در این رساله با استفاده از نظریه تابعیت چگالی ( dft) ماهیت جذب شیمیایی و فیزیکی مولکولهایی نظیر آب، آمونیاک و خوشه های هر کدام از آنها بر روی نانولوله های نیترید بور (bnnt) بررسی شده است و این نتیجه حاصل شد که در نظر گرفتن خوشه های آب و آمونیاک در فرایند جذب اهمیت بسیار زیادی دارد و با افزایش اندازه خوشه، مقدار انرژی جذب افزایش قابل توجهی دارد. برای شناسایی ماهیت بر همکنش های بین مولکولی از نظریه اتمها در مولکول (aim) و آنالیز اوربیتالهای پیوندی طبیعی (nbo) استفاده شده است و نقش نیروهای الکتروستاتیکی و انتقالات بار در جذب مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به حساسیت بالای تانسورهای پوشیدگی شیمیایی (cs) و گرادیان میدان الکتریکی (efg) هسته های درگیر در جذب، به مطالعه ثابتهای nqr و جابجایی شیمیایی nmr در آنها پرداخته شده است که نتایج بدست آمده از آنها همخوانی بسیار نزدیکی با سایر روشهای بکار گرفته شده دارند. در ادامه مکانیسم جذب آمونیاک در هر دو انتهای باز نانولوله بررسی شد و دو مدل پیشنهاد گردید. در بخش دیگر جذب اتمهای هیدروژن بر روی نانولوله های نوع زیگزاگ و دسته صندلی نیترید بور برای دو طول مورد مطالعه قرار گرفت. جذب هیدروژن به صورت تک اتمی و دو اتمی در قالب پنج مدل ارائه شد و این نتیجه حاصل شد که اندازه طول تاثیر زیادی بر میزان انرژی جذب ندارد. همچنین نشان دادیم با استفاده از جابجایی شیمیایی nmr در نانولوله ها، می توانیم طول مناسب نانولوله در محاسبات را تعیین کرد که راهکار بسیار مناسبی برای محاسبات با طول محدود نانولوله می باشد و سرانجام بررسی نانولوله-های دوپ شده با اتمهای کربن و سیلیسیم و جذب مولکولهای آب و مونوکسید کربن بر روی آنها مد نظر قرار گرفته است و مشخص شد که اتمهای اطراف اتم دوپ شده شرایط مناسبی برای جذب سایر مولکولها نسبت به قبل از دوپ شدن پیدا می کنند و می توان با تغییر محیط شیمیایی اطراف یک اتم خاص در نانولوله، چگونگی برهمکنش آن با مولکولهای جذب شونده مورد نظر را کنترل کرد.

هنگام ظهور یک ماده ناشناخته نخستین تحقیقات در زمینه شناسایی ویژگی های آن است. درحال حاضر آنچه گرافین را با اهمیت نموده، ویژگی های منحصربفرد آن می باشد. ویژگی های جالب توجه گرافین به عنوان نازک ترین ماده جهان و کاربردهای روزافزون آن در الکترونیک، حسگرها، نمایشگرها و.... آن را به حوزه مهمی در فیزیک ماده چگال و نانوتکنولوژی تبدیل نموده است. یکی از مسائل مطرح برای این ماده، شناسایی ویژگی های حسگری آن به منظور کاربرد در ابزارهای نانو است. از این رو مطالعه ویژگی های حسگری (تغییرات ویژگی های شیمیایی در حضور مولکول های دیگر) گرافین به عنوان هدف اصلی این پایان نامه انتخاب گردید. مطالب مندرج در پایان نامه حاضر به این شرح است. در فصل اول مروری بر هم خانواده های کربن، که گرافین یکی از آن ها می باشد، خواهیم داشت. در ادامه برخی ویژگی های، روش های ساخت و کاربردهای گرافین توضیح داده می شود. در فصل دوم روش های محاسباتی کلاسیکی و کوانتومی بیان و این نتیجه حاصل می شود که در شبیه سازی،سطح گرافین بزرگ تر از آن می باشد که از روش های مکانیک کوانتومی با رایانه های معمولی قابل بررسی باشد و انجام محاسبات با این روش ها زمان بر می باشد، بنابراین در ابتدای فصل سوم نتایج محاسبات کلاسیکی (حل عددی و تحلیلی) جذب مولکول متان بر روی سطح گرافین ( ویژگی های حسگری گرافین) ارائه می شود. از سوی دیگر چون گرافین یک نانوماده است با روش های کلاسیک نمی توان به بررسی دقیق ویژگی های شیمیایی آن پرداخت. بنابراین در پروژه حاضر با محدود کردن سطح گرافین از محاسبات مبتنی بر مکانیک کوانتومی با نرم افزار نیز استفاده گردید و در انتهای فصل سوم محاسبات کوانتومی انجام شده ارائه و نتایج به دست آمده با گرافین سفید مقایسه شده است. که با اعمال شرایط مرزی دوره ای این نتایج برای سطح های بزرگ قابل تعمیم می باشد.

