داخلی صورت گرفته است. هدف از تعریف این پروژه بررسی خواص آلایندگی و احتراقی مخلوط سوخت بیودیزل – اتانول- دیزل در موتور احتراق داخلی تراکمی می باشد. این پروژه در طی سه فاز شامل تولید و بهینه سازی فرآیند تولید بیودیزل از روغن پسماند در مقیاس آزمایشگاهی، طراحی و ساخت پایلوت 50 لیتری تولید بیودیزل از روغن پسماند و تولید بیودیزل در مقیاس پایلوت و آزمایش عملکرد موتوری مخلوط بیودیزل با دیزل و اتانول، تعریف شد. در طی فازهای اول و دوم پروژه، تولید سوخت با موفقیت انجام گرفت و درصد تبدیل مولکولهای روغن به استر بیش از 98% اندازه گیری شد. آزمایش آلایندگی و احتراقی سوخت مخلوط بیودیزل- اتانول- دیزل در مقایسه با سه سوخت دیزل خالص، بیودیزل خالص و سوخت مخلوط 20% بیودیزل- دیزل(b20) انجام گرفت. نتایج این آزمایش ها نشانگرکاهش نسبی توان و گشتاور موتوری نسبت به دیزل و b20 و افزایش آلاینده هایnox و hc نسبت به سایر سوخت ها است. در مجموع سوخت مخلوط سه گانه در موتور دیزل قابل استفاده بوده و امکان بهره مندی همزمان از مزایای سوختهای تجدیدپذیر بیودیزل و اتانول را فراهم می کند.

یک پیل سوختی میکروبی بیوراکتوری است که در آن انرژی شیمیایی پیوندهای شیمیایی مواد آلی در طی واکنش های کاتالیستی توسط میکروارگانیسم ها تحت شرایط بی هوازی، به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و معمولا شامل بخش آند و کاتد است که در واقع آند اکوسیستمی مهندسی شده است و جمعیت میکروبی در ارتباطی تنگاتنگ با یک سطح جامد رسانا قرار می گیرد. الکترودها با متابولیسم انرژی میکروبی تداخل دارند و فشاری گزینشی که بطور نرمال در اکوسیستمهای زیست محیطی وجود ندارد اعمال می نمایند. نانولوله های کربنی به دلیل خواص عالی الکتریکی و مکانیکی می توانند در چنین سیستم های الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. در این پروژه جهت استفاده از نانولوله ها در سیستم الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی، ابتدا زیست فعالی این نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت و با اعمال واکنش های شیمیایی و فیزیکی زیست فعالی آن افزایش پیدا کرد، به طوری که اثر افزایش زیست فعالی با تعریف گروه های عاملی بر سطح خارجی این ذرات لوله ای شکل با قطر نانومتری موجب رشد بیشتر میکروارگانیسم مورد مطالعه (ساکارومایسس سرویزیه) شد. عامل دار نمودن نانولوله ها باعث پایداری، در پخش نانولوله ها در محیط آنولیت به مدت چند ماه شد که از این خاصیت برای بهبود مکانیسم انتقال الکترونی خارج سلولی الکترون از غشا مخمر به سطح الکترود استفاده شد. با افزایش 25/0% درصد نانولوله به محیط آنولیت و ایجاد نانوآنولیت، افزایش 68 درصد در ولتاژ مدار باز بدست آمد. برای تثبیت واسطه انتقال الکترونی، جهت بهبود خواص الکتروشیمیایی سطح الکترود، از نانولوله های کربنی به عنوان پوشش و ایجاد لایه ای با ساختار متخلخل بر سطح الکترود استفاده شد. آزمایش ها حاکی از افزایش 83% درصد در سطح ویژه در الکترود پوشش خورده با 25/0% درصد نانولوله کربنی است. آزمایش سطوح پوشش خورده در پیل سوختی میکروبی نیز افزایش ولتاژ مدار باز را به میزان 47% با بار پوششی 25/1% درصد نانولوله کربنی نشان داد.

