حسگرهای گازی و یا شیمیایی به دلیل کاربرد وسیع شان در کارخانه، صنعت، نظارت زیست محیطی، داروسازی و ... توجه فراوانی را در دنیای علم به خود جلب نمودهاند. بطور کلی، وظیفه و روش کار حسگرها، جذب، تشخیص و دفع مولکول های گازی روی یک ماده حساس می باشد و کاملا مشخص است که هرچه سطح ویژه ماده حساس بیشتر باشد، سطح تماس بین مولکول های گازی و حسگر افزایش یافته که به افزایش قابل ملاحظه حساسیت آن می انجامد. پیشرفت های اخیر در فناوری نانو، زمینه ساز ظهور و بروز نسل جدیدی از حسگرها با حساسیت بالا، قابلیت حمل راحت تر، قیمت پایین و توان مصرفی کم شده است. در میان نانومواد به کار رفته در ساخت حسگرها، نانولوله های کربنی به دلیل خواص بسیار ویژه الکترونیکی و جذب خود، بهترین پاسخگویی را دارا می باشند. در این پژوهش نیز از نانولوله های کربنی چند دیواره برای ساخت حسگرهای گازی استفاده شده است. از آنجا که عامل دار کردن نانولوله ها خواص آنها را به طرز شگفت آوری ارتقاء می دهد، در اینجا نیز برای ساخت حسگر گازی از سه نوع نانولوله کربنی چند دیواره عامل دار شده با: (1) اسیدهای کربوکسیلیک، (2) آمین نوع اول (دودسیل آمین) و (3) آمین نوع دوم (اکتادسیل آمین) به عنوان ماده حساس استفاده شده است. طراحی حسگرها برحسب تغییرمقاومت بوده است. گاز هدف در این پژوهش، مخلوط گاز طبیعی حاوی h2s با غلظت ppm160 می باشد. در بررسی حساسیت یک حسگر، متغیرهای مختلفی از جمله دما، غلظت، زمان، فشار و دبی گاز مورد توجه است که در اینجا با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، اثر تغییر دما (oc 80 – 25) بر روی شیوه رفتار و قدرت پاسخگویی حسگرهای ساخته شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از قراردادن حسگرها در معرض گاز هدف در دماهای مختلف، حاکی از آن است که در دماهای پایین، آمین ها علیرغم نوسانات حساسیت، دارای بالاترین درصد پاسخگویی نسبت به حضور گاز نسبت به سایر حسگرها می باشند و در دماهای بالاتر این نانولوله های کربنی چند دیواره هستند که بیشینه میزان حساسیت را دارا هستند. در این میان نیز نانولوله های کربنی عامل دار شده با کربوکسیلیک اسیدها، کمترین نسبت پاسخگویی را به خود اختصاص داده اند. نانولوله های کربنی و نانولوله های عامل دار شده با اسید کربوکسیلیک، به ترتیب دارای خاصیت فلزی و نیمه هادی نوع p بوده و نانولوله ای عامل دار شده با آمین ها نیز نیمه هادی نوع n محسوب می شوند که البته با تغییر دما، رفتار نیمه هادی و فلزی آنها تغییر می کند.

اخیراً روش تخلیه قوس الکتریکی در محیط مایع در سنتز انواع مختلف ساختارهای کربنی چون نانوپیازهای کربنی، نانوشاخ های کربنی و نانولوله های کربنی گزارش شده است. این روش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر می باشد زیرا به تجهیزات گران قیمت و پیچیده نیاز ندارد. در این تحقیق تولید نانولوله های کربنی به روش تخلیه قوس الکتریکی در محیط مایع در دستگاه اتوماتیکی مجهز به مبدل حرارتی مورد برسی قرار گرفته است. این دستگاه قادر به ثابت نگه داشتن فاصله بین دو الکترود و میزان ولتاژ به طور اتوماتیک بود. نانولوله های کربنی خالص سازی شده تا ناخالصی های همراه از بین برود. این مطالعه همچنین تایید کرد که خصوصیات کیفی و کمی این نانولوله های کربنی تحت تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر اختلاف پتانسیل اعمالی دو سر الکترود، نوع و نسبت کاتالیست، هدایت الکتریکی، غلظت، نوع و دمای محلول، واثر هدایت گرمایی محفظه می باشد. بررسی ساختار کریستالی محصولات بدست آمده از طیف سنج رامان و ریخت شناسی محصولات از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که بهترین ساختار نانولوله های کربنی در شرایط ذیل تولید شدند: ولتاژ در محدوده 30-20 ولت، به کارگیری مخلوطی ازکاتالیست های نیکل و مولیبدن با نسبت 1 به 2، در محیطی با هدایت الکتریکی ms 7/22 در شرایطی که دمای محلول 25 درجه سانتی گراد باشد و در محفظه دوجداره با هدایت گرمایی بالا. بیشترین مقدار نانولوله های تولیدی، در محلول کلریدلیتیم 25/0 مولار و با شرایط ذکر شده بالا، حدود mg 6/6 به دست آمد.

در این تحقیق، صمغ زانتان با استفاده از باکتری زانتامونا کامپستریس (1473 ptcc) در فرایند ناپیوسته تولید شد و شرایط عملیاتی مانند تغییرات دما، سرعت همزن، غلظت منبع کربنی و بازده ان مورد بررسی قرار گرفت. و بهترین شرایط عملیاتی در 32 درجه سانتی گراد و 500 دور بر دقیقه بود که بیشترین بازده منبع کربنی در غلظت 30 گرم بر لیتر گلوکز و شرایط گفته شده بدست امد که برابر با 17/5 گرم بر لیتر زانتان بود. در شرایط ناپیوسته سنتیک واکنش ها برای غلظتهای متفاوت از منبع کربنی مورد بررسی قرار گرفت . از معادله لاجستیک برای بررسی رشد سلولی ، از معادله لودکینگ –پایرت برای بررسی میزان محصول بدست امده و با استفاده از معادلات رشد سلولی و از معادله لودکینگ-پایرت تصحیح شده برای بیان مقدار مصرف سوبسترا با استفاده از معادلات رشد سلولی استفاده شد که همگی معادلات با رگرسیون بالایی با مقادیر تجربی تطابق داشته اند و همه پارامتر های سنتیکی بدست امده و وابستگی انها به افزایش غلظت منبع کربن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای تولید زانتان گام از منابع کربنی متفاوت مانند ملاس چغندر قند، شیره خرما و اب پنیر استفاده شد. که ملاس بیشترین مقدار تولید زانتان16/5 گرم بر لیتر داشته و بعد از ان شیره خرما با 14 گرم بر لیتر و اب پنیر 12 گرم بر لیتر زانتان تولید کردند. این فرایند ها در دمای 32 درجه سانتی گراد و دور 300 دور بر دقیقه انجام شد و برای تعیین خلوص زانتان تولید شده از تست ftir استفاده شد و با نمونه تجاری مقایسه شد که تطابق خوبی نشان دادند.

در این کار ، ظرفیت جذب هیدروژن در کربن فعال و نانولوله ی کربنی تک دیواره در سه دمای مختلف 283، 293 و 303 کلوین و در فشار های بین 75-0 بار با استفاده از روش حجم سنجی در یک سیستم تک مخزنه انجام شد. در روش حجمی ابتدا مخزن جذب با مقدار مشخصی از نمونه پر شد و سپس تا میزان مورد نظر با گاز هیدروژن تحت فشار قرار گرفت. به خاطر جذب هیدروژن در نمونه، فشار سیستم با گذشت زمان کم شد تا به یک فشار تعادلی رسید. میزان هیدروژن جذب شده از طریق افت فشار و با استفاده از معادله حالت srk محاسبه شد. در هر سه دما، ظرفیت جذب هیدروژن در هر دو نمونه، کمتر از 5/0 درصد وزنی به دست آمد. با کم کردن دمای جذب و افزایش فشار، ظرفیت جذب در مواد کربنی افزایش یافت. برای هر دو نمونه داده های تعادلی جذب با استفاده از مدل لانگمیر به خوبی برازش شد و این نشان دهنده ی این است که جذب هیدروژن فقط در یک لایه ی مولکولی اتفاق افتاد و این ناشی از جاذبه ی وان دروالسی ضعیف بین اتم های کربن و مولکول های هیدروژن است. گرمای جذب هیدروژن در نانولوله ی کربنی تک دیواره با استفاده از معادله ی کلازیوس-کلاپیرون، 9/5- کیلو ژول بر مول به دست آمد. در مرحله ی بعدی، نانولوله ی کربنی تک دیواره تحت یک فرایند سه مرحله ای، اکسیداسیون در هوا، شستشو با اسید نیتریک 5/2 مولار و اکسیداسیون دوباره، قرار گرفت تا اثر شستشوی اسیدی بر جذب هیدروژن بررسی شود. میزان هیدروژن جذب شده در نانولوله ی شسته شده با اسید در سه دمای 283، 293 و 303 کلوین ،26-10 درصد بیشتر از میزان هیدروژن جذب شده در نانولوله ی اولیه بود. تغییرات جذب هیدروژن با زمان در نانولوله ی تک دیواره نیز بررسی شد و نتیجه گیری شد که سینتیک جذب در نانولوله ی کربنی تک دیواره سریع است. درکل، این نتایج نشان می دهد که میزان جذب هیدروژن در نانولوله ی کربنی تک دیواره بسیار پایین است و به نظر نمی رسد که این ماده یک حامل امید بخش هیدروژن برای کاربرد های عملی باشد.

در این تحقیق، فرایند حذف سولفید هیدروژن از گاز طبیعی با استفاده از میکروارگانیسم های ایزوله شده از چشمه آب گرم رامسر به صورت ناپیوسته انجام شد. ترکیبات محیط کشت و شرایط فرایند به منظور حذف مستقیم و غیرمستقیم سولفید هیدروژن توسط نرم افزار design expert بهینه سازی شد. در حذف مستقیم سولفید هیدروژن، مقدار وزن خشک سلولی در شرایط بهینه برابر با 89/2 گرم بر لیتر بود که در غلظت های بهینه کلریدآمونیوم، تیوسولفات سدیم، عصاره مخمر و فسفات به ترتیب برابر با 65/0، 45/8 ،89/1 و 87/3 گرم بر لیتر به دست آمد. اثر تغییرات فشار از 1 تا 8/1 اتمسفر روی میزان حذف سولفید هیدروژن بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش فشار تا 4/1 اتمسفر، میزان حذف سولفید هیدروژن افزایش و سپس با افزایش بیشتر فشار تا 8/1 اتمسفر، میزان حذف کاهش یافت. همچنین، بیشترین ضریب انتقال جرم در فشار 2/1 اتمسفر به دست آمد که برابر با 023/0 برحسب عکس واحد زمان می باشد. سینتیک رشد باکتری و مصرف سوبسترا بر اساس هفت مدل سینتیکی مختلف بررسی شد. بیشترین وزن خشک سلولی با در نظر گرفتن مدل های سینتیکی لوجستیک و ورهالست به عنوان مدل های سینتیکی وابسته به توده سلولی، در فشار 2/1 اتمسفر به دست آمد که به ترتیب 136/3 و 724/1 گرم بر لیتر بود. مدل های مونود و تسیر به عنوان مدل های غیرساختاری وابسته به غلظت سوبسترا برای بیان رفتار باکتری ایزوله شده از چشمه آب گرم و مصرف سوبسترا در فشار پایین (1 اتمسفر) مناسب نبودند. بیشینه بازده اکسیداسیون همراه با تشکیل کمترین مقدار جاروسایت به عنوان اهداف بهینه سازی اکسیداسیون یون فروس به یون فریک در حذف غیرمستقیم سولفید هیدروژن انتخاب شد. شرایط بهینه برای ph اولیه محیط کشت، غلظت یون فروس، سرعت همزدن و دما به ترتیب برابر با 3/1، 7 گرم بر لیتر، 141 دور بر دقیقه و 35 درجه سانتی گراد به دست آمد. در این شرایط، بیشینه بازده اکسیداسیون و کمترین مقدار جاروسایت به ترتیب %52 و 32/0 گرم بر لیتر بود.