در این تحقیق به منظور بررسی عوامل موثر بر پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته nmr و رزونانس چهارقطبی هسته nqr هالوژن ها گروهی از ترکیبات هالید فلزی گروه اول به همراه ترکیبات آبدار در این گروه مورد مطالعه قرار گرفتند. روش مورد استفاده در این تحقیق dft است و از مجموعه پایه های 3-21g* و 6-311+g**استفاده شده است. عوامل موثر بر پارامترهای nmr و nqr مورد مطالعه در این تحقیق شامل آبدارشدن? تعداد مولکول های آب? و نوع کاتیون می باشد. همچنین تاثیر نوع هالوژن بر پارامترهای nmr و nqr کاتیون نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با هیدراتاسیون ترکیب و همچنین با افزایش تعداد مولکول های آب در یک ترکیب مقدار پوشیدگی شیمیایی کاهش می یابدو مقدار ثابت جفت شدگی چهارقطبی افزایش می یابد علت کاهش مقدار پوشیدگی شیمیایی را با زیاد شدن فاصله بین دو اتم همسایه می توان توجیه کرد و افزایش مقدار ثابت جفت شدگی چهارقطبی به دلیل چگالی بار حاصل از جفت الکترون غیر پیوندی مولکول اکسیژن است. همچنین با بررسی و مقایسه کلرید های گروه اول، دوم و سوم مشخص می شود که با افزایش شماره گروه و در تتیجه زیاد شدن الکترون های لایه ظرفیت و افزایش دانسیته الکترونی ناشی از کاتیون میزان پوشیدگی شیمیایی و ثابت جفت شدگی برای کلریدهای گروه سوم نسبت به گروه دوم و گروه دوم نسبت به گروه اول بیشتر است.

هدف از انجام این پژوهش، مطالعه، بررسی و محاسبه خواص الکترونیکی سه مولکول از خانواده آروماتیک ها، di thiol 3,3-bipyridyl، di thiol stilbene و di thiol imidazole، به خصوص بررسی طیف های گذار در حالت اعمال بایاس و در حالت بایاس صفر و نیز چگالی حالت ها با در نظر گرفتن اربیتال های مختلف اتم های مولکول میانی و نیز با در نظر گرفتن تمامی اربیتال ها برای تمامی اتم های موجود در سیستم مولکولی، تعیین ویژه مقادیر گذار و نهایتاً بررسی ویژگی های منحنی جریان – ولتاژ میباشد. با بررسی طیف چگالی حالت های هر سه سیستم مولکولی مشاهده کردیم که قله های مختلفی در طیف نمایان میشوند که هریک مقدار خاصی را برای چگالی حالت های سیستم نشان میدهند. در هریک از این طیف ها، در بازه ای از انرژی پر شدت ترین قله ها وجود دارند که بسته به این که کدام نوع از اربیتال ها لحاظ شده، در بالای سطح فرمی با در پایین سطح فرمی واقع شده اند. به این صورت که اگر میانگین اربیتال اتم های در نظر گرفته شده در هر سیستم مولکولی، خالی باشد این قله در پایین سطح فرمی واقع میشوند و اگر میانگین اربیتال ها پر باشد در بالای سطح فرمی واقع خواهند شد.در بررسی طیف گذار نیز قله های متعددی را در انرژی های مختلف مشاهده کردیم. همچنین در حالت بایاس صفر، رفتار طیف با حالت اعمال بایاس متفاوت است. به این صورت که با اعمال بایاس به سیستم مولکولی، مکان قله های مشاهده شده در حالت بایاس صفر به سمت انرژی های کمتر پیش میرود. ضمن اینکه از شدت آن ها نیز کاسته می شود. با رسم نمودار جریان – ولتاژ، میزان جریان عبوری از سیستم های مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. در هر سه مورد مشاهده نمودیم که نمودار جریان بر حسب ولتاژ به فرم نموداری از درجه سه می باشد. با بررسی طیف گذار با اعمال شرایط نقطه k ، وابستگی طیف گذار را به k مورد بررسی قرار دادیم. در هرسه مورد مطالعه شده، با اعمال شرایط نمونه گیری نقطه ای، مقدار گذار پرشدت ترین قله، افزایش می یابد.علاوه بر این، مقادیر هومو (بالاترین اربیتال پرشده مولکولی) و لومو( پایین ترین اربیتال پر نشده مولکولی) در هر سیستم مولکولی و نیز میزان کل انرژی در هریک مورد مطالعه قرار گرفت و به صورت عددی در طی فصل 3، گزارش شده است. درمطالعه تمام خواص مذکور،از نرم افزار اتمیستکس بهره گرفته شد.

در این پژوهش پایداری فولرین های کاربید سیلیسیم مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین برخی از این فولرین ها تحت تاثیر ناخالصی های مختلف قرار داده شد و اثر آنها بر پایداری و ساختار الکترونی بررسی شد. برای بررسی پایداری فولرین ها، مقدار انرژی پیوندی هر اتم برای هر ساختار را با تغییر تعداد اتمهای si و c محاسبه و براساس تقارن موجود در ساختار، ساختار بهینه سازی شده برای هر ترکیب بدست آمد. سپس خواص الکترونی مانند گاف انرژی نواری و چگالی حالت های انرژی برای ساختارهای بهینه سازی شده با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی محاسبه گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که فولرین های با تعداد مساوی اتم های سیلیسیم و کربن از پایداری بیشتری نسبت به سایر فولرین ها برخوردارند و همچنین با افزایش تعداد اتم ها و افزایش اندازه ی فولرین به میزان پایداری آنها افزوده می شود.