در این پایان نامه افزایش انتقال حرارت و ضرایب انتقال حرارت در کویل حلزونی در اثر افزودن نانوذرات آلومینیوم و مس به سیال پایه (آب مقطر) به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای جریان آب (سیال پایه) و 2 نوع نانوسیال با غلظت های مختلف انجام شد. ضریب هدایت حرارتی این سیالات به صورت تجربی اندازه گیری شد و سایر خواص فیزیکی شامل دانسیته و ویسکوزیته با استفاده از مدل های ارائه شده محاسبه شده است. ضریب انتقال حرارت جابجایی با تغییر پارامترهای غلظت، دمای دیواره، عدد گراتز و نوع نانوسیال بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات ضریب هدایت حرارتی، دانسیته و ویسکوزیته نانوسیالات را افزایش و گرمای ویژه آن ها را کاهش می دهد. ضریب هدایت حرارتی نانو سیال آب- مس بیشتر از نانوسیال آب- آلومینیوم است. که این امر تا حدودی به دلیل ضریب هدایت حرارتی بالاتر مس نسبت به آلومینیوم قابل پیش بینی بود. . در ادامه مقایسه ای بین داده های تجربی و مدل های ارائه شده برای محاسبه ضریب انتقال حرارتی هدایتی انجام شد. نتایج نشان داد که مدل های کلاسیک پیش بینی خوبی در مورد ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات ندارند ولی مدل های جدیدی که اثر پارامتر های شکل نانوذرات و دما را در نظر می گیرند نتایج قابل قبولی ارائه می دهند. در بخش انتقال حرارت جابجایی مشاهده شد که استفاده از جریان نانوسیال به جای سیال پایه به طور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهد و افزایش دمای دیواره سبب می شود که سیال توانایی بیشتری برای کسب حرارت و درنتیجه انتقال حرارت پیدا کند که این خود موجب افزایش عدد ناسلت می شود. همچنین مشاهده شد که عدد ناسلت با افزایش عدد گراتز افزایش می یابد اگر چه جریان ثانویه در داخل کویل سبب نوسانی شدن عدد ناسلت می شود. با افزایش دما در غلظت بالا، شاهد کاهش نسبت عدد ناسلت به ازای افزایش عدد گراتز خواهیم بود. با استفاده از طراحی آماری مشاهده شد که اثر تداخلی غلظت بر روی پاسخ (عدد ناسلت) قابل توجه است و فاکتور تداخلی غلظت-دما بیشترین تاثیر را بر عدد ناسلت می گذارد.

در این تحقیق بهینه سازی پارامترهای عملیاتی موثر بر استخراج رنیوم از محلول آبی حاصل از لیچینگ مخزنی غبار کوره تشویه مولیبدنیت با استفاده از تری بوتیل فسفات رقیق شده در کروزین به عنوان فاز آلی با کنترل جریان سیال دو فازی در سیستم میکسر ستلر بررسی شد. مقادیر بهینه پارامترهای عملیاتی شامل ph استخراج، درصد ماده آلی استخراج کننده، سرعت همزنی، مدت زمان استخراج و دما به ترتیب برابر با صفر، 40% حجمی tbp، rpm 500، 6 دقیقه و oc 25 تعیین گردید. در ادامه تاثیر نسبت فازی و دبی بر میزان استخراج رنیوم بررسی و نسبت فازی آبی به آلی 1:1 با درصد استخراج 06/89 % رنیوم به روش جریان همسو، به عنوان نسبت بهینه جهت انجام آزمایشات استخراج حلالی در میکسر ستلر انتخاب شد. بررسی دبی ها با استفاده از جریان برگشتی انجام شد که در طی آن در نسبت فازی آبی به آلی 10:7، 75 % رنیوم در اولین مرحله استخراج بدست آمد. نتایج آزمایشات شبیه سازی استخراج رنیوم در دستگاه میکسر ستلر به روش جریان متقابل برای نسبت فازی آبی به آلی 2:1 نشان داد که تحت شرایط بهینه بیش از 98% رنیوم با سه مرحله استخراج با در نظر گرفتن الگوی شبیه سازی به کار رفته استخراج شده و همچنین زمان بدست آمده از شبیه سازی توزیع زمان ماند انجام شده در میکسر، در محدوده زمان محاسبه شده از آزمایشات ناپیوسته بوده است.