نانوشیشه زیست فعال هم به عنوان پرکننده استخوان و هم به عنوان پوشش بر روی ایمپلنتهای پزشکی استفاده می شود. این ماده با تشکیل یک لایه هیدروکسی آپاتیت با بافت زنده پیوند برقرار می کند. هدف از این تحقیق، تهیه نانوشیشه زیست فعال با روش سل-ژل و بررسی زیست فعالی آن در یک محیط بیولوژیکی می باشد. دو روش متفاوت در تبرید (quenching) نانوشیشه های سنتز شده اعمال شد تا اثر آن بر خواص نانوشیشه های زیست فعال بررسی شود. زیست فعالی نانوشیشه ها با قرار دادن آنها در غلظتهای متفاوت mg/ml 20-0 از پروتئین ّآلبومین سرم گاوی (bsa) به عنوان محیط بیولوژیکی بررسی شد. نانوشیشه های زیست فعال سنتز شده قبل و بعد از قرار گرفتن در محیط بیولوژیک توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنج پراش اشعه ایکس (xrd) و طیف سنجی مادون قرمز (ftir)، مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر sem نشان دادند که مورفولوژی نانوشیشه های زیست فعال سنتزشده طی دو عملیات تبرید متفاوت کاملا تغییر کرده است. تصاویر tem نشان دادند که اندازه متوسط نانوذرات سنتز شده 40-20 نانومتر می باشد. آنالیزهای xrd و ftir وجود یک لایه هیدروکسی آپاتیت را نشان دااده و از این رو زیست فعالی پودرهای نانوشیشه های به دست آمده تأیید شد.

نانولوله های کربنی با توجه به ویژگیهای سطحی منحصر بفردشان از قبیل سطح ویژه بسیار بالا ، اندازه مناسب حفرات، تخلخل یکنواخت و بی اثر بودن می تواند بعنوان یک جاذب بسیار مناسب جهت جذب گاز طبیعی به شمار رود. در این پژوهش دستگاهی برای سنجش میزان جذب گازها بر روی جاذب از طریق حجم سنجی ساخته شده است. سپس برای تست کارایی دستگاه و همچنین مقایسه میزان جذب متان بر روی نانولوله های کربنی با سایر جاذبهای مشابه، میزان جذب این گازها در کربن فعال دانه ای اندازه گیری گردید. در این پژوهش از نانولوله های کربنی با اندازه حفرات و خواص سطحی مناسب برای انجام آزمایشات جذب استفاده گردید. بیشینه جذب گاز متان بر روی نانولوله های کربنی در دمای 10 درجه سانتیگراد و فشار 50 بار معادل 31% وزنی (بیش از چهار برابر کربن فعال) گزارش شده است. ضمن ارائه نتایج تجربی ذخیره سازی متان در شرایط عملیاتی متفاوت، ایزوترم های جذب در هر دو نمونه براساس مدل های فیزیکی لانگمیر، فرندلیچ و سیپس بیان گردیده و نتایج نشان داده اند که داده های آزمایشگاهی تطابق خوبی با این سه مدل برقرار کرده اند. بررسی گرمای جذب ایزواستریک متان بر اساس معادله کلازیوس-کلاپیرون موید بالاتر بودن خاصیت هتروژنی سطح نانولوله های کربنی نسبت به جاذب کربن فعال می باشد. مطالعه سینتیکی جذب سطحی متان بر روی نانولوله های کربنی نشان داده است که داده های آزمایشگاهی به خوبی از مدلهای سینتیکی شبه درجه دوم و نفوذ بین ذره ای تبعیت می کنند. نتایج نشان داده اند میزان جذب متان بر روی نانولوله های کربنی تصفیه شده در حضور مخلوط اسید سولفوریک و اسیدنیتریک نسبت به سایر روش ها به طور چشمگیری افزایش یافته است. همچنین عملیات پیش تصفیه اسیدی در مقایسه با عملیات قلیایی در افزایش پتانسیل جذب نانولوله های کربنی موثرتر واقع شده اند. بیشینه جذب گاز متان در این تحقیق معادل42% وزنی برای نانولوله های کربنی تصفیه شده در حضور مخلوط اسید سولفوریک و اسیدنیتریک به نسبت حجمی 3به1 در دمای 10 درجه سانتیگراد و فشار 50 بار برآورد شده است. در کلیه آزمایشات جذب سطحی انجام شده، میزان جذب متان با افزایش فشار و کاهش دما افزایش یافته است.

مسئله با اهمیت در مورد حسگرها میزان حساسیت ، گزینش پذیری و پایداری آنهاست که نانولوله های کربنی به خاطر ویژگی های منحصربه فردشان مانند اندازه بسیارکوچک، سطح جداره صاف با قدرت تفکیک بالا ،چگالی سطحی بسیار بالا، سطح ویژه بسیار زیاد ، استحکام و مقاومت کششی بالا و هدایت الکتریکی خوب می توانند به عنوان مواد حساس در حسگرهای شیمیایی در گستره وسیعی از گازها بکارروند. در این پژوهش از نانولوله های کربنی چند دیواره برای ساخت حسگرهای گازی استفاده شده است. از آنجا که عامل دار کردن نانولوله ها خواص آنها را به طرز شگفت آوری ارتقاء می دهد، برای ساخت حسگر گازی از نانولوله های کربنی چند دیواره (1) ساده ، (2) اسیدهای کربوکسیلیک، (3) آمیدی و (4)sno2 به عنوان ماده حساس استفاده شده است. طراحی حسگرها برحسب تغییرمقاومت الکتریکی بوده است. گاز هدف در این پژوهش، گاز co می باشد. در بررسی حساسیت حسگرهای گاز co، متغیرهای مختلفی از جمله نوع حسگر و دما، غلظت، زمان، فشار و دبی گاز co مورد توجه است که در اینجا با ثابت نگه-داشتن سایر پارامترها، اثر تغییر دمای گاز co و تغییر نوع حسگر بر روی شیوه رفتار و قدرت پاسخگویی آن، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از قراردادن انواع مختلف حسگرها در معرض گاز هدف در دماهای مختلف، حاکی از آن است که در دماهای پایین، sno2 با وجود نوسانات حساسیت، دارای بالاترین درصد پاسخگویی نسبت به حضور گازco نسبت به سایر حسگرها می باشند و در دماهای بالاتر به غیر از نانولوله های کربنی چند دیواره ی ساده ، سایر نانولوله ها حساسیت های نسبتا خوبی از خود نشان می دهند و نانولوله های کربنی ساده نسبت به گاز co خاصیت حسگری چشمگیری ندارند.

با توجه به افزایش تولید و تنوع آلاینده ها و داروهای درمانی، رادیواکتیو و همچنین عدم امکان توسعه بیمارستان ها با به توجه قرار گرفتن این مراکز در فضای شهری و محدودیت زمین، بهینه سازی و بروز نمودن تصفیه خانه های این مراکز، امری ضروری می باشد. فاضلاب های بیمارستانی از نقطه نظر دارا بودن میکروارگانیزم های بیماریزا، مواد رادیو اکتیو و مواد زائد داروئی و غیره از اهمیت ویژه ای برخوردار و دفع آنها بدون تصفیه به محیط می تواند خطرات جدی برای بهداشت همگانی در بر داشته باشد. با توجه به قدمت تصفیه خانه های بیمارستان ها و رشد جمعیت و به تبع آن پذیرش بیمار و افزایش فاضلاب، بهینه سازی و در صورت لزوم ساخت و یا توسعه فضا های موجود گریبان گیر مدیریت در آینده نه چندان دور خواهد بود. در این تحقیق تصفیه خانه فاضلاب بیمارستان بابل کلینیک به مدت بیش از دو ماه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. جهت بهینه سازی راندمان این تصفیه خانه یک پایلوت ترکیبی mbr (membrane biological reactor) به حجم مفید 80 لیتر مورد بهره برداری قرار گرفت که از دو مدول غشاییhollow fiber با مساحت سطح 4 m2 و از جنس پروپیلن که درون تانک هوادهی و در بالاتر از یک دیفیوز بشقابی به قطر 20 cm قرار دارند، استفاده گردید. لازم به ذکر است که این غشاها از گروه نانوفیلترها بوده و دارای منافذ 100 nm هستند. نرخ بار آلی ورودی به سیستم mbr برابر با 3.6 kg bod/m3.day است و جریان خروجی (فلاکس) آن برابر 0.36 m3/m2.day است. میزان حذف cod، bod، n-nh3، n-no3 و p-po4 در سیستم موجود لجن فعال تصفیه خانه بیمارستان بابل کلینیک به ترتیب برابر 85، 70، 40، 35 و 10 درصد می باشد در حالی که مقادیر حذف همین پارامترها توسط پایلوت mbr به ترتیب برابر 95، 95، 90، 87 و 68 درصد می باشد. همچنین میزان حذف کدورت، tss، tds و ts در سیستم موجود به ترتیب برابر 80، 60، 13 و 20 درصد می باشد در حالی که مقادیر حذف همین پارامترها توسط پایلوت mbr به ترتیب برابر 99، 99، 60 و 66 درصد می باشد. این مسئله نشان دهنده کارایی بسیار خوب سیستم نانو فیلتراسیون بکار رفته در mbr می باشد. میزان mlss در تانک هوادهی پایلوت mbr در طول زمان و با توجه به جلوگیری نمودن از خروج توده بیولوژیکی افزایش یافته و در انتهای دوره آزمایشات به مقداربالاتر از 6000 mg/l رسید در حالی که این مقدار در سیستم موجود در حدود 1000 mg/l بوده است. در این سیستم با گذشت زمان از شروع بهره برداری از پایلوت mbr لایه ای ژله ای بر روی غشاء تشکیل شد که با استفاده از سیستم backwash پایلوت و با زمان کاری 5-10 min/day این کیک ژله ای کنترل شده و از افزایش شدید افت فشار جلوگیری به عمل آمد. در طی مدت بهره برداری از پایلوت به دلیل استفاده صحیح از سیستم شستشوی معکوس نیازی به شستشوی شیمیایی نبوده است.

میزان جذب گاز های هیدروژن، دی اکسیدکربن و مخلوط این دو گاز بر روی زغال فعال و دو نوع نانولوله کربنی چند دیواره در محدوده دمای 318-288 کلوین و تا فشار 40 بار مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه گیری ها به روش حجمی در یک سیستم دو مخزنه و تحت فشار صورت گرفت. دمای سیستم توسط یک حمام آب کنترل می شد و افت فشار مخزن ناشی از جذب گاز تا رسیدن به فشار تعادلی توسط یک مبدل فشار اندازه گیری و به کامپیوتر منتقل می گردید. سپس میزان گاز جذب شده در نانولوله ها توسط معادله حالت srk محاسبه گردید. نتایج نشان داد که دما تاثیر کمتری بر روی جذب هیدروژن نسبت به دی اکسید کربن و مخلوط دو گاز بر روی نانولوله های کربنی و نیز زغال فعال داشته است. ایزوترم های جذب همدمای لانگمایر و فرندلیچ در مورد این گازها مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به نتایج هر دو مدل برای h2 و co2 برازش خوبی با داده های آزمایشگاهی داده است. نتایج نشان داد که سطح ویژه و نیز قطر منافذ در فرایند جذب و جداسازی گازها تاثیرگذار است. میزان جذب هر یک از گازها در مخلوط این دو، با استفاده از مدل لانگمایر توسعه یافته پیش بینی گردید. محاسبات صورت گرفته نشان داد که حضور یک گاز بر جذب گاز دیگر تأثیر داشته و سبب کاهش جذب گاز دیگر می شود. گرمای ایزواستریک ناچیز حاصل از جذب این گازها بر روی mwcnts و نیز زغال فعال محاسبه شده از معادله کلازیوس-کلاپیرون در مقادیر ثابت جذب، مبین ماهیت فیزیکی مکانیزم جذب آن ها بر روی این جاذب ها می باشد. مطالعه سینتیکی جذب سطحی گازها بر روی نانولوله های کربنی نشان داده است که داده های آزمایشگاهی به خوبی از مدل های سینتیکی شبه درجه اول و نفوذ بین ذره ای تبعیت می کنند. به منظور تأثیر عامل دار کردن بر فرایند جذب، یکی از نانولوله ها با فنیلن دی آمین عامل دار شده و میزان جذب co2 بر روی آن اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده افزایش میزان جذب co2 بر روی نانولوله پس از عامل دار کردن آن بوده است.

