مطالعه کوانتومی جذب گازهای سمی موجود در هوا توسط نانو مخروط باز کوپل شده با اتم آهن و اثر بازدارندگی برخی از ترکیبات شیف باز در خوردگی فولاد نرم در محیط اسید سولفوریک

تحقیقات بر روی نانو مخروط های کربنی تقریبا همزمان با کشف نانو تیوب های کربنی و در سال 1991 میلادی آغاز گردید. آقای دکتر بال [41]، بندش (عمل محصور شدن) نانو تیوب های کربنی را مورد مطالعه و بررسی قرار داد و بیان کرد که نانوتیوب ها می توانند به صورت کلاهک های مخروطی به هم مهروموم شوند. ایجیما و همکارانش [42]، رشد میکرولوله های گرافیتی و اثر پنج ضلعی ها و هفت ضلعی ها را مورد بررسی قرار دادند و بر اساس مشاهدات آمده در شکل 1-2، کلاهک های مخروطی دارای یک زاویه 20 درجه می باشند و گمان می رفت که در مورد مخروط های منفرد بر اساس قضیه اویلر می توان پنج عدد پنج ضلعی را انتظار داشت. این یافته اگرچه به عنوان اثبات وجود نانو مخروط ها در نظر گرفته نمی شد اما همچون کلاهک های مخروطی می توانند به عنوان نوعی از محصور شدن چند ضلعی یک نانوتیوب در نظر گرفته شوند. در این تحقیق، ابتدا نانو مخروط های باز با زاویه الف)°60 td = و زاویه رأس برابر°2/19 ب) °120 td = و زاویه رأس برابر°9/38 ج) ° 180 td = و زاویه رأس برابر °60 پس از رسم و بهینه سازی اولیه در نرم افزار هایپرکم، با استفاده از نرم افزار گوسین در سطح تئوری بهینه شدند (شکل2-1)، که نتایج حاصل از این بهینه سازی در جدول2-1 آورده شده است. با توجه به داده های بدست آمده از جداول 3-1 و 3-2 و با در نظر گرفتن تصحیح موازنه سه عضوی می توان چنین نتیجه گرفت که بین گازهای مورد بررسی در این تحقیق، جذب گاز سمی کلر توسط نانو مخروط کوپل شده با اتم آهن، نسبت به سایر گازهای دیگر بهتر صورت می گیرد که این ترتیب برای سایر گازها به صورت زیر می باشد: cnfe-so2 > cnfe-cocl2 > cnfe-c2n2 > cnfe-h2s > cnfe-co2 > cnfe-co < cnfe-cl2 :جذب همانطور که ملاحظه می شود در بین گازهای سمی مورد بررسی، گاز مونوکسیدکربن کمترین میزان جذب را دارد. بازدارنده ها یا ممانعت کننده های خوردگی موادی هستند که با افزودن مقادیر کم آن ها به محیط، سرعت خوردگی را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهند که در یک تقسیم بندی کلی می توان آن ها را به دو دسته باز دارنده های آلی و معدنی تقسم بندی کرد فولاد نرم به طور وسیع در مخازن ذخیره سازی، پالایشگاه های نفت و ... استفاده می شود. مشکل اصلی استفاده از فولاد نرم، انحلال در محلول های اسیدی می باشد. از محلول های اسیدی نیز به طور وسیع برای بر طرف سازی رسوب و زنگ زدگی های ناخواسته در بسیاری از فرایندهای صنعتی استفاده می شود. معمولا برای کنترل فرایند انحلال فلزات از بازدارنده ها استفاده می شود ]57,56[. . از رابطه2-2 و با استفاده از آنالیز رگراسیون بین پارامترهای a،b ، c وd، رابطه 3-3 بدست آورده شد. می توان چنین نتیجه گرفت که بر اساس این رابطه، راندمان بازدارندگی شیف بازهای sb1،sb2 وsb3 با تقریب خوبی، نزدیک به داده های آزمایشگاهی قابل محاسبه می باشد. به منظور نزدیکی هرچه بیشتر داده های مربوط به راندمان بازدارندگی تئوری با مقادیر آزمایشگاهی، پس از طی محاسبات کوانتومی و آماری مختلف، رابطه3-6 بدست آمد که بر اساس آن، دستیابی به این هدف (یعنی داده های نزدیک تر به مقادیر عملی برای راندمان بازدارندگی) امکان پذیر شده است. همچنین از توزیع دانسیته اوربیتال مولکولی ساختارهای sb2 تا sb17 (شکل2-8 تا 2-11) چنین برداشت می شود که تراکم دانسیته اوربیتال های homo در این ساختارها بیشتر در مرکز مولکول می باشد در حالیکه توزیع اوربیتال های lumo بیشتر بر روی یکی از شاخک-های (شامل اتم های 14n، 15n یا 16n) می باشد.