چکیده حضور فلزات سنگین در پسماند و فاضلاب های روان یکی از مشکلات اساسی است که باعث بروز مشکلات شده و بر روی سلامتی انسان، جانداران موجود در آن اقلیم و گیاهان تاثیر می گذارد. حذف فلزات سنگین به وسیله فرآیند جذب و رسوب دهی به عنوان سازوکارهای عمومی کاهش آسیب ناشی از فلزات سنگین مورد توجه است. در این پژوهش امکان ارزیابی حذف یون های pb2+، cd2+ وni2+ از محلول های آبی به وسیله نانو بلورک های هیدروکسی آپاتیت بررسی شد. همچنین تاثیر عامل های فرآیند جذب مانند غلظت اولیه یون، جرم جاذب، دما، اندازه بلورک ها و ph مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه یون مورد بررسی، دما و همچنین ph ظرفیت جذب افزایش یافته و با افزایش اندازه بلورک ها و جرم ماده جاذب، ظرفیت جذب یون های pb2+، cd2+ وni2+ توسط هیدروکسی آپاتیت نانوبلورین کاهش می یابد. همچنین دیده شد که اطلاعات تعادلی جذب به دست آمده، از مدل لانگمیر بهتر از مدل های فرندلیش و dkr پیروی می کنند و بیشینه ظرفیت جذب به دست آمده به وسیله مدل تک دمای جذب لانگمیر به ترتیب برای pb2+، cd2+ وni2+ برابر با 286/714، 857/142 و 170/46 میلی گرم بر گرم است. تک دما جذب لانگمیر رسم شده نشان داد که مقدار فلز سنگین جذب شده بر روی نانو بلورک های هیدروکسی آپاتیت به صورت pb2+> cd2+> ni2+ کاهش می یابد. عامل های گوناگون ترمودینامیک، چون ?g° ،?h° و ?s° محاسبه شد. عامل های ترمودینامیکی اندازه گیری شده در سیستم جذب در نظر گرفته شده، نشان داد که برای تمام یون ها فرآیند جذب به صورت طبیعی خودبخود و گرماگیر می باشد. این پژوهش نشان داد که هیدروکسی آپاتیت نانو بلورین می تواند به عنوان یک جاذب موثر و دوست دار محیط زیست برای حذف فلزات سنگین دو ظرفیتی سرب، کادمیم و نیکل از محلول های آبی مورد استفاده قرار گیرد.

شیوه های زیستی تولید نانوذرات فلزی به دلایل فنی، اقتصادی و زیست محیطی، مورد توجه قرار دارد. لیکن، سرعت اندک تولید محصول در این روش ها، کاربرد آن ها را به عنوان جایگزینی مناسب برای سایر روش ها محدود می سازد. بعلاوه، تاکنون تولید زیستی موفقیت آمیز نانوذرات از منابع و پساب های معدنی که حاوی غلظت های پایینی از فلزات مختلف هستند، بعنوان یک منبع ارزان و به صرفه، گزارش نشده است. لذا، هدف از انجام این تحقیق، ارائه راهکاری برای حل این دو مساله اساسی، یعنی افزایش سرعت ساخت نانوذرات و بررسی امکان بهره گیری از منابع معدنی مانند پساب های اسیدی حاصل از فعالیت های معدنی و یا محلول بیولیچینگ بعنوان پیش ماده برای تولید زیستی نانوذرات می باشد. به این منظور، ابتدا نانوذرات سولفید مس از محلول سولفات مس خالص با بکارگیری قارچ فوساریوم اوکسیسپروم تولید و ویژگی های آن با استفاده از آنالیزهای دستگاهی مانند طیف سنجی جرمی، ماورای بنفش و مادون قرمز بسط فوریه، میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی و پراکنش انرژی اشعه ایکس شناسایی شد. نانوذرات حاصل، دارای ترکیب کوولیتی و از دیدگاه شکل شناسی، کروی و دارای اندازه متوسط nm 3 بوده و توسط هاله هایی از پروتئین به قطر nm 20 پوشیده شده بودند. در ادامه، قابلیت منابع و پساب های معدنی مجتمع مس سرچشمه برای استفاده بعنوان پیش ماده مطالعه و نشان داده شد که نانوذرات حاصل، دارای ترکیب و خواص مشابه محصول سولفات مس خالص بوده و اندازه ای در حدود nm 40-5 داشتند. در نهایت، به منظور افزایش سرعت تولید، فرایند نوین الکتروبیوسنتز نانوذرات معرفی و قارچ مورد استفاده، در مرحله رشد، در معرض جریان الکتریکی مستقیم قرار گرفت. نتایج نهایی، آشکار ساختندکه اعمال جریان الکتریکی باعث کاهش رشد و جلوگیری از تشکیل هیف و در مقابل افزایش مصرف قند و تولید آنزیم شد. همچنین، بدلیل تولید بالای آنزیم توسط سلول های تحت جریان، ثابت شد که تولید آنزیم تنها به قسمت خاصی از هایفا محدود نمی شود. بعلاوه، سرعت تولید نانوذرات توسط سلول های تحت جریان، در مقایسه با حالت طبیعی، سه برابر افزایش یافت. در پایان با توجه به نتایج حاصل، به نظر می رسد که تولید نانوذرات با شیوه زیستی از دید کمّی توانایی رقابت با روش های شیمیایی را نداشته و پژوهش های آتی در این زمینه، باید بر روی کاربردهایی تازه از نانوذرات تولید شده به شیوه زیستی که با قابلیت ها و ویژگی های منحصربفرد آن ها تناسب دارند متمرکز شوند.