در این پایان نامه مدل سازی جریان سیال و واکنش های شیمیایی در یک پیل سوختی پلیمری به روش دینامیک سیال محاسباتی مورد توجه قرار گرفته است.مدل سازی به صورت دوبعدی، غیر همدما، در حالت پایدار و در نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. واکنش های شیمیایی، در قسمت آند و کاتد به صورت تک فاز و چندجزئی در نظر گرفته شده است. مدل سازی به بررسی رفتار پیل سوختی در دو حالت مختلف (با حضور نانوذرات zro2 و در غیاب نانوذرات در لایه ی غشاء) می پردازد.تاثیر پارامترهایی نظیر دما، فشار، سرعت جرمی جریان کاتد و مقایسه عملکرد سیستم در حضور اکسیژن خالص با هوا در سمت کاتد بر روی نمودار قطبیت بررسی شده است. نتایج بدست آمده درک صحیحی از عملکرد پیل سوختی و یافتن پارامترهای بهینه ارائه می کند که می تواند به عنوان نتایج قابل استناد جهت بهینه سازی پیل سوختی مورداستفاده قرار گیرد. نتایج مدل سازی نشان داد که افزایش دما تا دمای 70 درجه سانتیگراد موجب بهبود عملکرد شده و از این دما هرچه بالاتر می رویم کاهش بازده پیل سوختی را مشاهده می کنیم. بنابراین دمای 70 درجه سانتیگراد را به عنوان دمای بهینه در پیل سوختی حاضر اعلام می شود و اما با اعمال نانوذرات zro2 این میزان به 90 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.در بررسی اثر فشار ورودی، افزایش فشار موجب بهبود بازده شده و البته از فشار 1 تا2 اتمسفر اختلاف چشمگیر تر می باشد. افزایش سرعت جرمی در کاتد نیز موجب بهتر شدن عملکرد پیل سوختی شده است و از طرفی استفاده از اکسیژن خالص سبب بهبود عملکرد به صورت کاملا محسوس شده است.سازگاری خوب نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی صحت این مدل سازی را تایید می کند.

نانو فیلتر ها به واسطه ی توانایی بالایی در زمینه فرایندهای جداسازی و پالایش بخصوص جداسازی آلاینده ها از پساب های خانگی و کارخانجات بسیار مورد توجه قرار می گیرند. در این پروژه غشاهای نانوفیلتراسیون لایه نازک pva/pes با کراس لینکر گلوتر آلدهید سنتز شده و خواص آن توسط نانو ذرات tio2 با سایز nm20 بهبود یافت. برای ساخت زیر لایه غشاها , روش تغییر فاز با استفاده از رسوب گذاری غوطه وری مورد استفاده قرار گرفت. سپس از طریق روش پوشش دهی محلول pva بر روی غشای pes , غشای نانوفیلتراسیون لایه نازک سنتز شده و سپس خواص سطح توسط کراس لینکر گلوتر آلدهید اصلاح شد و در نهایت بواسطه ی پوشش دهی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بهبود یافت. اثر غلظتهای pva,ga,tio2 بر عملکرد و مورفولوژی غشا توسط روش تاگوچی و بصورت همزمان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از آرایه ی ارتوگونال l16 با 4 سطح از غلظت های گوناگون مواد استفاده شد. cod و فلاکس فاز تصفیه شده ی یک نمونه از پساب حاصل از صنایع خمیر مایه طی دو سری از آزمایشات مورد بررسی قرار گرفتند. طبق نتایج به دست آمده از آنالیز تاگوچی , غشاهای بهینه ی بر آورد شده از نقطه نظر فلاکس و cod با بازدهی بیش از 95 درصد معرفی شده و مورفولوژی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس این نتایج غشای حاوی 2 درصد pva , 5 درصد ga و 5/0 درصد tio2 بهترین بازدهی cod و غشای حاوی 5/0 درصد pva , 1 درصد ga و 05/0 درصد tio2 بهترین بازدهی را از نقطه نظر فلاکس فاز تصفیه شده دارد.

جذب سطحی بستر توسعه یافته یک روش مستقیم برای بازیافت محصولات بیولوژیکی و نانو ذرات بیولوژیکی است. طراحی ساختار شیمایی با ویژگی های مناسب، برای تشکیل یک بستر توسعه یافته پایدار ضروری است. بر مبنای روش امولسیون آب در روغن، دو ساختار شیمیایی آگارز- نیکل و آگارز- روی با حفرات نانویی برای کاربرد در بسترهای توسعه یافته آماده شده اند. به منظور بررسی مورفولوژی ذرات آماده شده، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد استفاده قرار گرفته شده است. خصوصیات فیزیکی ذرات آماده شده به عنوان تابعی از مقدار جامد (پودر نیکل/ روی) اندازه گیری شده است. نتایج نشان داده است که ذرات آگارز- نیکل شکل کروی خوب، قطر متوسط µm 4/148-68/133، دانسیته ی مرطوب g/ml 56/2-73/1، درصد آب 5/58-2/32، درصد تخلخل 37/96-4/79 و اندازه حفرات nm 150-100 داشته است. علاوه براین ذرات آگارز- روی نیز شکل کروی خوب، قطر متوسط µm 11/191-54/140، دانسیته ی مرطوب g/ml 01/2-33/1، درصد آب 75-45، درصد تخلخل 97-86 و اندازه حفرات nm 90-40 داشته است. برای فهم بهتر تأثیر ویژگی فاز جامد (پودر نیکل/ روی) بر عملکرد بستر توسعه یافته (با قطر 1 سانتی متر)، ویژگی های فیزیکی و هیدرودینامیکی ساختارهای شیمیایی آگارز- نیکل و آگارز- روی با دانسیته های مختلف بررسی شده است. نتایج نشان داده است که با افزایش دانسیته ی ساختار شیمیایی، ضریب بسط بستر کاهش یافته است. با اندازه گیری توزیع زمان اقامت، ویژگی های هیدرودینامیکی در بستر بدست آمد. نتایج حاصل نشان داده است که با افزایش دانسیته، ضریب پراکندگی محوری افزایش یافته است. همچنین تأثیر سرعت جریان و ضریب بسط بستر بر خصوصیات هیدرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته شده است. این بررسی ها نشان داده است که سرعت جریان موثرترین ضریب بر خصوصیات هیدرودینامیکی در بستر بوده است. همه ی نتایج نشان داد که ذرات آگارز- نیکل و آگارز- روی ویژگی بسط و پایداری خوب داشته اند و برای فرایندهای بستر توسعه یافته مناسب هستند. در ادامه ی این تحقیق، تأثیر توزیع اندازه ذرات آگارز- روی بر عملکرد بستر توسعه یافته مطالعه شده است. نشان داده شده است که ساختار شیمیایی با اندازه ذرات بزرگ تر برای عملیات با سرعت جریان های بالاتر مناسب بود. علاوه براین نتایج نشان داد که پراکندگی محوری برای ذرات با توزیع اندازه ی پهن نسبت به ذرات با توزیع اندازه باریک کمتر بود. در گام بعدی این تحقیق، تأثیر سرعت همزدن در مرحله ی ساخت بر اندازه ی ذرات آگارز- نیکل بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی بدست آمده حاکی از آن است که با افزایش سرعت همزدن، اندازه ذرات کاهش یافته است. همچنین تأثیر سرعت همزدن بر مشخصه های بسط و هیدرودینامیکی ذرات آگارز- نیکل مورد بررسی قرار گرفته شده است. در پایان، ویژگی های فیزیکی و هیدرودینامیکی ذرات آگارز- نیکل مطالعه و با خصوصیات فیزیکی و هیدرودینامیکی جاذب تجاری streamline deae مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان داده است که ذرات آگارز- نیکل در مقایسه با جاذب streamline deae ویژگی بسط بهتر و پراکندگی محوری کمتر داشته است.

در قرن اخیر، بحران آب در بسیاری از کشورهای جهان به ویژه در ایران به عنوان یک مشکل اساسی به شمار می آید. بنابراین استفاده از منابع غیرمتعارف جهت تامین آب و کاهش استفاده از منابع موجود ضروری به نظر می رسد. استفاده مجدد از آب خاکستری بعنوان یک منبع غیرمتعارف آب، علاوه بر کاهش استفاده از منابع آب موجود، فاضلاب تخلیه شده در محیط را نیز به میزان چشم گیری کاهش می دهد. در این تحقیق پساب حمام، لباسشویی و ترکیب آن دو از مجموعه واحد مسکونی به عنوان آب خاکستری انتخاب شد. این سه پساب در دو حالت استفاده مستقیم از غشا و استفاده از سیستم ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. پساب حمام با استفاده مستقیم از غشاهای nf70، nf1 و nf90 به استاندارد استفاده مجدد جهت مصارف شهری رسید، در حالیکه برای پساب لباسشویی و ترکیبی مقادیر دترجنت، کدورت و bod با استاندارد مذکور نرسیده اسست. بدین منظور از فیلتر درشت دانه به جریان رو به بالا به عنوان پیش تصفیه قبل از سیستم غشایی استفاده شد. فیلتر درشت دانه با جریان رو به بالا بر اساس معیار طراحی وگلین با مقیاس 1:5 از جنس پلگسی گلس طراحی و ساخته شد. پارامترهایی از قبیل جامدات معلق، کدورت، رنگ، سورفکتانت آنیونی، کلیفرم، cod و bod در سیستم پیش تصفیه مورد بررسی قرار گرفت. درسیستم غشایی علاوه بر پارامترهای مذکور میزان حذف na، ca، mg، tp، tn، co3 و so4 نیز اندازه گیری شده است. خروجی از سیستم ترکیبی به استاندارد استفاده مجدد جهت مصارف شهری رسیده است و افزایش 2-5/1 برابری فلاکس غشاها کارایی بالای پیش تصفیه را نشان می دهد.

در این پروژه به بررسی و ساخت غشاهای الترافیلتراسیون ضدباکتریایی و غشاهای نانوفیلتراسیون با خاصیت مقاومت در برابر گرفتگی بیولوژیکی پرداخته شده است. در قسمت اول، برای ساخت غشاهای الترافیلتراسیون، از دو مدل نانوذرات نقره با اندازههای 70 و 30 نانومتر در غلظتهای مختلف استفاده شد. پلیمر پلیسولفون به عنوان پلیمر اصلی و پلیمر پلیوینیلپیرولیدون به عنوان عامل آبدوست کننده استفاده شدند. نانوذرات به محلول آمادهسازی غشاها اضافه شدند. غشاهای ساخته شده حاوی نانوذرات نقره سطوحی آب دوستتر از غشای بدون نانوذرات نقره داشتند. غشاهای الترافیلتراسیون حاوی نانوذرات 30 نانومتری دارای ساختاری بینظمتر از بقیهی غشاهای ساخته شده بودند. حضور نانوذرات سبب کوچکتر شدن حفرات روی سطح و درون ساختار غشا گردید. زبری سطح غشاها با افزایش محتوای نقره کاهش پیدا کرد. شار آب مقطر و پسزنی ماکرومولکول نمونه با افزایش محتوای نقره افزایش یافت. این افزایش با وجود کاهش اندازه حفرات بدلیل افزایش آبدوستی سطح قابل قبول میباشد. عملکرد ضدباکتریایی غشاهای الترافیلتراسیون حاوی نانوذرات 30 نانومتری بهتر از غشاهای الترافیلتراسیون حاوی نانوذرات 70 نانومتری ارزیابی شد. در نهایت غشای الترافیلتراسیون حاوی 4 درصد وزنی نانوذرهی نقره 30 نانومتری با شار آب 144 و پسزنی سرم آلبومین 95 درصد به عنوان غشای با بهترین عملکرد انتخاب شد. kg/m2.hr مقطر روش متداول برای ساخت غشاهای نانوفیلتراسیون مرکب لایه نازک، پلیمریزاسیون در سطح مشترک بین مونومر آبی متافنیلندیآمین و مونومر آلی تریمزوئیلکلرید میباشد. در روشی جدید، نانوذرات نقرهی قبل از پلیمریزاسیون دو مونومر، بر روی غشاهای پایه با غلظتهای مختلف نشانده شدند. غشاهای نانوفیلتراسیون ساخته شده به روش جدید با غشاهای ساخته شده به روش متداول (افزودن نانوذرات نقره به مونومر آبی) مقایسه شدند. در مقایسه با غشاهای نانوفیلتراسیون ساخته شده به روش متداول، غشاهای ساخته شده به روش جدید دارای سطوحی صافتر بودند. عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون جدید بهتر از غشاهای ساخته شده به روش متداول ارزیابی گردید. غشاهای ساخته شده حاوی بیشترین 20 و پسزنی نمک 20 درصد پایدارترین عملکرد را از خود kg/m2.hr درصد نانوذرات با شار آب مقطر نشان دادند. در آزمایش بررسی گرفتگی بیولوژیکی هر دو مدل غشای ساخته شده نتایج خوبی را از خود نشان دادند. بررسی روند رهایش نقره اثبات کرد نانوذرات مدت زمان بیشتری در ساختار نانوفیلترهای ساخته شده به روش جدید میمانند. با توجه به نتایج بدست آمده، غشاهای نانوفیلتراسیون ساخته شده به 0 درصد) / روش جدید عملکرد بهتری از خود نشان دادند. غشای نانوفیلتراسیون با بیشترین غلظت نقره ( 5 دارای بهترین شرایط میباشد. روش جدید در ساخت غشای نانوفیلتراسیون لایه نازک با نانوذرات دیاکسیدتیتانیم نیز تکرار گردید. این غشاها دارای سطوحی یک دست و آبدوست بودند. غشاهای ساخته شده حاوی بیشترین درصد 48 و پسزنی نمک 85 درصد بهترین عملکرد را از خود نشان دادند. kg/m2.hr نانوذرات با شار آب مقطر خواص مقاومت در برابر گرفتگی و گرفتگی بیولوژیکی به واسطهی حضور نانوذرات دیاکسیدتیتانیم نسبت به غشاهای نانوفیلتراسیون بدون نانوذرات بهبود یافتند.