در سالیان اخیر، ساختارهایی همچون نانولوله ها، ساختارهای فولرن مانند، گرافن و... توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از مسائل مطرح برای این مواد، شناسایی ویژگی های حسگری و جاذب آن ها به منظور کاربرد در ابزارهای نانو است. از این رو هدف اصلی این پایان نامه مطالعه ی دو ساختار فولرن-مانندکربن سیلیسsi16c16 و si24c24 انتخاب گردید. به همین منظور با استفاده از نظریه تابعی چگالی (dft) ماهیت جذب شیمیایی و فیزیکی مولکول هایی نظیر آب، آمونیاک، هیدروژن وکربن منوکسید بر روی ساختارهای si16c16 وsi24c24 بررسی شده است. همچنین برهم کنش عناصر و کاتیون های گروه های یک و دو اصلی جدول تناوبی با دو ساختارsi16c16 وsi24c24 مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که ساختارهای si16c16 وsi24c24 حسگر مناسبی برای مولکول کربن منوکسید می باشند.

ابتدا باید گرافن و اتم های پلاتین متصل بهم شبیه سازی شوند و سپس اتم های پلاتین را روی گرافن گذاشته و ساختارها بهینه شده است. اما برای رسیدن به بهترین الکترود جاذب اکسیژن، باید ساختارهایی بهینه شوند که بیشترین انرژی جذب را به هنگام جذب مولکول اکسیژن از خود آزاد کنند. سپس مهم ترین مرحله ی واکنش کاهش اکسیژن یعنی مرحله ی شکستن پیوند اکسیژن-اکسیژن در مولکول جذب شده، از لحاظ تغییرات انرژی مورد بحث قرار گرفته است و سرانجام، مقدار تغییرات انرژی در مکانیسم های مختلف واکنش کاهش اکسیژن ارائه شده و بهترین مکانیسم معرفی شده است.

اکسید روی به علت هدایت الکتریکی و شفافیت بالا، دارای کاربرد های گسترده ای در ابزارهای الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مانند مواد پیزوالکتریک، سلول خورشیدی، حسگرهای گازی و بیولوژیکی و الکترودهای شفاف پیدا کرده است. اخیرا تحقیقات گسترده ای بر روی حسگرهای بر پایه اکسید روی صورت گرفته است. در این پایان نامه با استفاده از روش هیدروترمال در دمای پایین نانوساختارهایی با مورفولوژی های مختلف از نیمه هادی اکسید روی سنتز شدند. مشخصه یابی نانوساختارهای سنتز شده، طی فرایندهای پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام شده است. جهت بررسی خواص نوری نمونه ها از آنالیزهای pl و uv استفاده شده است. برای نمونه ها فرایند حسگری و مقاومت-سنجی نسبت به گاز کربن مونواکسید صورت گرفت. همچنین در این تحقیق میزان حسگری سطح شش-وجهی (001) اکسید روی در برابر گاز کربن مونواکسید بصورت محاسبات dft با استفاده از کد dmol3انجام شد و میزان حسگری در دو بخش تجربی و محاسباتی با یکدیگر مقایسه گردید. در بین مورفولوژی های مختلف اکسید روی، نانوگل در دمای 250 درجه سانتی گراد حسگری بالاتری را نسبت به گاز کربن مونواکسید با غلظت ppm 500 ازخود نشان داد.

در سالیان اخیر، ساختارهایی همچون نانولوله ها، ساختارهای فولرن مانند، گرافن و غیره توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از مسائل مطرح برای این مواد، شناسایی ویژگی های حسگری آن ها به منظور کاربرد در ابزارهای نانو است. از این رو هدف اصلی این پایان نامه مطالعه ی دو ساختار فولرن مانند بور نیتریدی b16n16 و b24n24 انتخاب گردید. محاسبات مکانیک کوانتومی برای تعیین خواص ساختارهای فلورن مانند بور نیتریدی صورت گرفته است. همچنین برهم کنش عناصر و کاتیون های گروه های یک و دو جدول تناوبی با دو ساختار b16n16 و b24n24 از طریقb3lyp/6-311g(d,p) مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور با استفاده از نظریه تابعی چگاالی dft ماهیت جذب شیمیایی و فیزیکی مولکول-هایی نظیر آب، آمونیاک، هیدروژن و کربن منوکسید بر روی ساختارهای b16n16 و b24n24 بررسی شده است. بنابراین روش و مجموعه پایهm062x/6-311g(d,p) برای تعیین ماهیت جذب این مولکول ها بر روی سطح خارجی این ساختارها به کار برده شد.در نهایت به این نتیجه رسیدیم که ساختارهای b16n16 و b24n24 حسگر مناسبی برای مولکول کربن منوکسید می باشند. کلید واژه ها: ساختارهای فلورن مانند نیترید بور ، جذب فیزیکی، جذب شیمیایی، نظریه تابعیت چگالی، آب آمونیاک، کربن منوکسید، هیدروژن،