استفاده از روشهای زیستی در تولید نانوذرات فلزی بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است. از آنجمله در تولید نانوذرات نقره از میکروارگانیسمهایی نظیر قارچها و باکتریها استفاده شده است. علت استفاده از قارچها در تولید بسیاری از نانوذرات فلزی، کاربری آسان قارچ، امکان احیای خارج سلولی توسط عوامل احیایی آزاد شده از قارچ، کاربرد آن در سنتز بسیاری از فلزات و وجود نوعی ترکیبات هیدروژنی به شکل معلق که عمل انتقال الکترون را انجام می دهند، می باشد. در تولید نانوذرات نقره، میکروارگانیسم مورد نظر در مجاورت محلول یون ag+ قرار داده می شود و در اثر احیاء درون سلولی یا خارج سلولی یونهای فلز، نانو ذرات نقره در زیر سطح دیواره سلولی یا خارج از آن تشکیل می گردد. با وجود اینکه پیش از این خاصیت ضد باکتریایی نقره محرز شده است، چند نوع باکتری مقاوم و پایدار در برابر نقره گزارش گردیده که حتی امکان انباشته شدن نقره در دیواره سلولی آنها به میزان %25 وزنی مواد زیستی وجود دارد و با توجه به این موضوع استفاده از آنها در بازیابی صنعتی نقره از مواد معدنی پیشنهاد شده است. در این پروژه از قارچ آسپرجیلوس فومیگاتوس (aspergillus fumigatus) و باکتری ‘e. coli’ جهت تولید نانوذرات نقره استفاده شده است که در مورد هر دو میکروارگانیسم احیاء یونهای نقره در خارج از سلول انجام شد. پارامترهای موثر در تولید نانوذرات نقره با استفاده از قارچ آسپرجیلوس فومیگاتوس، از جمله شرایط کشت قارچ، غلظت نیترات نقره، دما و زمان مورد بررسی قرار گرفته اند. تولید نانوذرات نقره به کمک طیف سنج فرابنفش- مرئی (uv-visible) محرز و ساز و کار احیاء یونهای فلزی توسط این میکروارگانیسم با استفاده از آنالیز ftir بررسی گردید. میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نیز در مطالعه اثر پارامترهای مختلف بر اندازه و مورفولوژی نانوذرات زیست سنتز شده بکار گرفته شدند. بکمک بررسیهای انجام شده شرایط بهینه محیط کشت مایع قارچ آسپرجیلوس فومیگاتوس با ترکیب (g/l)؛ kh2po4 0/7، k2hpo4 0/2، mgso4•7h2o 1/0، (nh4)2so4 0/1، عصاره مخمر بمیزان 6/0، 5/3ph= ، غلظت هاگ، تعداد 106×16 در لیتر و مقدار بهینه غلظت نیترات نقره نیز mm 5/1 انتخاب شد. مطابق نتایج بدست آمده، انتخاب دمای مناسب بستگی به اندازه ذرات مطلوب دارد. برای دستیابی به اندازه ذرات در گستره nm 30-5 دمای c°30-20 و بمنظور حصول سرعت احیاء بالاتر و تولید ذراتی با اندازه nm 60-10 دمای c°40- 35 انتخاب گردید. کاربردهای آنتی باکتریال نانوذرات نقره زیست سنتز شده در صنعت نساجی و سطح شیشه نیز با آغشته نمودن الیاف پنبه ای و نانوالیاف پلیمر پلی آکریلو نیتریل به کلوئید حاصل با آنالیز sem و eds بررسی شد.

در این پایان نامه روش های تولید هیدروژن از واکنش زیستی جابجائی آب گاز مطالعه و مقایسه شده است. سپس با مطالعه و بررسی نتایج آزمایشگاهی فاز ناپیوسته حاصل از کار دکتر نجف پور و همکاران بر روی باکتری رودوسفیریلیوم روبروم، و همچنین بررسی راکتورهای زیستی به کار گرفته شده برای واکنش جابجائی آب گاز، اثر عوامل مختلف از جمله نوع و غلظت سوبسترای کربنی، شدت نور، سرعت همزدن و ph، بر رشد باکتری و تولید هیدروژن تعیین شده است. در ادامه کار روش های مدلسازی برای تعیین ضریب انتقال جرم و نحوه مصرف سوبسترا با زمان به کار گرفته شده است. نتایج تئوری حاصل در موارد اشاره شده با نتایج تجربی سازگاری قابل قبولی دارند.