محدود بودن میزان منابع آب شیرین در جهان و افزایش آلودگی این منابع به دلیل رشد روز افزون جمعیت، توسعه صنایع و افزایش فعالیت های کشاورزی، توجه بیشتری را به منابع آبی موجود معطوف می نماید. از میان منابع آبی موجود، آبهای سطحی به علت سهولت دسترسی و نیاز به تجهیزات کمتر جهت بهرهبرداری و استفاده، از توجه ویژهای برخوردارند. در این تحقیق ایستگاه کرسنگ در رودخانه هراز بر مبنای نقشه پهنه بندی آلودگی منطقه، جهت نمونه گیری انتخاب گردید. پس از بررسی و مقایسه پارامترهای کیفی رودخانه با استانداردهای آب شرب، مشخص گردید که به جز پارامترهای کدورت، مواد جامد معلق، رنگ، bod، cod ، کلیفرم، منگنز، کادمیوم و سرب، سایر پارامترها در محدوده مجاز آب آشامیدنی قرار دارند. جهت تصفیه آب رودخانه از یک سیستم ترکیبی استفاده گردید. بدین منظور پایلوتی متشکل از یک فیلتر درشت دانه افقی به عنوان پیش تصفیه و سیستم غشایی dead-end به عنوان تصفیه تکمیلی در اشل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد و به این ترتیب عملکرد سه غشای نانوفیلتراسیون nf70، nf90 و nf1 در تصفیه آب رودخانه مورد ارزیابی قرار گرفت. آب خام با کدورت، tss و رنگ به ترتیب برابر با ntu540، mg/l 420 وcu 1553 وارد سیستم hrf شد و درصد حذف برابر با 85، 79 و52 درصد حاصل شد و به این ترتیب سیستمhrf راندمان فرآیند غشایی را بیش از 3 برابر افزایش داد. نتایج حاصل از آنالیز نهایی داده ها نشان داد که هر سه غشا تقریبا عملکرد یکسانی درحذف فلزات سنگین و سایر پارامترهای مورد نظر از خود نشان دادند و خروجی از هر سه غشا با استاندارد آب شرب مطابقت داشته است ولی در مجموع غشای nf70 با میزان فلاکس حدودا 1.5 تا 2 برابر نسبت به سایر غشاها بهترین عملکرد را در تصفیه آب رودخانه از خود نشان داد.

غشاهای اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون مختلفی شامل غشاهای ساخته شده در مقیاس آزمایشگاهی و غشاهای تجاری در فرآیند تصفیه پساب روغن زیتون استفاده و با هم مقایسه شدند. روشهای پیش تصفیه متفاوتی شامل اسید زنی و ته نشینی به عنوان پیش تصفیه های اصلی و تنظیم ph و انعقاد به عنوان پیش تصفیه های اضافی، به منظور کاهش اثر نامطلوب رسوب روی غشا، استفاده گردید، و تاثیر هر کدام روی عملکرد فرآیند تصفیه غشایی بررسی شد. در بخش اول این تحقیق از غشاهای اصلاح شده با نانولوله کربنی عاملدار که با هدف بهبود فرآیند تصفیه پساب روغن زیتون ساخته شدند، استفاده شد. تاثیر شرایط عملیاتی شامل فشار، دما، نوع و ساختار غشاهای اصلاح شده، استفاده از منعقد کننده و تنظیم ph به عنوان پیش تصفیه های اضافی روی شاخص های تعیین عملکرد فرآیند تصفیه بررسی شده است. طراحی آزمایش ها در بخش اول بر اساس روش تاگوچی انجام شد. با استفاده از روش تاگوچی و آنالیز واریانس فاکتورهای مهم و تاثیر گذار روی شاخص های عملکرد فرآیند تصفیه تعیین شد. در قست دوم این تحقیق سیستم غشایی با آرایش یکپارچه برای تصفیه پساب روغن زیتون مورد استفاده قرار گرفته است. غشاهای اولترافیلتر و نانوفیلتر در این بخش بصورت مارپیچ (حلزونی) مورد استفاده قرار گرفتند. پساب بوسیله سه مرحله میکروفیلتراسیون بترتیب با اندازه حفرات 50، 5 و 0/2 میکرون قبل از غشاهای اولترافیلتراسیون پیش تصفیه شد. راندمان فرآیند تصفیه بوسیله درصد حذف شاخص های مختلف آلودگی پساب روغن زیتون شامل cod، جذب در طول موج 254 نانومتر، ترکیبات فنولی، رنگ و قابلیت هدایت تعیین گردید. آنالیز رسوب غشاهای اولترافیلتر و نانوفیلتر استفاده شده بوسیله تعیین نسبت بازیافت فلاکس و مقاومت کل بوجود آمده در اثر رسوب در حین آزمایش های تغلیظ انجام شد. در بین غشاهای اولترافیلتر استفاده شده، غشای تجاری uf-csm فلاکس عبوری بیشتری را نسبت به غشای اولترافیلتر ساخته شده نتیجه داد، در حالیکه خواص ضد رسوب و راندمان پس دهی غشای ساخته شده به مقدار قابل ملاحظه ای بهتر از غشای تجاری بود. در بین غشاهای نانوفیلتراسیون استفاده شده، غشای

لایه های نفوذ گاز و نگهدارنده های کاتالیست دو قسمت مهم از مجموعه الکترود غشا(mea) پیل های سوختی می باشند که طراحی و اصلاح خواص آن ها توسط فناوری نانو، در افزایش بازده و بهبود عملکرد این مجموعه تاثیر بسزایی دارد. در این پژوهش طراحی نوینی توسط هیبرید نانوالیاف پلیمری و کربنی سنتز شده با سیستم الکتروریسندگی، جهت اصلاح الکترود پیل سوختی انجام گرفت. بکارگیری نانوالیاف کربن از دسته نگهدارنده های کربنی و نانوالیاف پلی آنیلین از گروه نگهدارنده های پلیمرهادی به صورت سیستم هیبریدی در الکترود، روش جدیدی می باشد که در این تحقیق بررسی شد. با بررسی پارامترهای سیستم الکتروریسی در ولتاژ kv 16، دبیml/hr1 و فاصله کاری cm 13 الیافی یکنواخت و بدون گره مشاهده شدکه به منظور بررسی مرفولوژی نانوالیاف هیبریدی الکتروریسی شده از تست میکروسکوپ الکترونی(sem) استفاده گردید و متوسط اندازه قطر نانوالیاف هیبریدی nm95 گزارش شد. الکتروکاتالیست پلاتین نیز جهت حصول توزیع باریک اندازه ذرات، به روش شیمیایی پلی اُل، سنتز شد و آنالیز تفرق اشعه ایکس(xrd) به منظور بررسی ساختار کریستالی آن انجام گرفت که طبق نتایج آنالیز، میانگین اندازه ذرات کریستالی پلاتین سنتز شده با این روش nm 1/1 بود. جهت بررسی و مقایسه رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با نانوالیاف هیبریدی و الکترود تجاری 20% pt/c ، تست ولتامتری چرخه ای(cv) در محدوده پتانسیل 24/0- تاv2/1 با سرعت روبش پتانسیل mv/s50 انجام گرفت که مشاهده شد چگالی جریان پیک جذب/دفع هیدروژن در الکترود هیبریدی با مقدار ma/cm2 15 بیشتر از الکترود تجاری بود. با تحلیل داده های ولتاموگرام این تست و احتساب میزان بارگذاری پلاتین(loading) که از طریق وزن سنجی mgr/cm2 4/0 محاسبه شد، سطح فعال الکتروشیمیایی(eas) الکترود اصلاح شده با نانوالیاف هیبریدیm2/gr 160 به دست آمد که نسبت به الکترود تجاری 20% pt/c با مساحتی حدود m2/gr 114، افزایش داشت.

بستر جذب سیال یک روش توانمند و مناسب جهت خالص سازی نانو محصولات زیستی است که طی دو دهه گذشته به طور گسترده ای به کار گرفته شده است. در کار حاضر، خصوصیات بسط بستر و رفتار هیدرودینامیکی بستر جذب سیال برای دست یافتن به مطلوب ترین شرایط بازیابی نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین بر روی جاذب های تبادل آنیونی مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از اندازه گیری توزیع زمان ماند (rtd) تأثیر میزان بسط بستر، قطر داخلی ستون،ارتفاع اولیه بستر، سرعت جریان و غلظت اولیه نانوذرات پروتئینی بر روی خصوصیات هیدرودینامیکی بررسی شد. مشاهده شد که ضریب پراکندگی محوری با افزایش میزان بسط بستر، قطر داخلی ستون، ارتفاع اولیه بستر، سرعت جریان و غلظت اولیه نانوذرات پروتئینی افزایش می یابد. در این تحقیق، ساخت نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین با روش توده ای شدن ساده انجام گرفت. مدل های سینتیکی جذب و ایزوترم های جذب سطحی نانوذرات پروتئینی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های انجام شده نشان داد، جذب نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین با مدل سینتیکی درجه دوم و ایزوترم لانگمیر تطابق بهتری دارد. علاوه بر این، ظرفیت جذب دینامیکی نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین بر روی جاذب استریم لاین با لیگاند دی اتیلن آمین اتیل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان کاهش می یابد. سپس نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین در ستون بارگذاری شدند. بازده بازیابی در شرایط بهینه عملیاتی برای نانوذرات آلبومین تخم مرغ و پاپایین به ترتیب بیش از 95% و 2/80% به دست آمد، که این درصد های بازیابی در کروماتوگرافی تبادل آنیونی بسیار خوب تفسیر و ارزیابی می شود.