در این پژوهش به کمک محاسبات، سلول های خورشیدی رنگدانه ای بر پایه گرافن شبیه سازی شده است. در ابتدا باندگپ گرافن توسط جایگزین سازی اتم های کربن توسط اتم های بور و نیتروژن افزایش داده شده است. جایگزین سازی اتم های کربن در ساختار اولیه با نظم مشخصی انجام گرفت و سپس در یکی از ساختارها بدون تغییر در درصد ترکیب هر کدام از اجزا تغییر موقعیت اتم ها نسبت به یکدیگر بررسی گردید. پس از آن رنگدانه های مختلف آلی از خانواده کومارین، ان و ان دی آلکیل آنیلین و تری آریل آمین بر روی نیمه رسانای گرافنی قرار داده شد تا امکان جذب این رنگدانه ها بر روی آن بررسی شود. بهترین نتیجه از نظر جذب بر روی نیمه رسانای گرافنی و باندگپ برای رنگدانه ای از خانواده ان و ان دی آلکیل آنیلین به دست آمد. محاسبات مربوط به گرافن به وسیله برنامه dmol3 و به صورت شرایط مرزی تناوبی انجام شد و محاسبات مربوط به رنگدانه ها علاوه بر dmol3 توسط برنامه gaussian09 نیز انجام شده است.

در این پژوهش سعی شده است که ساختار الکترونی و خواص شیمیایی ساختارهای گرافین مانند بررسی شود و اینکه حضور اتم ها و مولکول ها چه تاثیری بر روی ساختار الکترونی و خواص شیمیایی آنها دارد. آنچه را که می توان به عنوان نتیجه این پژوهش گزارش کرد این است که از میان فلزات بررسی شده به ترتیب جذب منگنز، مس، طلا، لیتیم و سدیم بر روی گرافین دارای انرژی جذب بیشتری بودند و در میزان انتقال بار و در میزان کاهش گاف انرژی در مورد سدیم نتایج بیشتر بود. در جذب هیدروژن وقتی هیدروژن به تنهایی جذب می شود دارای انرژی جذب سطحی مطلوب تری است و از میان فلزات بررسی شده به ترتیب جذب سدیم، طلا و لیتیم بر روی گرافین دارای انرژی جذب سطحی کمتری بودند و در میزان انتقال بار و در میزان کاهش گاف انرژی در مورد لیتیم نتایج بیشتر بود.

. برای اجرای این پژوهش، پیش از هرگونه توضیح در مورد نقشه مفهومی و آنتروپی، پیش آزمون یکسانی از مبحث آنتروپی از یکی از گروه های کنترل و یکی از گروه های آزمایش به عمل آمد. سپس دانش آموزان گروه آزمایش به مدت 7 جلسه با نقشه مفهومی آشنا شدند و در نهایت گروه آزمایش، مبحث آنتروپی را به روش نقشه مفهومی و گروه کنترل به روش مرسوم آموزش دیدند. پس از اتمام آموزش، برای سنجش میزان یادگیری از گروه های آزمون و گروه های کنترل، پس-آزمون یکسان به عمل آمد. به منظور تحلیل داده ها از شاخص های آمار توصیفی نظیر جدول های فراوانی و شاخص های پراکندگی نظیر دامنه تغییرات، انحراف معیار، واریانس و ... و در قسمت آمار استنباطی با توجه به نرمال بودن داده ها از آزمون تحلیل کوواریانس، من ویتنیu و آزمون تعقیبی توکی استفاده شده است. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که روش تدریس مبتنی بر نقشه های مفهومی نسبت به روش تدریس مرسوم در پیشرفت تحصیلی دانش آموزان در مبحث آنتروپی اثر معناداری دارد. از این رو به معلمان شیمی، استفاده از این روش آموزشی توصیه می گردد.

در این پایان¬نامه دو هدف اساسی مد نظر بود: ابتدا مایعات یونی بر مبنای دابکو (4،1-دی¬آزا بای-سیکلو[2،2،2] اکتان) تهیه شدند و از این مایعات یونی به عنوان قالب برای سنتز نانوساختارهای روی-اکسید در روش¬های رفلاکس و سونوشیمیایی استفاده شد و در ادامه مطالعات نظری خواص الکترونی و نوری این نانوساختار¬ها انجام شد. در این تحقیق تأثیر مایعات یونی مختلف بر مورفولوژی، اندازه¬ی ذرات و خواص نوری بررسی شد. ساختار و خواص نوری این نانوساختار¬ها با تکنیک¬های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، پراش سنج پرتوی ایکس (xrd)، و طیف سنجیuv-vis و فوتولومینسانس(pl) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می¬دهد استفاده از مایعات یونی مختلف هم در روش رفلاکس و هم در روش سونوشیمیایی سبب کاهش اندازه¬ی ذرات روی¬اکسید می¬شود و شرایط لازم را برای رشد نانوساختار¬های دو بعدی روی¬اکسید با مورفولوژی نانوصفحه و نانوبرگ در روش سونوشیمیایی و نانوصفحه در روش رفلاکس ایجاد می¬کند. همچنین نتایج نشان می¬دهد استفاده از مایع یونی با شاخه بلند¬تر در موقعیت 1 دابکو در روش رفلاکس، نانوصفحه¬هایی یک نواخت¬تر و با پهنای بیشتر ایجاد می¬کند. خواص الکترونی نانوساختار¬های دو بعدی سنتز شده با محاسبات dftو به وسیله نرم افزار dmol3 مورد مطالعه قرارگرفته است. محاسبات dft، شکاف نوار 5/1 الکترون ولت را برای روی¬اکسید پیش بینی می¬کند. به طور کلی محاسبات dft منجر به شکاف نوار بسیار کمتری در مقایسه با مقدار تجربی می¬شود.