همزمان با افزایش جمعیت جهان، رشد صنایع و پیشرفت فناوری، همچنین با توجه به کاربرد گسترده پلاستیک ها در زندگی بشر، میزان استفاده از پلاستیک ها به طور چشم گیری افزایش یافته است. از اینرو پسماندهای پلاستیکی یک نگرانی جدی در تمام دنیا به شمار می آیند. ورود این حجم عظیم از ضایعات پلاستیکی به طبیعت، آثار زیانباری را برای محیط زیست به همراه خواهد داشت. در این میان مدیریت صحیح ضایعات پلاستیکی می تواند نقش موثری در حفظ محیط زیست ایفا کند. از روش های مختلف بازیافت ضایعات پلاستیکی می توان به سوزاندن ضایعات در زباله سوزها، دفن ضایعات در زمین، در آب ریختن ضایعات و غیره اشاره کرد. سوزاندن پلاستیک ها در محیط آزاد باعث متصاعد شدن گازهای آلاینده و سمی می شود و دفن در زمین و در آب ریختن ضایعات آسیب های جبران ناپذیری به محیط زیست وارد می سازد. با توجه به پیامدهای زیست محیطی و هزینه های بالای اقتصادی روش های فوق، پیرولیز و تبدیل ضایعات پلاستیکی به سوخت مایع می تواند جایگزین مناسبی برای دفن یا سوزاندن آنها باشد. در این پژوهش، پیرولیز پلی استایرن معمولی توسط کاتالیست های آلومینا، سیلیکا، اکسید روی و گل قرمز در تماس با فاز مایع در شرایط نیمه پیوسته درون راکتور بدون همزن انجام شد. در تمام موارد، بیش از 90 درصد ترکیبات آلی مواد تجزیه شده و محصولات مایع و گازی تولید کردند و حدود 1 درصد از مواد اولیه به صورت جامد باقی ماندند، که می توانند به عنوان سوخت یا منبع مواد شیمیایی با ارزش، استفاده شوند. محصولات گازی و مایع تشکیل شده، توسط کروماتوگرافی گازی - طیف سنج جرمی مورد آنالیز قرار گرفتند. طبق نتایج بدست آمده ترکیبات عمده موجود در مایعات حاصل از پیرولیز شامل استایرن، بنزن و مشتقات بنزن، تولوئن، نفتالن و مقدار کمی نیر از سایر ترکیبات بود. مشخصات مایعات بدست آمده از فرآیند پیرولیز کاتالیستی پلی استایرن معمولی، مانند چگالی، وزن مخصوص، شاخص api، گرانروی سینماتیک و دینامیک، نقطه اشتعال، نقطه آتش، نقطه ابری شدن و نقطه ریزش، در هر مورد اندازه گیری شد. طبق نتایج بدست آمده، مقادیر چگالی، وزن مخصوص و شاخص api مایعات حاصل از فرآیند پیرولیز، در محدوده دیزل بودند. گرانروی سینماتیک و دینامیک برای مایعات بدست آمده از آزمایش های پیرولیز در حضور کاتالیست آلومینا در محدوده گرانروی دیزل، و در حضور سایر کاتالیست ها در محدوده نفت سفید بود. مقادیر نقطه اشتعال و آتش برای مایعات بدست آمده از پیرولیز، به نقطه اشتعال و آتش بنزین نزدیک تر بود. در نهایت اینکه مقادیر نقطه ابری شدن و ریزش برای مایعات حاصل از پیرولیز در حضور تمام کاتالیست ها، در محدوده نقطه انجماد بنزین و دیزل بود.

از آنجائیکه رشد میکروارگانیزم های مضر باعث بروز مشکلات جدی در زندگی بشری می شود، امروزه دستیابی به مواد ضدمیکروبی و درعین حال ایمن، ضروری است. به همین دلیل استفاده از نانومواد و کامپوزیت های آنها بعنوان راه مناسبی جهت دستیابی به مواد ضدمیکروبی قوی و ایمن پیشنهاد شده است. در پروژه حاضر، نانوکامپوزیت های اکسید روی–اکسید گرافن و اکسید روی–اکسید گرافن احیاشده سنتز شدند و خواص ضدمیکروبی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا نانوذرات اکسید روی به روش شیمی سبز با استفاده از مایع یونی 1- بوتیل-3- متیل امیدازولیوم کلرید سنتز گردید. سپس اکسید گرافن به روش هامر اصلاح شده تهیه شد و پس از احیای شیمیایی، کامپوزیت های مورد نظر با درصدهای وزنی مختلف از اکسید گرافن و اکسید گرافن احیاشده نسبت به اکسید روی تهیه شدند. در کلیه مراحل به منظور مشخصه یابی نانوذرات اکسید روی و کامپوزیت های آن از تکنیک های مختلف مانند الگوی پراش اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، طیف سنجی مرئی- فرابنفش، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس و تعیین سطح