چکیده بررسی تاثیر استفاده از نانورس بر بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک های ماسه ای سواحل بابلسر مهدی عزیزی درونکلائی از راهیابی فناوری نوظهور نانو به گستره مهندسی ساختمان مدت زیادی نمی گذرد. نخستین مطالعات در زمینه کاربردهای نانوفناوری در صنعت ساختمان به دهه 1990 میلادی باز می گردد. از آن زمان تاکنون، فناوری نانو گسترش روزافزونی در مهندسی ساختمان داشته است، اما به دلایلی نتوانسته به طور کامل به اهداف بلندی که پیش بینی می شد، دست یابد. از طرفی اصلاح رفتار خاک های مختلف یکی از مسائل مهم پیش روی پژوهشگران در مهندسی ژئوتکنیک بوده است. اضافه نمودن پاره ای از افزودنی ها به خاک، به عنوان یکی از روش های موثر در بهبود برخی از پارامترهای رفتاری خاک مانند رابطه تنش – کرنش- مقاومت، نفوذپذیری و خودترمیمی به ویژه در بعضی از سازه های ژئوتکنیکی نظیر سدهای خاکی، خاکریزهای جاده ای، شیروانی های مصنوعی، مراکز دفن زباله و .... همواره مد نظر بوده است. افزودنی های متداول همچون سیمان، آهک، کلسیم کلرید، خاکستر بادی و ...... در مطالعات پژوهشگران پیشین مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار آن، نانو مواد که حائز ویژگی های منحصز به فردی هستند و استفاده از آن ها در دیگر شاخه های علوم مهندسی منجر به تحولاتی بنیادین شده است، در مهندسی ژئوتکنیک کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر افزودن نوعی نانورس (مونت مویلونیت اصلاح شده n+cr ) بر خواص مهندسی خاک های ماسه ای موزد مطالعه قرار گرفته است. خاک ماسه ای مورد استفاده در این پژوهش از سواحل دریای خزر (بابلسر) فراهم شده است. ابتدا خاک مورد نظر دانه بندی شده و تعیین گردید که در گروه sm قرار دارد. طبق آئین نامه astm، 7 درصد وزنی به آن سیمان اضافه شد و خاک و سیمان به وسیله مخلوط کن برقی قوی با یکدیگر مخلوط شدند، سپس نانورس بوسیله دستگاه اولتراسونیک در مخلوطی از خاک و سیمان ادغام گشتند. از درصدهای مختلف نانورس شامل 0، 3، 5 و 7 درصد وزنی سیمان در نمونه ها استفاده شد تا میزان تغییرات بوجود آمده با افزایش درصدنانورس بررسی شود. آزمایشات حدود اتربرگ به منظور بررسی تاثیر نانورس بر خصوصیات شاخص خاک ماسه ای انجام شدند. در آزمایشات تراکم برای بررسی تاثیر نانورس در تعیین درصد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خاک خشک مورد آزمایش قرار گرفتند. در سری آزمایشات برش مستقیم، تاثیر نانورس با درصدهای مختلف بر مقاومت برشی مخلوط ماسه، سیمان با سنین مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایشات مقاومت فشاری تک محوری، نسبت باربری کالیفرنیا و ضریب جذب آب، تاثیر نانورس بر خصوصیات مکانیکی خاک های تثبیت شده با سیمان در سنین مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نتایج آزمایشات تحلیل شده و مورد مقایسه قرار گرفتند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پیمایشی(sem) میکروساختار سطح نمونه های حاوی درصدهای مختلف نانورس مورد بررسی وارزیابی قرار گرفت. با مشاهده نمونه های مختلف متوجه شدیم که هرچه درصد نانورس اضافه شود، خاصیت پرکنندگی بیشتر شده و ذرات مخلوط خاک سیمان متراکم تر شده اند. این باعث ارتقا مقاومت مخلوط خاک و سیمان حاوی نانورس نسبت به نمونه های فاقد نانورس می باشد. کلمات کلیدی: نانورس، مونتموریلونیت اصلاح شده، حدود اتربرگ، برش مستقیم، میکروسکوپ الکترونی پیمایشی(sem)، نسبت باربری کالیفرنیت (cbr) ، مقاومت فشاری تک محوری

در این پروژه هدف اصلی ساخت غشای پلیمری و بهبود خواص سطحی آن به منظور دست یابی به عملکرد بهینه برای استفاده در فرایند اولترافیلتراسیون می باشد. بدین منظور، سه سری غشای اولترافیلتراسیون ساخته شد. در سری اول تاثیر افزودن مونومرهای آب دوستی مانند دی آمینوبنزوئیک اسید وگالیک اسید به محلول پلی اترسولفون بررسی شد. در سری دوم تاثیر اصلاح ساختار غشای پلی اترسولفونی با پلیمر پلی اترسولفیدسولفون سولفونه شده مورد بررسی قرار گرفت. در سری سوم غشاهای اولترافیلتراسیون به کمک پلیمر پایه پلی اترسولفون آمید ساخته شدند و با غشای اولترافیلتراسیونی پلی اترسولفونی مورد مقایسه قرار گرفتند. سپس تاثیر اصلاح سطح غشاهای ساخته شده با پلیمر پلی اترسولفون آمید توسط مونومرهای دی آمینوبنزوئیک اسید و گالیک اسید بررسی گردید. غشاهای ساخته شده توسط آزمون های میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف مادون قرمز و زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد غشاهای ساخته شده در قالب اندازه گیری شار و پس زنی ماکرومولکول نمونه مورد بررسی قرار گرفت. خواص مقاومت در برابر گرفتگی نیز با استفاده از مطالعات کمی افت شار حین عملکرد بررسی شد. نتایج حاصل از بررسی های غشاهای اصلاح شده سری اول نشان دادند، غشاهای ساخته شده حاوی 8 درصد وزنی دی-آمینوبنزوئیک اسید ( با شار lit.m2.h-1 55، مقاومت کل 39 درصد و نسبت شار بازیابی 79 درصد) و 6 درصد وزنی گالیک اسید ( با شار lit.m2.h-1 33، مقاومت کل 20 درصد و نسبت شار بازیابی 88 درصد)، بهترین عملکرد را در بین سایر درصدها از خود نشان دادند. در بین غشاهای اصلاح شده سری دوم، غشای با 3 درصد وزنی پلی اتر سولفید سولفون سولفونه شده در محلول قالبی به دلیل عملکرد بهینه در شار عبوری به میزان lit.m2.h-1 60، رسیدن به درصد پس زنی 85 درصد، کاهش مقاومت گرفتگی، افزایش میزان شار بازیابی نسبت به غشای اصلاح نشده به میزان 20 درصد، پیشنهاد می شود. در بین غشاهای ساخته شده سری سوم غشاهای با پایه ی پلی اترسولفون آمیدی شار و پس زنی بهتری از غشای پلی اترسولفونی از خود نشان دادند. شار برای غشای با پایه ی پلی اترسولفون آمیدی به lit.m2.h-1 162 و میزان پس زنی به 83 درصد رسید. همچنین، در بین غشاهای پلی اترسولفون-آمیدی اصلاح سطحی شده، غشای اصلاح شده توسط گالیک اسید؛ با شار lit.m2.h-1122 و پس زنی 92 درصد، بهترین عملکرد را از خود نشان داد.

سوخت جایگزین گازوییل یا بیودیزل جهت سوختن در موتورهای دیزلی و در ترکیب برخی تولیدات دیگر چون روانسازهای صنعتی به کار گرفته می شود. فرآیندهای تولید بیودیزل تقریباً در تمامی واحدهای صنعتی مشابه است و تنها تفاوت عمده ای که موجب بروز نقاط ضعف یا قوت شده، در بخش پایین دستی فرایند تولید یعنی جداسازی و تخلیص بیودیزل است. بر این اساس در تحقیق حاضر نخست بیودیزل از واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن کانولا و 100% متانول اضافه در حضور 1% وزنی هیدروکسید سدیم تولید شده، سپس از غشاهای پلیمری نانوفیلتراسیون مقاوم به حلال در انواع "کامپوزیتی لایه نازک" و "نامتقارن با لایه رویی متراکم" جهت تخلیص بیودیزل در سیستم فیلتراسیون انتها بسته استفاده شده است. در غشاهای کامپوزیتی لایه نازک، به منظور تقویت پایه نگهدارنده پلی سولفون از کوپلیمرهای جدید سنتزشده پلی اترسولفید سولفون سولفونه و به-منظور بهبود عملکرد لایه رویی از نانو ذرات دی اکسید تیتانیم عامل دار شده با عوامل آمینی و کلریدی استفاده شده است. استفاده از کوپلیمر، نه تنها سبب بهبود ریزساختار و افزایش پایداری حرارتی و شیمیایی غشاها شده بلکه میزان پس زنی را در سیستم های آلی- آلی به بیش از 90% افزایش داده است. درج و توزیع یکنواخت نانوذرات در دسته ای دیگر از غشاهای نانوکامپوزیتی لایه-نازک علاوه بر افزایش مقاومت به حلال های شیمیایی، میزان شار عبوری را نسبت به غشای کامپوزیتی افزایش داده است. در غشاهای نامتقارن با لایه رویی متراکم، از کوپلیمر سنتزی به عنوان ترکیبی و از نانولوله های کربنی عامل دار شده به عنوان افزودنی با نسبت های وزنی مختلف در محلول قالبریزی استفاده شده است. غشاهای ترکیبی ساخته شده در غلظت 5% وزنی از کوپلیمر، مناسب-ترین عملکرد را در فرایند تخلیص بیودیزل داشته بطوریکه با افزایش میزان کوپلیمر، شار عبوری کاهش و درصد حذف گلیسرول به 65% افزایش یافته است. در غشاهای نانوکامپوزیتی پلی ایمیدی، غلظت 1% وزنی از نانولوله های کربنی عامل دار شده به عنوان غلظت بهینه تعیین شده بطوریکه سبب حذف کامل گلیسرول از فاز غنی از بیودیزل شده است. به علاوه حضور افزودنی های فوق الذکر در ساختار غشا، بهبود خواص ضد گرفتگی را به همراه داشته است.

در این تحقیق میزان جذب گاز دی اکسیدکربن توسط جاذب های کربن فعال و نانولوله های کربنی چند دیواره خام، اکسید شده و عامل دار آمینی در محدوده دمای 313-293 کلوین و فشار 40-0 بار مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش ها اندازه گیری به روش حجم سنجی و در یک سیستم دو مخزنه تحت فشار صورت گرفت. دمای سیستم توسط یک حمام آب کنترل شده و افت فشار مخزن ناشی از جذب گاز تا رسیدن به یک فشار تعادلی توسط یک مبدل فشار اندازه گیری و به کامپیوتر منتقل گردید. سپس میزان گاز جذب شده در جاذب ها توسط معادله حالت srk محاسبه گردید. میزان جذب گاز در تمام موارد با افزایش دما کاهش و با افزایش فشار افزایش می یابد. نتایج نشان داد که.به ترتیب در جاذب های اکسید شده و عامل دار آمینی میزان جذب گاز نسبت به حالت خام افزایش می یابد. بر طبق آزمایشات انجام شده برروی دو عامل آمینی متفاوت برروی کربن فعال، جاذب عامل دار شده با عامل تری اتیلن تتراآمین (teta) میزان جذب بیشتری از گاز co2 را نسبت به عامل آمینی کیتوزان از خود نشان می دهد. حداکثر میزان جذب گاز co2 برروی کربن فعال با عامل آمینی teta، mmol/g 16/16 و برروی کربن فعال با عامل آمینی کیتوزان mmol/g65/13 در دمای k293 و فشار bar40 بود. این میزان افزایش نسبت به کربن فعال خام در نمونه اول 9/1 برابر و در نمونه دوم 6/1 برابر می باشد. هم چنین نانولوله کربنی عامل دار شده با teta در دمای k293 و فشار bar40، میزان جذبی برابر با mmol/g15/21 از خود نشان داد که 95/1 برابر جاذب خام بود. در مقایسه میان دو جاذب کربن فعال و نانولوله کربنی خام، اکسیدشده و با عامل آمینی مشترک teta، نانولوله کربنی توانایی بالاتری برای جذب گاز اسیدی co2 در شرایط برابر را دارد. . ایزوترم های جذب همدمای لانگمایر و فرندلیچ در مورد این جاذب ها مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به نتایج هر دو مدل برای جذب co2 ، برازش خوبی با داده های آزمایشگاهی را نشان دادند. اما در مجموع مدل جذب همدمای فرندلیچ برازش بهتری را در هر دو جاذب از خود نشان می دهد. برای محاسبه گرمای ایزواستریک از معادله کلازیوس- کلاپیرون استفاده شد که مقادیر کم آن در هر سه مرحله و برای هر دو جاذب مبین جذب فیزیکی است. از مدل سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای مطالعه سینتیکی جذب سطحی گازها روی جاذب ها استفاده شد. در جاذب های خام، مدل شبه درجه اول و در جاذب های عامل دار اسیدی و آمینی مدل شبه درجه دوم برازش بهتری را از خود نشان دادند.

غشاهای نوین نانوکامپوزیتی لایه نازک به منظور استفاده در فرایند اسمز رو به جلو، به روش پلیمریزاسیون فصل مشترک ساخته شدند. نانولوله های کربنی عامل دار شده با عامل آمینی در محلول فنیلن دی آمین با درصد های مختلف وزنی(01/0، 05/0و 1/0 wt%) به منظور بهبود کارایی این نوع غشاها مورد استفاده قرار گرفتند. غشاهای ساخته شده از لحاظ ساختار غشا و خصوصیات سطح، خصوصیات جداسازی و کارایی در سیستم اسمز رو به جلو مورد ارزیابی قرار گرفتند و با غشاهای موجود مقایسه شدند. میزان آب دوستی سطح غشاهای نانوکامپوزیتی لایه نازک با افزایش درصد وزنی نانولوله ها در محلول آبی فنیلن دی آمین افزایش یافت. بررسی مورفولوژی سطح غشاهای ساخته شده نشان داد که حضور نانولوله های کربنی عامل دار شده سبب تغییر ساختار سطح این غشاها از جمله زبری سطح آن ها گشته است. کارایی این غشاها در سیستم اسمز رو به جلو با استفاده از محلول نمک nacl 10 mm به عنوان محلول خوراک و محلول نمک nacl 2 m به عنوان محلول بیرون کشنده تعیین شدند. غشاهای نوین نانوکامپوزیتی لایه نازک اسمز رو به جلو در همه درصد های وزنی ساخته شده نسبت به غشاهای لایه نازک اصلاح نشده تراوایی و درصد پس زنی قابل قبول و بهتری داشتند.