امروزه سیستم های تک لایه ای بسیاری شناخته شده ومورد مطالعه قرار گرفته اند، از جمله:گرافن(یک لایه از گرافیت)، برون ن نیترید شش ضلعی (h-bn)، بورن کربید، مولیبدیم دی سولفید، سدیم کلراید، آلومینیوم دی سولفایدو... . برای پیشرفت در نانو تکنولوژی آشنایی با سیستم ی تک لایه ای خنثی که در شرایط محیطی مختلف تمیز باقی می مانند و با بالا رفتن درجه حرارت پایداری خود را حفظ می کنند لازم است. در این زمینه گرافین و برون نیترید شش ضلعی مثال هایی برجسته اند. برون نیترید بر خلاف گرافین که یک رسانا است در حالت عادی در ساختار نواری خود دارای گافی به اندازه ی ev7/4 بین تراز رسانش و ظرفیت خود می باشد که این ماده را تبدیل به یک عایق با گاف نسبتا بزرگ کرده است. در این پژوهش سعی شده است به کمک محاسبات شبیه سازی خواص الکترونی صفحه ی برون نیتریدی در حضور ناخالصی بررسی شود. بدین منظور اکسیژن به عنوان ناخالصی در نظر گرفته شد و اما در ادامه به جهت گسترش کار این صفحه به همراه ناخالصی خود تحت کرنش های مختلف شامل 30?کشش و 30? تراکم قرار گرفت. در نهایت برای مقایسه، کار با اعمال کرنش های مشابه بر روی صفحه برون نیتریدی بدون ناخالصی ادامه یافت و خواص الکترونی در هر سه حالت مورد مطالعه قرار گرفت. محاسبات در این پروژه به کمک نرم افزار quntaum espresso انجام شده است.

امروزه آلاینده های محیطی و صنعتی نتایج منفی بسیار زیادی را در زندگی انسان ها ایجاد کرده است . تخریب آلاینده های زیست محیطی که دارای اثرات زیان آوری روی اکو سیستم هستند. نقطه شروع پژوهشی در جهان علمی شده است. بعضی آلاینده های زیست محیطی را نمی توان به طور کامل با استفاده از روش های بیولوژیکی فیزیکی و شیمیایی مرسوم تجزیه کرد . به این دلیل که ساختار این ترکیبات آلی در پساب ها معمولا شامل یک یا چند حلقه بنزنی است. از این رو کاربرد فوتو کاتالیزگرها به ویژه استفاده از فوتوکاتالیز گرهای با سیستم نیمه رسانا بهترین روش در میان روش های اکسید اسیون شیمیایی برای تجزیه ترکیبات سمی و خطرناک است. از این رو هدف اصلی این پایان نامه مطالعه روی نانو ساختارهای چون نانولوله و نانو صفحه و کلاسترهای اکسید روی انتخاب گردید. به همین منظور با استفاده از نظریه تابعیت چگالی ( dft) ماهیت جذب شیمیایی و فیزیکی مولکول هایی نظیر آمونیاک، وکربن، مونوکسید و فر م آلدهید بر روی نانو ساختارهای اکسید روی بررسی شده است.که در یررسی های انجام شده بیشترین گاف انرژی و بیشترین انرژی های جذب مربوط به نانو لوله می باشد.وبا بررسی جذب آنها همه جذب ها از نوع شیمیایی انجام شد .و در نهایت با تست حسگری بیشترین حساسیت مربوط به نانو لوله و جذب گاز آمونیاک روی نانو لوله بود . و کمترین مقادیر حساسیت مربوط به کلاستر zn12o12 و گاز فرم آلدهید بود.

چکیده در این پژوهش، نانو صفحات اکسید روی به عنوان الکترود نوری در سلول های خورشیدی رنگدانه ای، با استفاده از برنامه کوانتم اسپرسو و با روش محاسباتی dft و مجموعه پایه هایgga/pbe مورد بررسی قرارگرفته شده است. پس از بهینه سازی ساختار، شش رنگدانه از خانواده آنتراسن، ان و ان دی آلکیل آنیلین و کومارین برروی نانو صفحات اکسید روی قرار دادیم و ویژگی های مختلفی از جمله انرژی جذب رنگدانه ها بر روی ساختار اکسید روی، گاف انرژی سیستم، انتقال بار و اختلاف بین lumo اکسید روی و رنگدانه ها مورد بررسی قرارگرفته است. در نهایت می توان گفت که سلول خورشیدی با رنگدانه a از گروه آنتراسن می تواند بیش ترین کارایی را داشته باشد اما باید به طور عملی مورد بررسی قرار گیرد. کلید واژها: سلول های خورشیدی رنگدانه ای، نانو صفحه های اکسید روی، انتقال بار، روش های محاسباتی(dft)، کوانتم اسپرسو 5.0.0

در سالیان اخیر، ساختارهایی همچون نانولوله ها، ساختارهای فولرن مانند، گرافن و... توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از موارد مطرح در مورد این مواد، بررسی ویژگی های حسگری و جاذب بودن آنها در ابزارهای نانو است. از این رو هدف اصلی این پایان نامه، مطالعه ساختار فولرن مانند آلومینیوم نیترید (al16n16 ) است. بدین منظور با استفاده از نظریه تابعی چگالی، ماهیت جذب فیزیکی و شیمیایی مولکولهایی نظیر آب، کربن مونوکسید، آمونیاک، هیدروژن، برروی فولرن مورد نظر بررسی شده است. همچنین برهم کنش اتمها وکاتیونهای لیتیم وپتاسیم با فولرن مورد نظر بررسی شده است و همچنین جذب مولکولهای یاد شده بر روی فولرن در حضور اتمها وکاتیونهای لیتیم وپتاسیم بررسی شده است. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که ساختارal16n16برای جذب مونوکسید کربن مناسب است.