ویژه استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی نانوذرات اکسید روی حاکی از آن است که این نانوذرات خالص بوده، دارای ابعاد متوسط nm 45 و کروی شکل می باشند. نتایج حاصل از بررسی اکسید گرافن نشان دهنده این است که این ترکیب با موفقیت و بدون ناخالصی سنتز شده و گروه های عاملی کربوکسیل، آلکوکسی و اپوکسی برروی صفحات گرافنی ایجاد شده اند که وجود این گروه ها باعث افزایش فاصله صفحات نسبت به گرافیت شده اند. همین طور بررسی های انجام گرفته بر روی اکسید گرافن احیا شده بیانگر این است که بر اثر احیا گروه های عاملی به شدت کاهش یافته اند. نتایج بررسی بر روی کامپوزیت های اکسید روی–اکسید گرافن و اکسید روی– اکسید گرافن احیاشده نشان داد که اکسید روی بدلیل برهمکنش های الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی به خوبی با مواد گرافنی تشکیل کامپوزیت داده است. پس از سنتز و مشخصه یابی ترکیبات سنتز شده، عملکرد ضدمیکروبی نانوذرات اکسید روی، مواد گرافنی و کامپوزیت های اکسید روی با مواد گرافنی بر روی باکتری ایکولای مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. بررسی خواص ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی نشان داد که نانوذرات مذکور دارای 83% اثر ضد میکروبی می باشند. عملکرد ضد میکروبی اکسید گرافن و اکسید گرافن احیاشده به ترتیب 81% و 73% به دست آمد. همچنین نانوکامپوزیت های سنتز شده از لحاظ فعالیت ضدمیکروبی مورد بررسی قرار گرفتند و مشخص شد که تشکیل کامپوزیت ها باعث افزایش عملکرد ضدمیکروبی نسبت به اکسید روی خالص می شود بطوریکه این اثر در مورد کامپوزیت اکسید روی-اکسید گرافن حاوی 1، 5 و 10 درصد وزنی اکسید گرافن به ترتیب 89%، 92% و 94% و در مورد کامپوزیت اکسید روی- گرافن احیا شده حاوی 1، 5 و 10 درصد وزنی گرافن احیا شده به ترتیب 85%، 89% و 91% می باشد. از طرف دیگر نتایج حاکی از آن است که این تأثیر در مورد اکسید گرافن بیشتر از اکسید گرافن احیاشده می باشد. در نهایت مقایسه بین نتایج ضدمیکروبی نانوکامپوزیت های سنتز شده انجام گردید و سازوکاری مناسب برای این فعالیت ارائه شده است.

نانوسیالات به دسته ای از سیالات انتقال حرارت ا طلاق می شود که به واسطه پراکنده شدن ذرات نانو دارای خواص حرارتی بهتری نسبت به سیالات متداول انتقال حرارت هستند. در این پژوهش انتقال حرارت جابجایی نانوسیال در لوله های مارپیچ تحت شار حرارتی ثابت در جریان آرام مورد بررسی قرار گرفته است. نانو سیال ?al?_2 o_3 بر پایه اتیلن گلایکول در سه در صد جرمی 2/0 و 6/0 و1 درصد به روش دو مرحله ای ساخته شده و پس از بررسی خواص حرارتی و ویسکوزیته، در لوله مارپیچ مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج این قسمت با مدل های ارائه شده مقایسه شده و با تعیین ضرایب رابطه ای برای تعیین تغییر ویسکوزیته با دما ارائه شده است. نتایج نشان می دهد ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته با افزودن نانوذرات افزایش پیدا می کند. برای ضریب انتقال حرارت نیز آزمایش ها با سه شار حرارتی یکنواخت ثابت انجام شده و تاثیر هر یک از پارامترهای رینولدز، درصد جرمی و شار حرارتی بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ضریب انتقال حرارت بیشترین وابستگی را به ترتیب به رینولدز، شار حرارتی و درصد جرمی نانوذره دارد بیشترین درصد افزایش ضریب انتقال حرارت مربوط به شار حرارتی یکنواخت 4521 وات بر متر مربع در درصد وزنی 1 درصد و رینولدز 96/511 برابر با 3/44% مشاهده شده است. در ارتباط با عدد ناسلت نیز تاثیر افزایش ضریب هدایت حرارتی در رینولدز های پایین مشهود است به طوری که در مقاطعی شاهد نوسان عدد ناسلت هستیم. در انتها نیز رابطه ای برای بدست آوردن ضریب انتقال حرارت و عدد ناسلت برای نانوسیال در لوله مارپیچ ارائه شده است.