چکیده در سال های اخیر همراه با پیشرفت تکنولوژی و رشد جمعیت جامعه ی بشری با بحران انرژی روبه رو شده است. اکثر انرژی های مورد نیاز به وسیله ی سوخت های فسیلی تامین می شود. استفاده از سوخت های فسیلی منجر به آلودگی جدی محیطی شده است. علاوه براین تخمین زده شده که ذخیره ی سوخت های فسیلی در حدود پنجاه سال دیگر به اتمام می رسد. توجه ویژه به منابع انرژی تجدید پذیر، زیست تخریب پذیر، غیر سمی و دارای قابلیت تثبیت دی اکسید کربن (co2) ضروری به نظر می رسد. بیودیزل یکی از این منابع تجدیدپذیر می باشد که می تواند مقدار زیادی از co2 اتمسفری را کاهش دهد. از میان منابع مختلف تولید بیودیزل، میکروجلبک ها به دلیل دارا بودن میزان روغن بیشتر، رشد سریع تر، عدم نیاز به زمین حاصلخیز برای رشد و تولید محصولات جانبی ارزشمند علاوه بر بیودیزل، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. تولید بیودیزل از میکروجلبک ها به میزان اسیدهای چرب و ترکیبات اسیدهای چرب سنتز شده توسط میکروجلبک بستگی دارد. در این پروژه کشت میکروجلبک سندسموس تخلیص شده از آب دریای خزر در فتوبیوراکتور استوانه ای حباب دار ساخته شده مورد مطالعه قرار گرفته است. چندین فاکتور مهم از جمله شوری، ph، انواع لامپ ها با نورهای متفاوت و منابع مختلف آبی که بر روی رشد میکروجلبک سندسموس تاثیرگذار می باشد مورد بررسی قرار گرفت. غلظت های بیومس در مقادیر ph 7، 5/7، 8، 5/8 و9 به ترتیب843/0، 816/0، 227/3، 902/0 و g/l 6688/1 به دست آمد. همچنین 227/3، 62/2، 707/3، 6/2، 17/1 و g/l 12/1 مقادیر غلظت های بیومس بوده اند که به ترتیب در مقادیر شوری 0، 8/1، 6/3، 4/5، 2/7 و psu 9 به دست آمد. غلظت های بیومس میکروجلبک در محیط کشت تهیه شده با آب مقطر، آب لوله کشی و آب دریای رقیق شده (با شوری psu 6/3) به ترتیب 227/3، 21/ 1 و g/l 707/3 شده است. غلظت های بیومس میکروجلبک تحت نوررسانی با لامپ های تنگستن، لامپ های فلورسنت و لامپ های فلورسنت فشرده به ترتیب 227/3، 355/0 و g/l 129/0 شده است. با توجه به نتایج به دست آمده میکروجلبک سندسموس در فتوبیوراکتور استوانه ای حباب دار ساخته شده تحت نور لامپ های تنگستن، شوری psu 6/3 و 8=ph بیشترین مقدار رشد را داشته است (g/l 707/3). برای برازش منحنی رشد میکروجلبک از مدل لاجستیک استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که مدل لاجستیک مدل سینتیکی مناسبی برای برازش داده های آزمایشگاهی به دست آمده می باشد. 31/30% وزن خشک میکروجلبک را روغن تشکیل داده است. طبق نتایج حاصل از آنالیز با روش کروماتوگرافی گازی 71/43% روغن آن حاوی پالمتیک اسید و 48/40% روغن آن حاوی اولئیک اسید می باشد که نشان می دهد میکروجلبک سندسموس پتانسیل بسیاری برای تولید بیودیزل دارد.

بشر امروز دنیایی برای خود ساخته است، که در آن اگرچه از پیشرفتهای خود بهره میبرد، لیکن از کاستیهای خود نیز رنج میکشد. به همین دلیل به دنبال ایجاد تکنولوژیهایی است که توان ترمیم نواقص را داشته باشد. امروزه ما به دنبال ساخت موادی مستحکم و سبک هستیم که بتوانیم آن را جایگزین چوب و آهن و سایر مواد سنتی کنیم تا هم پاسخگوی رشد جمعیت روزافزون باشد و هم در حفظ جان و سرمایه- های بشری از آن بهره مند شویم. نانوکامپوزیتها و امروز کامپوزیتهای خودترمیم نسخه جدید ایدههای تکنولوژیک، برای پیشرفت و دستیابی به این خواسته است. در این پروژه ابتدا به ساخت میکروکپسولهای حاوی مواد خودترمیم پرداخته شد و در جداره میکروکپسولها از نانوذرات استفاده شد تا در بهبود خواص مکانیکی و حرارتی جداره میکروکپسولها موثر باشند، سپس این میکروکپسولها در ماتریس پلیمری جاسازی شدند یعنی کامپوزیت خودترمیم فراورش گردید. در ضمن نانوذرات به ماتریس پایه افزوده شدند. همچنین برای میکروکپسولها و نیز برای کامپوزیتها و نانوکامپوزیت- های خودترمیم تستهای بررسی خواص مکانیکی و مورفولوژیک و سایر تستهای مربوطه انجام پذیرفت و توان ترمیم ماده ساخته شده نیز مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد، افزودن نانوذرات در پوسته میکروکپسول ها و ماتریس کامپوزیت، اندیس پلاستیسیته را افزایش می دهد که مشخص کننده ی کاهش استحصال الاستیسیته ی میکروکپسول ها و نانوکامپوزیت است. بنابراین، این عبارات نشان می دهند که میکروکپسول های فاقد و حاوی نانوذرات و نانوکامپوزیتهای خودترمیم شبیه مواد پلاستیک-ویسکوالاستیک رفتار می کنند. تأثیر افزایش نانوذرات به کامپوزیت های خودترمیم همچنین شامل تمرکز بر روی خواص مکانیکی، زبری سطح و سختی ماده حاصله بود. پارامترهای زبری سطح برای میکروکپسول ها و نانوکامپوزیتهای خودترمیم محاسبه گردید و سایر فاکتورهای مربوط به خواص مکانیکی نیز بررسی شد. نتایج تستها، توان ترمیم 81 % را برای مدت زمان 2 ساعت برای نانوکامپوزیت پلیمری نشان داد. در بخش دوم این پروژه به شبیه سازی کامپیوتری با استفاده از شیوه های نوین محاسباتی پرداخته شد. در کل از آنجا که امروزه بشر برای صرفه جویی در زمان و هزینه است از شبیهسازی کامپیوتری استفاده میکند تا به نتایج دقیق محاسباتی دست پیدا کند و سپس متحمل هزینه های تحقیقاتی و آزمایشگاهی شود، در این پروژه نیز به بررسی خواص مکانیکی و انرژیهای پیوندی بین نانو لولههای کربنی و اپوکسی به عنوان ماتریس پایه پرداخته شد. هدف بررسی برهم کنش و انرژی ناشی از آن بین نانولوله های کربنی و پلیمر بود. در ابتدا آرایش فضایی ترجیحی برای جذب بررسی گردید. سپس تأثیرات dft اپوکسی به روش کایرالیتی و قطر نانولوله ها بررسی شد. در ضمن نقوص مختلف بر روی نانولوله های کربنی ایجاد گردید و گروه های عاملی متفاوت که پس از اصلاح سطحی روی نانولوله قرار میگیرند و تأثیر آن ها بر انرژی های اندرکنش بین اپوکسی/ نانولوله مورد بررسی قرار گرفت. در ضمن تأثیرات تعدادی از نقص هایی که ممکن است روی نانولوله ایجاد شوند بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت اپوکسی/ نانولوله ی کربنی مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی آخر میزان مدول یانگ که بر پایه ی انرژی کرنشی در محدوده ی تغییر شکل الاستیک هارمونیک قرار دارد. مورد محاسبه قرار گرفت. مدول یانگ ذکر شده برای نانوکامپوزیت حاوی نانولوله ی کربنی بدون اصلاح سطحی/اپوکسی و نانولوله ی کربنی عامل دار شده )به فرم زیگزاگ(/ اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. در ضمن تاثیر افزایش تعداد مونومرهای اپوکسی تا هشت مونومر یعنی تا جایی که ممانعت فضایی حول نانو لوله ایجاد نشود بر خواص مکانیکی و انرژی های برهمکنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مربوط به محاسبات در بخش های ویژه مربوط به هر مبحث گنجانده شده است.

مسائل اقتصادی در استفاده از غشاها در فرایند جداسازی سبب توسعه ی غشاهایی شده که نسبت سطح به حجم آن ها بزرگ می باشد،که منجر به استفاده از غشاهای الیاف توخالی شده است. غشاهای الیاف توخالی خود نگهدارنده هستند و جداره الیاف به عنوان سطح گزینش پذیر عمل می کند. در این پروژه غشاهای الیاف توخالی با روش های ریسندگی تر و تر- خشک و با ریسنده ای با قطر داخلی 64/0 میلی متر و قطر خارجی 2/1 میلی متر ساخته شده اند. در ابتدا غشاهای الیاف توخالی پلی سولفون در فاصله های هوایی مختلف (صفر تا 20 سانتی متر) ساخته شدند و تأثیر آن بر روی ساختار و عملکرد غشاها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد طول فاصله ی هوایی با اندازه قطرهای داخلی و خارجی غشاهای الیاف توخالی رابطه عکس دارد. همچنین با افزایش طول فاصله ی هوایی، لایه ی میانی خارجی کاهش یافته و در فاصله ی هوایی 20 سانتی متر از بین می رود. افزایش طول فاصله ی هوایی موجب کاهش زبری سطوح خارجی غشاهای الیاف توخالی شده و میانگین اندازه حفرات سطح خارجی غشا را از 5/37 نانومتر در فاصله ی هوایی صفر سانتی متر به 242 نانومتر در فاصله ی هوایی 20 سانتی متر می رساند. آزمایش های فیلتراسیون روند رو به رشدی را برای شار و روندی کاهشی را برای پس زنی غشاهای الیاف توخالی با افزایش فاصله هوایی از خود نشان دادند. در این بخش، غشاهای ساخته شده در فاصله ی هوایی 2 سانتی متر با شار l.m-2.hr-1 96/8 و درصد پس زنی 95% بهترین عملکرد را نسبت به سایر غشاها از خود نشان دادند. در بخش بعدی، غشاهای الیاف توخالی پلی سولفون با افزودن درصدهای مختلف ارتوفسفریک اسید اصلاح شدند، این غشاها در شرایط یکسان و با فاصله ی هوایی 2 سانتی متر ساخته شدند. نتایج بدست آمده نشان دادند که با افزایش درصد افزودنی زاویه تماس برای غشاهای الیاف توخالی کاهش، زبری سطح افزایش و اندازه ی حفرات انگشت گون کاهش می یابند. در بین غشاهای اصلاح شده، غشای با 5 درصد وزنی ارتوفسفریک اسید در محلول قالبی به دلیل عملکرد بهینه در شار عبوری به میزان l.m-2.hr-1 03/21، رسیدن به درصد پس زنی 98%، کاهش مقاومت گرفتگی و نسبت بازیابی شار 86% پیشنهاد می شود.