هدف از انجام این پژوهش، بررسی روشهای بهبودکیفیت یاددهی یادگیری شیمی(مبحث ساختاراتم) ازطریق نقشه های مفهومی وسنجش تأثیر روش تدریس مبتنی بر استفاده از نقشه های مفهومی بر پیشرفت تحصیلی دانش آموزان در مبحث ساختاراتم می باشد. پژوهش حاضر از نوع پژوهش های کاربردی است و روش تحقیق از نوع نیمه آزمایشی و به روش چهارگروهی سولومون با پیش آزمون و پس آزمون انجام شده است. جامعه آماری شامل کلیه دانش¬آموزان پایه دوّم دبیرستان شهرستانهای شیرازوتهران که در سالتحصیلی 93-92 در رشتهعلوم تجربی مشغول به تحصیل بودند و نمونه شامل 4 کلاس 30 نفره از پایه دوم دبیرستان، که به طور تصادفی، دو کلاس به عنوان گروه آزمایش و دو کلاس به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شدند.روش های گردآوری داده¬ها در دو مرحله مطالعه کتابخانه ای و میدانی انجام شده است. یکی از ابزارهاییکهدر این پژوهش مورداستفاده قرارگرفت، پرسشنامه ای شامل40سوال چهارگزینه ای از مبحث ساختاراتم در سطوح مختلف حیطه شناختی بلوم، با تأیید اساتید و دبیران شیمی از کتاب شیمی سال دوّم دبیرستان تهیه و به طور یکسان در پیش آزمون و پس آزمون به کارگرفته شد.همچنین با استفاده از نرم¬افزار cmap tools ، تعدادی نقشه مفهومی در جلسات مختلف تهیه و در کلاس های نمونه مورد استفاده قرار گرفت.به منظور روایی پرسشنامه و پس از اصلاحاتی، این پرسشنامه در اختیار تعدادی دانش¬آموز قرار گرفت و پس از بررسی پاسخ آنان و تعیین ضرایب تمیز و دشواری سوالات، اصلاحات دیگری صورت گرفت و در نهایت این پرسش¬ها به عنوان پیش¬آزمون و پس¬آزمون استفاده شدند. آلفای کرونباخ کلی بدست آمده برای متغیرهای تحقیق نیز 93/0 می¬باشد که نشان می¬دهد که متغیرهای تحقیق در کل از پایایی بالایی برخوردارند. برای تحلیل داده¬ها از نرم افزار spss21 استفاده گردید.یافته ها نشان داد که استفاده از نقشه های مفهومی بر رشد تحصیلی دانش آموزان در درس شیمی مبحث ساختار اتم تاثیر معناداری دارد و موجب پیشرفت تحصیلی دانش آموزان می گردد.باتوجه به نتایجپژوهش حاضر،به کارگیری نقشه مفهومیمی تواندبرپیشرفت تحصیلی وبهبودکیفیت یاددهی-یادگیری درس شیمی تأثیرمثبت داشته باشد، از این رو به معلّمان شیمی، استفادهازاین روشنوین آموزشی توصیه میگردد.

در دهه های اخیر تلاش¬های زیادی برای مطالعه¬ی واکنش¬های متانول صورت گرفته¬است زیرا متانول دارای ویژگی منحصر به فرد است منجمله فعالیت در دمای پایین و ذخیره سازی وحمل و نقل آسان وارزان بودن و دارای چگالی الکترونی بالا(مول /کیلوکاری197 ) است که عامل تبدیل صد در صد متانول به منوکسید کربن می¬شود و غیره. . . . میتوان اشاره نمود با توجه به این دلایل مطالعاتمان را بر روی سوخت متانول انجام دادیم. ولی یکی از مشکلات متانول مسمومیت منوکسید کربن است به این دلیل شناسایی الکترود مناسب جهت کاهش مسمومیت آند یکی از اهداف ما می¬باشد. اکسیداسیون متانول بر روی سطح گرافن /پلاتین با محاسبات dft انجام شد. به این منظور ابتدا گرافن و اتمهای متصل پلاتین شبیه سازی شدند و سپس اتم های پلاتین را روی گرافن گذاشته و ساختارها بهینه شده اند و فرایند اکسیداسیون متانول را از دو مسیر شکست پیوند کربن-هیدروژن واکسیژن -هیدروژن انجام دادیم. بهبود فعالیت الکتروکاتالیست آند وابسته به سرعت شکست کربن -هیدروژن و هیدروژن -اکسیژن در دمای پایین است سپس بررسی شد انرژی جذب کدام مسیر مساعدتر است و بهترین مسیر واکنش معرفی شد.