بیودیزل ( آلکیل استر اسید چرب) به عنوان یک سوخت جایگزین سازگار با محیط زیست توجه قابل ملاحظه ای را به خود جلب کرده است. کاتالیست قلیایی به صورت گسترده ای برای تولید تجاری سوخت بیودیزل به کار گرفته می شود. با این حال استفاده از کاتالیست آنزیمی مزایای قابل توجهی، از جمله کاهش عملیات فرایند در تولید سوخت بیودیزل و جدایی آسان گلیسرول از محصول نهایی را امکان پذیر می سازد. در این تحقیق از روغن پسماند خوراکی به عنوان ماده اولیه ارزان برای تولید بیودیزل در طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون و با استفاده از بیوکاتالیست تمام سلولی استفاده شد. استفاده از بیوکاتالیست تمام سلولی به جای آنزیم آزاد یا تثبیت شده هزینه کاتالیست در تولید بیودیزل به روش آنزیمی را کاهش می دهد. میکروارگانیسم ریزوپوس اریزایی تمام سلولی تثبیت شده بر روی ذرات متخلخل فوم پلی یورتان برای متانولیزه کردن روغن پسماند خوراکی مورد استفاده قرار گرفت. از راکتور بستر چرخان به منظور تولید بیودیزل توسط بیوکاتالیست تمام سلولی استفاده شد. طراحی آزمایش توسط روش تاگوچی با استفاده از نرم افزارهای design expert 7 و minitab 16 (نسخه آزمایشی) صورت گرفت و شرایط عملیاتی دما، میزان درصد آب، سرعت چرخش بستر و میزان بیوکاتالیست تمام سلولی مورد ارزیابی و بهینه سازی قرار گرفت. محصول به دست آمده در سطوح بهینه با استفاده از آنالیز کروماتوگرافی گازی مورد ارزیابی قرار گرفت و محتوای متیل استر برای محصول در حالت بهینه ??% به دست آمد که با میزان پیش بینی شده توسط روش تاگوچی مطابقت داشت. در نهایت بر پایه ی نتایج به دست آمده طراحی و ساخت رآکتور بستر چرخان در مقیاس نیمه صنعتی و به صورت پیوسته با استفاده از میکروارگانیسم تمام سلولی نوترکیب پیشنهاد شد.

در این پژوهش آنزیم لیپاز تهیه شده از منبع میکروبی بورکهلدر سپاسیا (burkholderia cepacia) روی پایه تهیه شده به روش محبوس سازی تثبیت گردید. پایه تثبیت برای اولین بار توسط پیش ماده های سیلیکاتی گلایسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (gptms) و تترامتوکسی سیلان (tmos) سنتز شد. سل ژل سنتز شده قبل از تثبیت دارای سطح ویژه 60 مترمربع بر گرم بوده که پس از فرآیند تثبیت لیپاز این مقدار به 49/7 مترمربع بر گرم رسیده است و بر اساس آنالیز bjh میانگین قطر تخلخل پایه تثبیت 1/ 39 نانومتر تعیین گردید. پارامترهای سینتیکی واکنش آنزیمی بر اساس مکانیسم میکائیلیس - منتن در واکنش هیدرولیز روغن تعیین شد، برای آنزیم تثبیت شده مقدار بیشینه سرعت 79/5 میلی مول به ازای دقیقه زمان واکنش و میلی گرم آنزیم تثبیت شده و مقدار ثابت میکائیلیس- منتن 28/2 گرم بر میلی لیتر محاسبه گردید. آنزیم محبوس شده پس از شش سیکل واکنش 67 درصد فعالیت اولیه خود را حفظ کرد. فعالیت نسبی آنزیم تثبیت شده در بازده دمایی 45-40 درجه سانتی گراد، میزان 100 درصد بوده و می تواند در دماهای بالاتر نیز فعالیت خود را حفظ نماید. آنزیم آزاد 90 درصد فعالیت خود را در محیط قلیایی از دست می دهد، درحالی که فرم تثبیت شده، تنها 29 درصد فعالیت اولیه خود را از دست می دهد. آنزیم تثبیت شده برای تولید بیودیزل از روغن پسماند در حضور اتانول مورداستفاده قرار گرفت و درنهایت راندمان 70/91 درصدی طی 24 ساعت واکنش تبادل استری حاصل گردید. شرایط بهینه تولید بیودیزل در دمای 40 درجه سانتی گراد، نسبت مولی الکل به روغن 9 به 1 با 10 درصد آنزیم و سرعت چرخش 500 دور بر دقیقه حاصل گردید.