در این رساله حذف سولفید هیدروژن از جریان گازی با استفاده از اکسید فلز بر پایه نانو ساختارهای کربنی مورد بررسی قرار گرفت تا نانو جاذبی ساخته شود که توانایی جذب و ذخیره سازی سولفید هیدروژن با ظرفیت بالا را داشته باشد این نانو جاذب نقش کاتالیستی نیز داشته و سولفید هیدروژن جذب کرده را با درصد تبدیل بالا به عنصر سولفور تبدیل نماید. به منظور تجزیه و تحلیل نانو ساختارهای کربنی و نانو جاذب های ساخته شده و بررسی عملکرد نانو جاذب ها، سیستمی جهت حذف h2s طراحی شد که شامل یک راکتور بستر ثابت با جریان پیوسته است و راکتور به گونه ای طراحی شد که در آن جریان پلاگ برقرار باشد تا محدودیت های انتقال جرم و حرارت به حداقل برسد. همچنین، خوراک ورودی به راکتور، گاز خروجی از واحد شیرین سازی آمین مجتمع گاز گچساران با غلظت ppm 250000 بوده است. نانو لوله های کربنی چند دیواره و تک دیواره با روش رسوب دهی بخار شیمیایی ساخته شدند. گرافن اکساید با روش هامر ساخته شد. به منظور ساخت گرافن با تعداد لایه های کم و کیفیت بالا از سه روش حرارتی، شیمیایی و روش جدید اسپری پیرولیز استفاده شد. در هر روش پارامترهای موثر بررسی شد. نتایج حاکی از این بود که گرافن 2 لایه با کیفیت بالا با روش اسپری پیرولیز در دمای 700 درجه سانتیگراد ساخته شد. سپس نانو جاذب اکسید آهن بر پایه چهار نانو ساختار ذکر شده، ساخته شد و عملکرد چهار نانو جاذب در حذف سولفید هیدروژن به منظور تشخیص مناسب ترین پایه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از این بود که پایه گرافن بهترین عملکرد را دارد. در مرحله بعد از چهار فلز نیکل،کبالت، مولیبدن و آهن برای ساخت نانو جاذب بر پایه گرافن استفاده شد و عملکرد چهار نانو جاذب در حذف سولفید هیدروژن، به منظور تشخیص مناسب ترین فلز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فلز کبالت بالاترین درصد تبدیل و ظرفیت حذف را دارا ست. برای به دست آوردن شرایط بهینه در واکنش کاتالیستی اثر متغیرهای دما، میزان بارگذاری فلز و سرعت حجمی گاز ورودی با روش طراحی آزمایش ها مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر بهینه دمای 150 درجه سانتیگراد و میزان بارگذاری فلز 10 درصد وزنی و سرعت حجمی گاز ورودی 2000h-1 محاسبه شد. نانو کاتالیست (نانو جاذب) اکسید کبالت 10 درصد وزنی بر پایه گرافن در شرایط بهینه دارای درصد تبدیل 99/99 % و ظرفیت حذف جاذب 4/74 gh2s/g بود. ایزوترم های لانگمیر، فروندلیچ و تمکین به منظور توان جذب نانو جاذب بررسی شد. نتایج این بررسی نشان دهنده این مطلب است که جذب شیمیایی مستقل از غلظت به صورت خودبه خودی اتفاق می افتد. در مرحله آخر نانو کاتالیست احیا شد و عملکرد آن در جذب و تبدیل سولفید هیدروژن به عنصر سولفور بعد از انجام فرآیند احیا مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده از عملکرد مطلوب نانوجاذب ساخته شده، سیستم نیمه صنعتی از set-up آزمایشگاهی با ظرفیت 100 لیتر کاتالیست ساخته شد. از آنالیزهای sem، tem، ftir،xrd ،raman ، edx، tpr وbet برای بررسی نانو جاذب ها قبل و بعد از فرآیند احیا استفاده شده است.

اسمزمستقیم فرآیندی است که در دهه های اخیر مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. اسمزمستقیم یک فرآیند جداسازی غشایی است که بر خلاف فرآیند اسمز معکوس از اختلاف فشار اسمزی (اختلاف غلظت) در دو سمت غشا بهره می برد و سبب انتقال آب از غشای نیمه تراوا می گردد.بنابراین اسمز مستقیم به دلیل مزایای زیادی از جمله گرفتگی اندک غشا و هزینه پایین عملیاتی در مقایسه با اسمز معکوس در دهه های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفت. در این تحقیق غشاهای لایه نازک نانوکامپوزیتی به منظور استفاده در فرایند اسمز مستقیم به روش پلیمریزاسیون سطحی بر روی زیر لایه پلی سولفونی سنتز شد. تأثیر شرایط مختلف ساخت غشا از جمله، غلظت مونومرهای آبی و آلی، زمان واکنش، دما و زمان پخت، و تأثیر نانو ذرات سیلیکا (20-15 نانومتر) بر روی عملکرد و ساختار غشاهای اسمز مستقیم مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای ساخته شده با اسپکتومتر مادون قرمز،میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری آب دوستی سطح مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد فرآیند اسمز مستقیم با استفاده از محلول 10 میلی مولار نمک سدیم کلراید به عنوان خوراک و محلول 2 مولار نمک سدیم کلراید به عنوان محلول اسمزی در هردو جهت گیری اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت mpd وtmc ، افزایش زمان واکنش و افزایش دمای پخت غشا سبب بهبود میزان پس زنی نمک و کاهش تراوش پذیری غشا می گردد. در بهینه-ترین شرایط ساخت غشا (1/0 درصد وزنی ,tmc2 درصد وزنی mpd، زمان واکنش 30 ثانیه و دما پخت ?c80( میزان پس زنی %72 و فلاکس آب lit/m2 h 3/10 حاصل گردید. بعد از افزودن نانو ذرات سیلیکا در درصدهای وزنی مختلف (1/0، 05/0 و01/0) به محلول آبی، آب دوستی سطح غشا با افزایش غلظت نانو ذرات بیشتر شد. مطالعات ساختاری غشا نشان داد که حضور نانو ذرات مورفولوژی سطح غشا اصلاح شده را تغییر داد و همچنین مشاهده شد که نانو ذرات سیلیکا در ساختار غشا به خوبی پراکنده شده اند. غشاهای نانوکامپوزیتی در غلظت های بین wt% 1/0-01/0 نانو ذرات سیلیکا میزان تراوش پذیری و پس زنی بالاتری نسبت به غشای کامپوزیتی دارا هستند. در بهترین حالت غشای نانوکامپوزیتی دارای فلاکس (lit/m2h 35/36) می باشد که تقریبا دو برابر فلاکس غشاهای کامپوزیتی است.

در این پایان نامه عملکردغشاهای نانوفیلتراسیون سنتز شده به روش پلیمریزاسیون در سطح مشترک برای حذف آفت کش هامورد بررسی قرار گرفت. غشاها با استفاده از روش پلیمریزاسیون در فصل مشترک بین دو واکنشگر پیپرازین (pip) و تری مزوئیل کلراید (tmc) بر روی زیر لایه ی اولترافیلتراسیون پلی سولفونی متخلخل ساخته شدند. جهت مطالعه ی بیشتر تأثیر افزودنی های تری اتیل آمین (tea) و تری اتیلن تترا آمین(teta) در محلول آبی بر روی عملکرد و مورفولوژی غشاها مورد بررسی قرار گرفت. غلظت های مختلفی از (0.5، 1، 1.5و 2% وزنی) پیپرازین، ( 0.5، 1، 1.5و 2% وزنی) تری اتیل آمین (0.5، 1، 1.5و 2% وزنی) تری اتیلن تترا آمین برای اصلاح غشاها و رسیدن به شرایط بهینه مورد استفاده قرار گرفت. مطالعاتی که بر روی غشاها صورت گرفت نشان داد که با افزودن tea و teta زبری و ناهمواری های سطح لایه ی پلی آمیدی افزایش یافت. آبدوستی غشاها نیز بدلیل افزایش گروه های عاملی آبدوست در سطح غشاها در حضور tea و tetaافزایش یافت. به همین علت پس زنی آفت کش های آب گریز هم افزایش یافت. عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون با استفاده از محلول های حاوی آفت کش های آترازین (g/l 0.03)، دیازینون (g/l 0.03) و نمک سدیم کلراید (g/l 1) به عنوان خوراک مورد بررسی قرار گرفت. در همه ی آزمایش هاپس زنی دیازینون بیشتر از آترازین بوده است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان دادند که فلاکس آب و پس زنی دیازینون به ترتیب از lm-2h-1 22.09 و95.2 % در غشای اصلاح نشده (2% وزنی pip) به lm-2h-1 41.56و 98.8% در غشای اصلاح شده باتری اتیل آمین (2% وزنی pipو 2% وزنی tea) و به lm-2h-1 13.5 و 99% در غشای اصلاح شده باتری اتیلن تترا آمین(2% وزنی pip و 2% وزنی teta) تغییر یافت.علاوه بر این طبق نتایج، فلاکس آب و پس زنی نمک از lm-2h-1 32 و 31.02% در غشای اصلاح نشده (2% وزنی pip) به lm-2h-1 27 و 50.36% در غشای اصلاح شده باتری اتیل آمین(2% وزنی pipو 2% وزنی tea) و به lm-2h-1 16.53 و 62.32% در غشای اصلاح شده باتری اتیلن تترا آمین (2% وزنی pipو 2% وزنی teta) تغییر یافت. نتایج حاصل از این پروژه پیشرفت چشمگیری را در زمینه ی جداسازی نمک nacl و آفت کش ها از آب توسط غشای کامپوزیتی نانوفیلتراسیون پلی پیپرازینی نشان داد.

عملکرد ساختار شیمیایی آگارز-نیکل به عنوان سری جدیدی از ساختار پایه ی جاذب های بستر توسعه یافته در جذب پروتئین و نانوذرات بررسی و با ساختار تجاری streamline مقایسه شد. برای این منظور، لیگند میل ترکیبی reactive green 19(rg19) ، برای تهیه ی جاذب میل ترکیبی، بر روی هر دو ساختار آگارز-نیکل و ماده ی تجاری تثبیت شد. جاذب های تثبیت شده با rg19 در آزمایش های جذب پروتئین آلبومین سرم گاوی (bsa) و لیزوزیم به عنوان پروتئین های مدل، در سیستم های ناپیوسته و بستر توسعه یافته (پیوسته) بررسی شدند. اثر پارامترهایی چون ph و قدرت یونی محلول پروتئینی بر عملکرد جذب به دست آمده و در آزمایش های جذب اعمال شد. آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته، در مقایسه با جاذب های تجاری (4/24 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) بیشینه ی ظرفیت جذب تعادلی بالاتری (4/31 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) نشان دادند در حالی که بررسی اثر زمان تماس بر میزان جذب، نشان داد که جاذب های آگارز-نیکل مانند جاذب تجاری سرعت جذب بالایی (70 درصد جذب در 30 دقیقه ی اول فرآیند) دارند. داده های تعادلی آزمایشگاهی با دو مدل هم دمای لانگمیر و فرندلیچ آنالیز شده و با مدل لانگمیر مطابقت بهتری داشت. هم چنین مدل های سینتیکی شبه درجه ی اول و شبه درجه ی دوم برای توصیف رفتار سینتیکی جذب استفاده شدند. در آزمایش های جذب در بستر توسعه یافته اثر پارامترهایی چون غلظت اولیه و سرعت جریان خوراک ورودی بر عملکرد جذب در بستر توسعه یافته، با استفاده از مطالعات منحنی های رخنه بررسی شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان و کاهش غلظت اولیه ی محلول ورودی کاهش یافت. در مقایسه با جاذب تجاری، جاذب های آگارز-نیکل رفتار رخنه ی قابل قبولی داشته و بررسی منحنی های رخنه در سرعت ثابت 170 سانتی متر بر ساعت، ظرفیت جذب دینامیکی بالاتری را برای جاذب آگارز-نیکل (98/9 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) نشان داد که حدود 90 درصد ظرفیت جذب تعادلی تی باشد. به علاوه با افزایش سرعت جریان تا حدود دو برابر (350 سانتی متر بر ساعت) این نسبت 66 درصد محاسبه شد که نتیجه ی مطلوبی برای فرآیندهای بستر توسعه یافته است. در ادامه جذب نانوذرات پروتئینی bsa با استفاده از جاذب آگارز-نیکل در شرایط عملیاتی مشابه بررسی شد. نتایج سرعت جذب و ظرفیت جذب بالاتری(97/22 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) را در مقایسه با جذب خود bsa، نشان دادند. هم چنین بررسی بازیابی پروتئین و نانوذرات bsa در بستر توسعه یافته نتایج مطلوبی نشان داد. در ادامه ی این تحقیق اثر اندازه ی ذرات جاذب آگارز-نیکل بر عملکرد بستر توسعه یافته از لحاظ ویژگی های هیدرودینامیکی در خوراک های ویسکوز و ویژگی های جذب با استفاده از پروتئین لیزوزیم به عنوان پروتئین مدل، بررسی شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که جاذب های کوچک تر دارای پایداری هیدرودینامیکی بیش تر و بازدهی بالاتر در فرآیندهای جذب در بستر توسعه یافته می باشند.