در این پژوهش، نانو صفحاتدی¬اکسید تیتانیوم به عنوان الکترود نوری در سلول های خورشیدی رنگدانه ای، با استفاده از نرم افزار کستپ و با روش محاسباتی نظریه¬تابعی¬چگالی و تقریب گرادیان تعمیم¬یافتهمورد بررسی ساختاری و مطالعه¬ی محاسباتیقرارگرفته شده است. همچنین به وسیله¬ی نرم افزار اتمیستیکس ویژگی های الکتریکی دو مولکول رنگدانه از خانواده آنواندیآلکیلآنیلینو کومارین، شامل چگالی حالت¬ها، طیف گذار، طیف انرژی مولکولی و ... با روش محاسباتی نظریه¬تابعی¬چگالی و با استفاده از تقریب گرادیان تعمیم یافته مورد بررسی قرار داده شده است.در این پژوهش، ویژگی¬های جریان-ولتاژ سیستم¬های قطعه، شامل رنگدانه¬های ذکرشده نیز بررسی شده است.

در این پژوهش به بررسی عملکرد رنگدانه کورکومین در سلول¬ های خورشیدی رنگدانه ای پرداخته شده است. سلول هایی با رنگدا¬نه کورکومین براساس نانوذرات zno که به روش رفلاکس سنتزگردید¬ و یک سلول نیز بارنگدانه n719 ساخته و با محاسبات dft وtd-dft که توسط برنامه gaussian09 صورت گرفت به مقایسه این دو رنگدانه پرداخته شد¬. عملکرد رنگدانه در کنار نانوذرات tio2 نیز مورد بررسی قرار گرفت. پارامتر های بیان کننده¬ی عملکرد سلول نظیر بازده، ولتاژ مدار باز و فاکتور کارایی و جریان مدارکوتاه برای سلول¬ ها به¬ دست آمد. ا¬ز سه سلول آنالیز qv3 به عمل آمد و تراز فرمی برای فتوالکترود های آن تعیین شد. رنگدانه¬ ها مورد آنالیز nbo قرار گرفته شد و ماهیت اوربیتال¬ هایی که در انتقالات الکترونی نقش داشتند تعیین شد.

در این تحقیق، ساختار الکترونی، خواص شیمیایی و پایداری پنج کمپلکس طلا شامل ?au(cn)_2?^- ،au (cs(?nh?_2 )_2 )_2^+ ،au(s_2 o_3 )_2^(3-) ،au(scn)_(2 )^- و au(nh_3 )_2^+ با هدف تعیین میزان اثربخشی آن ها در جذب طلا از پساب مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از نظریه ی تابعیت چگالی استفاده شد و شبیه سازی به دو روش ?pb1?pb و plyp2b و در دو محیط حلال و فاز گازی انجام شد که با توجه به داده های ترمودینامیکی محاسبه شده مشخص شد که روش ?pb1?pb برای شبیه سازی کمپلکس های طلا مناسب تر است. همچنین محاسبات نشان می دهند که در بین پنج کمپلکس بررسی شده کمپلکس های سیانید و تیوسولفات طلا بیشترین پایداری را در محیط حلال دارند و در نتیجه می توانند برای جذب روی بعضی جاذب ها و جداسازی طلا از پساب مناسب باشند. همچنین کمپلکس های تیو اوره و سیانید طلا بییشترین پایداری را در فاز گازی دارند.

فناوری پیل سوختی یکی از بهترین روش های تولید انرژی الکتریکی می باشد که در آن واکنش کاهش اکسیژن از اهمیت بالایی برخوردار است. برای بالا بردن بازده این روش، واکنش کاهش اکسیژن باید روی الکترود مناسبی انجام شود که فعالیت های تجربی مستلزم هزینه های بالاست. ولی با استفاده از نرم افزارهای رایانه ای می توان الکترودهایی را مدل سازی کرد تا بتوان بر این هزینه ها چیره شد. در این پایان نامه الکترودهایی با بستر گرافین و خوشه های کبالت و پلاتین توسط نرم افزار گوسین مدل سازی شدند. با توجه به نتایج بدست آمده الکترود شامل گرافین با خوشه 4تایی کبالت دارای بیشترین انرژی جذب و داشتن شرایط مطلوب از نظر توزیع بار الکتریکی و.... به عنوان بهترین کاتالیست انتخاب گردید. همچنین جذب مولکول اکسیژن روی تمام الکترودها، این انتخاب را تایید کرد. در الکترود انتخاب شده، مرحله مهم شکستن پیوند اکسیژن-اکسیژن با تمام گونه هایی که احتمال تشکیل شان می رود مدل سازی شدند و اختلاف انرژی واکنش های انجام شده در پیل سوختی بدست آمد و با هم مقایسه گردید. همچنین جذب یون هیدرونیوم روی آن، چه قبل از شکستن پیوند اکسیژن-اکسیژن و چه بعد از آن، و همینطور واکنش های انجام شده مدل سازی شدند و با توجه به نتایج، مطلوب ترین مکانیسم معرفی شد.