در پروژه حاضر فوتوکاتالیزور tio2 در اندازه نانو در حالت بلورین آناتاز به روش سل-ژل سنتز شده است . تشکیل فاز آناتاز تیتانیوم دی اکسید با xrd تأیید شده و اندازه بلورها با استفاده از معادله شررحدود 5/11 نانومتر محاسبه شده است. به منظور بهبود خواص فوتوکاتالیزوری مقدار 1% درصد وزنی pt به روش کاهش نوری و 5/0% درصد وزنی cr بر روی کاتالیزورها نشانده شده است. تصاویر sem، وجود ذرات پلاتین وکروم را برروی فوتو کاتالیزورها تأیید می کند و نشان دهنده آن است که ذرات pt وcr به صورت همگن در تمامی سطوح اضافه نشده است و وجود آنها در برخی نقاط بیشتر است .کاتالیزورهای سنتز شده همچنین با روشهای ft-ir و uv-vis وicp مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور استفاده آسانتر از پودرهای تهیه شده قرص سنتز شد. حضور si در سنتز قرص باعث افزایش فعالیت فوتوکاتالیزوری قرصهای سنتزی می شود. به منظور بررسی عملکرد فوتوکاتالیزوری قرصهای تیتانیوم دی اکسید تخریب رنگدانه هایی نظیر مالاکیت سبز در 5 ph= ، متیلن بلو در7 ph= و متیل اورانژ در8/2 ph=تحت تابش نور فرابنفش و مرئی مورد مطالعه قرار گرفته اند. کاتالیزورهای که با pt و cr دوپه شده اند نسبت به سایر کاتالیزورها فعالیت فوتوکاتالیزوری بهتری را نشان می دهد. مزایای اصلی استفاده از قرص به جای پودر کاهش هزینه جداسازی، عدم زمان بر بودن و همچنین امکان استفاده آسانتر در صنعت است.

حذف گازهای مونواکسیدکربن و هیدروکربن های فرار نظیر متان خروجی از اگزوز اتومبیل ها و دودکش صنایع، اهمیت بسیاری در کاهش آلودگی هوا و اثرات گلخانه ای ناشی از آن ها دارد. بدین منظور تحقیقات گسترده ای در رابطه با مواد کاتالیست اکسیدی جهت کاهش و فیلتراسیون این گازهای آلاینده انجام گرفته است. در این پژوهش، رفتار پودرهای اکسیدآهن که محصول جانبی بخش اسید شویی کارخانجات تولید ورق های فولادی می باشند جهت کاهش و حذف گاز مونواکسیدکربن از گازهای آلاینده مورد بررسی قرار گرفته است. پیش از بررسی های کاتالیستی، مشخصه یابی پودرها صورت گرفته است. جهت بررسی ساختار پودرها و همچنین بررسی اندازه ذرات از روش های xrd و tem استفاده شده است. همچنین سطح ویژه پودرها به روش bet اندازه گیری گردیده است. جهت بررسی تاثیر سایز ذرات بر روی میزان تبدیل، پودرها آسیاب شده اند و به منظور بررسی تاثیر مخلوط سازی پودرهای اکسید آهن هماتیتی با اکسید فلزات واسطه دیگر، این اکسیدها با اکسیدکبالت و اکسیدمس، به روش مخلوط سازی با آسیاب، کامپوزیت سازی شده اند. پس از آن بررسی های کاتالیستی بر روی پودرها شامل مطالعه اثر دما، میزان مواد کاتالیستی، دبی گاز ورودی،اثر ترکیب کردن با اکسیدهای مس و کبالت، بررسی پایداری سیکلی و پایداری در زمان طولانی انجام گرفته است. مباحث مربوط به سینتیک واکنش ها نیز بررسی شده است. نتایج نشان داده است که پودرهای مورد استفاده دارای ساختار ?-fe2o3بوده و اندازه ذرات آن به طور متوسط 531 نانومتر است. سطح ویژه پودرها 33/4 مترمکعب بر گرم اندازه گیری شده که با آسیاب کردن این مقدار به 10.52 افزایش یافته است. همچنین آزمون های کاتالیستی نشان داده اند، دمای شروع واکنش کاتالیستی برای اکسیدآهن هماتیتی ضایعاتی 300 درجه سانتی گراد است و در غلظت های اندازه گیری شده از گاز مونواکسیدکربن در این پژوهش، حذف کامل در دمای حدود600 درجه سانتی گراد صورت می گیرد که این دما برای نمونه های ترکیبی با اکسیدهای مس و کبالت به طور چشمگیری کاهش و به ترتیب به 260و 280 درجه سانتی گراد کاهش یافته است. میزان فعالیت کاتالیست اکسیدی پودرها به طور کلی با افزایش جرم کاتالیست استفاده شده و کاهش دبی گاز ورودی و کاهش سایز ذرات افزایش می یابد. همچنین ایجاد ترکیب کامپوزیتی با اکسیدکبالت و مس، تاثیر بسیار چشمگیری در افزایش میزان تبدیل دارد. همچنین آزمون پایداری نشان می دهد، فعالیت کاتالیستی پودرها در مدت زمان طولانی (500 دقیقه) نه تنها کاهش نیافته، بلکه افزایش نیز یافته است. بطور کلی می توان گفت، محصولات جانبی بخش اسیدشویی واحد نورد سرد کارخانجات فولاد با داشتن سطح ویژه نسبتا بالا قابلیت زیادی جهت استفاده بعنوان کاتالیست اکسیدی دارند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.