در این پژوهش با استفاده از نقشه مفهومی، مفهوم ترکیبات شیمیایی در پایه دوم متوسطه در دو گروه تدریس شده و با دو گروه کنترل مورد مقایسه فرار گرفته است. این افراد در دو گروه آزمایش و دو گروه کنترل (روش چهارگروهی سولومون) به صورت تصادفی گمارش شدند. ابزارهای مورد استفاده عبارت بودند از مواد آموزشی، آزمون پیشرفت تحصیلی، نقشه های مفهومی معلم سا خته و دانش-آموز ساخته(بااستفاده ازنرم افزار cmap tools). در این پژوهش برای تجزیه و تحلیل داده ها ازنرم افزار spss و از طریق محاسبه شا خصهای آمار توصیفی و آمار استنباطی و باا استفاده از دستور آنالیزواریانس، و آزمون t مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.

در این پژوهش که شامل دو بخش کلی تجربی و تئوری است. ابتدا سنتز نانو ساختارهای اکسید مس) i ( با روش رفلاکس انجام شد. سپس مطالعه تاثیر عوامل مختلف از جمله تغییر غلظت، نسبت مواد واکنش دهنده، تغییر نوع کاهنده و تاثیر ph محیط روی نوع مورفولوژی، اندازه ذرات و شکاف نواری نمونه سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. در بخش تئوری مطالعه نظری خواص الکترونی ساختار اکسید مس) i ( انجام شد. برای مشخص شدن نوع ماده سنتز شده و همچنین اندازه ذرات سنتز شده از پراش اشعه ایکس ) xrd ( و روش دبای شرر استفاده شد. برای مشخص شدن نوع مورفولوژی از میکروسکوپ الکترونی روبشی ) sem ( که از نمونه ها در مقیاس نانومتر تصویر می دهد استفاده شد. برای مشخص شدن خواص نوری ساختارهای سنتز شده از طیف نور مرئی– فرابنفش استفاده کردیم. نتایج حاصل از داده های تجربی نشان داد که می توان اکسید مس) i ( را در قالب های آلی در مقیاس نانومتری سنتز کرد. همچنین با تغییر عوامل مختلف روی مورفولوژی، اندازه ذرات و شکاف نواری آن تاثیر گذاشت. خواص الکترونی نانوساختار های دو بعدی اکسید مس) i ( با محاسبات کوانتومی و به وسیله نرم افزار دی مول تری مورد مطالعه قرارگرفته است. محاسبات کوانتومی ، شکاف نوار 28/1الکترون ولت را برای cu2o پیش بینی می کند.

در این پژوهش نانو ساختار های روی اکسید و روی اکسید آلایش شده به روش هیدروترمال سنتز شدند. مشخصه یابی نانوساختارهای سنتز شده، طی فرایندهای پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام شده است. جهت بررسی خواص نوری نمونه ها از آنالیزهای pl و uv استفاده شده است. فرایند حسگری با استفاده از گاز های کربن مونواکسید، اتانول و استون در دماهای 200 تا 400 درجه سانتی گراد صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که بالاترین پاسخ حسگری در میان نمونه ها مربوط به نمونه ی co-zno نسبت به گاز اتانول با غلظت ppm300 در دمای 300 درجه سانتی گراد می باشد که پاسخ حسگری 570 بوده است. پاسخ های حسگری نمونه های mn-zno و ni-zno نشان می دهد این دو حسگر نسبت به گاز استون در حضور گازهای کربن مونواکسید و اتانول بصورت انتخابی عمل می کند. نمونه fe-zno در مقایسه با دیگر نمونه هاخواص حسگری خوبی نسبت به گازهای مورد نظر نشان نمی دهد. تاثیر ناخالصی های مختلف از نظر ریخت شناسی، ساختارکریستالی، گاف انرژی و نقص های کریستالی بر روی خواص حسگری مطالعه و بررسی شد. همچنین در این تحقیق میزان حسگری روی اکسید و روی اکسید آلایش شده در برابر گازهای کربن مونواکسید، اتانول و استون بصورت محاسبات dft با استفاده از کد dmol3انجام شد و میزان حسگری در دو بخش تجربی و محاسباتی با یکدیگر مقایسه گردید که توافق تقریبی نسبتا خوبی بین آن ها برقرار است.

این پایان نامه در ابتدا به چگونگی اندازه گیری ضرایب نفوذ منفرد با استفاده از تکنیک ‏‎pfg‎‏ اسپکتروسکوپی ‏‎nmr‎‏ و تحلیل طیفها بوسیله برنامه ‏‎core‎‏ می پردازد و سپس با بدست آوردن ضرایب نفوذ منفرد اجزا سیستم به مطالعه سیستم سورفکتانهای ‏‎triton x-100, ctab‎‏ و ‏‎sds‎‏ می پردازد که نقاط ‏‎cmc‎‏ سورفکتانتهای ‏‎ctab‎‏ و ‏‎triton x-100‎‏ بدست آمد و سپس مخلوط این دو سورفکتانت بررسی شد و وجود سینرجیسم در آنها تایید گردید در ادامه با استفاده از این تکنینک ضرایب تقسیم مولکولهای متانل، دی کلرومتان، استن و کلروفرم در مخلوط آنها با ‏‎sds‎‏ بدست آمد و در مرحله بعد شعاع هیدراته این مولکولها نیز محاسبه شد و در پایان چگونگی تغییرات ضرایب نفوذ این مولکولها در سیستم ‏‎ctab‎‏ با دما بررسی شد.