تثبیت خاک با اضافه نمودن موادی همچون سیمان، آهک، قیر و غیره از دیرباز یکی از روش های موثر در بهبود خواص فیزیکی خاک ها بوده است. نانو ذرات از نوین ترین افزودنی هایی می باشند که مطالعاتی در زمینه استفاده از این ذرات در بهبود خصوصیات فیزیکی خاک ها صورت پذیرفته است. در این پژوهش تأثیر نانوسیلیس بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک رس تثبیت شده با سیمان مورد مطالعه قرار گرفته است. درصد سیمان مورد استفاده جهت تثبیت خاک مطابق آیین نامه گروه مهندسین ارتش آمریکا 9 درصد انتخاب گردید. ابتدا از دستگاه اولتراسونیک برای پراکندن نانوسیلیس در آب و آماده سازی نمونه ها استفاده گردید. نانوسیلیس به مقدار 1، 5/1، 2 و 3 درصد وزنی سیمان به نمونه ها افزوده شد. به منظور بررسی اثر نانوسیلیس بر خواص خمیری خاک رس به همراه سیمان، آزمایش حدود اتربرگ و جهت بررسی خواص مقاومتی رس تثبیت شده با سیمان، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری و نسبت باربری کالیفرنیا روی نمونه ها انجام شده است. تحلیل نتایج نشان دهنده آن است که مخلوط سیمان و نانوسیلیس، پارامترهای مقاومتی خاک رس را بطور قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد و درصد بهینه نانوسیلیس 5/1 درصد وزنی سیمان می باشد. همچنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، ریزساختار سطح نمونه های حاوی 0 و 5/1% نانوسیلیس مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر نانوسیلیس بر بهبود خصوصیات ژئوتکنیکی خاک رس بهتر بیان گردید.

در این پروژه، غشای نانوفیلتراسیون کامپوزیتی لایه نازک از طریق واکنش پلیمریزاسیون بین سطحی میان پلی‏اتیلن‏ایمین (pei) و تری‏فتالویل‏دی‏کلرید (tpc) ساخته شد. لایه نازک پلی‏آمیدی شکل گرفته بر روی سطح، حاصل این واکنش پلیمریزاسیون بوده است. نانوذرات سیلیکا با اندازه‏ی تقریبی 20-15 نانومتر به‏عنوان عامل اصلاح‏کننده به این غشا اضافه شدند. زیرلایه‏ای متخلخل از جنس پلی‏سولفون به‏عنوان نگهدارنده‏ی غشای نانوفیلتراسیون برگزیده شد. توانایی غشا در خصوص مقاومت در برابر حلال آلی، با استفاده از حلال 2-پروپانول سنجیده شد. کریستال ویولت به‏عنوان یک رنگدانه در حلال‏های آب و 2-پروپانول به‏طور جداگانه حل شد. عملکرد غشاها همچنین برای حذف مولکول‏های نمک از آب‏های لب‏شور نیز بررسی شد. آنالیز ساختاری ftir حضور گروه‏های عاملی جدیدی همچون سیلانول روی سطح غشاها را به‏دلیل وجود نانوذرات نشان داد. همچنین آزمون زاویه تماس، بهبود خواص آبدوستی غشاهای ساخته شده را به‏دلیل استفاده کردن از عامل اصلاح‏کننده‏ی آبدوست، تایید کرد. مقطع عرضی و سطح رویی غشاهای ساخته شده با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد سنجش قرار گرفت. تصاویر sem از مقطع عرضی نشان دادند که لایه‏ی پلی‏آمیدی به خوبی روی سطح غشا تشکیل شده است. همچنین تصاویر از سطح بالایی غشاها پراکندگی مناسب نانوذرات روی سطح را نمایان کردند. پارامترهای زبری سطح توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی اتمی (afm) به‏دست آمدند. این پارامترها مشخص کردند که با افزایش نانوذرات به غشا ساختار سطح غشا زبرتر شده است. در بارگذاری کم نانوذرات، عملکرد غشاها در فیلتراسیون محلول‏های آبی و آلی کریستال ویولت با افزایش در شار همراه بود. روند پس‏زنی مولکول رنگی بسته به درصد مونومر آسیلی دچار کاهش یا دارای روندی ثابت بود. نهایتاً، در درصدهای بهینه از نانوذرات، غشا خواه از نظر شار و خواه از نظر پس‏زنی عملکرد خوبی از خود نشان داد. در جریان فیلتراسیون محلول آبی کریستال ویولت، پس‏زنی 100% و در جریان فیلتراسیون محلول آلی کریستال ویولت پس‏زنی 99% به‏دست آمد. در جریان فیلتراسیون محلول آب و نمک نیز پس‏زنی بسیار خوب 6/76% نسبت به مولکول nacl به‏دست آمد.

در تحقیق حاضر، رفتار جذب و جداسازی گزینشی غشاهای قالب مولکولی (mims) نانوحفره برای آلاینده های آلی زیست محیطی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه فنل و مشتقات آن از آلاینده های مهم منابع آب محسوب می شوند، جهت سنجش عملکرد mim به عنوان یک فناوری جدید، بر روی آلاینده های مذکور تمرکز گردید. میکرو/ نانوذرات پلیمر قالب مولکولی (mip) توسط پلیمریزاسیون رسوبی با استفاده از فنل به عنوان مولکول الگو تهیه، سپس به طور یکنواخت با نسبت های جرمی مختلف در پلی سولفون (psf) پراکنده شد تا غشاهای پلیمری قالب مولکولی هیبریدی (hmip) به صورت صفحه تخت از طریق روش تغییر فاز توسط رسوب گذاری غوطه وری شکل گیرد. mip و mim های سنتز شده توسط آزمایش- های پیوند ناپیوسته، تشخیص و گزینش پذیری مورد ارزیابی قرار گرفتند و معادله اسکاچارد جهت تجزیه و تحلیل ویژگی های پیوند شیمیایی آن ها به کار گرفته شد. به علاوه، مورفولوژی آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و آنالیز برونر- امت- تلر مورد مطالعه قرار گرفت. میکرو/ نانوکره های پلیمری متخلخل قالب مولکولی با میانگین اندازه ذرهnm 200، متوسط قطر حفرهnm 8 و مساحت سطح ویژهm2/g 51 بدست آمد. همچنین، خصوصیات پلیمر و غشاهای سنتزی توسط طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) مشخص گردید. ظرفیت جذب تعادلی mip و mim بهینه در غلظتmg/l 2000 از محلول آبی فنل به ترتیب به 75/9 وmg/g 66/01 رسید و فاکتور گزینش پذیری mip بهینه نیز برابر 3/57 تعیین شد. جداسازی محلول آبی فنل و نیز غلظت یکسان از مشابه ساختاری آن (کتکول) در دستگاه اچ سل، حداکثر فاکتور جداسازی برای mim را برابر 2/19 نشان داد. در نهایت، شار عبوری و عملکرد تراوایی غشاهای مختلف توسط سیستم فیلتراسیون انتها بسته تست گردید.

میکروجلبکها، منابع بیولوژیکی تجدیدپذیر برای تولید بیودیزل هستند. در این پروژه کشت میکروجلبک کلرلا ولگاریس تخلیص شده از مرداب انزلی در فتوبیوراکتور استوانهای حباب دار، مورد مطالعه قرار گرفته است. چندین فاکتور مهم از جمله طولموج نور، شدت نور، منابع نیتروژن، غلظت مواد مغذی که بر روی رشد میکروجلبک کلرلا ولگاریس تأثیرگذار میباشند مورد بررسی قرار گرفتند. برای بهینه کردن طولموج نور از 4 رنگ مختلف (سفید گرم، سفید طبیعی، قرمز و آبی) دیودهای انتشار نور استفاده شد. همچنین تأثیر 3 شدت روشنایی متفاوت (µmol m-2 s-1 110 و 80 ،50) بررسی شد. نور سفید گرم با شدت نورµmol m-2 s-1 80، نور بهینه برای رشد میکروجلبک بود. تأثیر 4 منبع نیتروژنی مختلف (نیترات سدیم (nano3)، اوره (co(nh2)2)، کلرید آمونیوم (nh4cl) و کربنات آمونیوم ((nh4)2co3)) روی رشد میکروجلبک تحت طولموج و شدت نور بهینه بررسی شد. در این بررسی nano3 g l-1 0/375، co(nh2)2 g l-1 0/132، nh4cl g l-1 0/236 و (nh4)2co3 g l-1 212/0 در محیطکشت فراهم شد. وزن خشک سلولی در صورت وجود اوره در محیطکشت بعنوان منبع نیتروژن در مقایسه با منابع دیگر بیشتر بود. در 4 آزمایش متوالی غلظت 4 مادهی مغذی موجود در محیطکشت بهینه شد. ابتدا غلظتهای مختلف اوره (g l-1 1 و 0/75 ،0/5 ،0/25 ،0/13) بررسی شد. در آزمایشهای بعدی به ترتیب غلظتهای مختلف k2hpo4 بعنوان منبع فسفر (g l-1 1/0 و 0/07 ،0/04 ،0/01)، غلظتهای مختلفmgso4.7h2o بعنوان منبع منیزیم (g l-1 0/1 و 0/08 ،0/06 ،0/04) و غلظتهای مختلف فریک سیترات آمونیوم بعنوان منبع آهن (g l-1 0/03 و 0/02 ،0/01 ،0) بهینه شد. با توجه به نتایج به دست آمده میکروجلبک کلرلا ولگاریس در فتوبیوراکتور استوانهای حبابدار استفاده شده تحت نور سفید گرم با شدت µmol m-2 s-1 80، غلظتهای اوره، k2hpo4، mgso4.7h2o و فریک آمونیوم سیترات به ترتیب 0/25، 0/04، 0/06 و g l-1 0/01 بیشترین مقدار رشد (g l-1 1/366) را داشته است. دقیق ترین برازش دادههای آزمایشگاهی با مدل سینتیکی لجستیک در شرایط کشت میکروجلبک کلرلا ولگاریس تحت نور سفید گرم با شدت نور µmol m-2 s-1 50 بدست آمد. سرعتهای فتوسنتز بدست آمده از دادههای آزمایشگاهی با مدل ریاضی ارائه شده برای سرعت فتوسنتز بر حسب شدت نور، در توافق خوبی میباشند. 21/15 درصد وزن خشک میکروجلبک کلرلا ولگاریس را اسیدهای چرب تشکیل داده است. طبق نتایج حاصل از آنالیز کروماتوگرافی گازی 43/82 درصد روغن میکروجلبک کلرلا ولگاریس حاوی اولئیک اسید و 12/07 درصد آن حاوی پالمتیک اسید میباشد که نشان میدهد میکروجلبک کلرلا ولگاریس پتانسیل بسیاری برای تولید بیودیزل دارد.

فرایند تولید بیودیزل به عنوان سوخت پاک شامل دو یا سه مرحله واکنش متوالی به همراه جداسازی و تخلیص است. فناوری های مرسوم تخلیص و جداسازی بیودیزل مشکلاتی نظیر مصرف مقادیر زیاد آب و تولید حجم زیادی پساب را به همراه دارند. امروزه کاربرد فناوری غشایی جهت تخلیص بیودیزل اهمیت یافته است. در این تحقیق از فیلتراسیون غشایی جهت تخلیص بیودیزل و تولید محصولی با بازده بالا استفاده شده است. این تحقیق همچنین در جهت مطالعه ی اثر غشاءهای مختلف بر روی تخلیص بیودیزل حاصل از روغن کانولا و متانول در فرایند تبادل استری بازی بررسی شده و به همین منظور4 نوع غشاء مختلف ساخته شده اند. پلی اتر سولفون سولفونه شده(spes)و محلول نفیون برای اصلاح توده ای در محلول قالبی سنتز غشاء مورد استفاده قرار گرفتند.در نوع اول نفیون درون محلول قالبی سنتز غشای پلی سولفون با غلظت های 0، 1، 3، 5 درصد وزنی اضافه شده است. نتایج حاکی از آن است که غشای اصلاح شده دارای 1% محلول نفیونی بازده بهتری نسبت به سایر غلظت ها دارد. در نوع دوم غشای ترکیبی pes/spesبا افزودن پلی اتر سولفون سولفونه شده (spes)با غلظت های متغیر (0، 3، 5، 10) درون محلول قالبی ساخته می شود. نتایج نشان می دهد که بازده با افزودن spes درون غشای ترکیبی افزایش می یابد در حالیکه شار بیودیزل راکتور غشایی تغییر چندانی نمی کند. نوع سوم غشای ترکیبی pes/mwcntsاست که با افزودن نانولوله های کربنی عامل دار شده درون محلول قالبی سنتز غشاء با غلظت های 0، 05/0، 5/0، 1، 2 درصد وزنی ساخته شده است.برای این غشاهای ترکیبی ، شار بیودیزل با افزودن mwcnts افزایش می یابد در حالیکه بازده آن تغییر چندانی نمی کند. در نوع چهارم سطح غشای پلی وینیلیدین فلوراید (pvdf) تجاری با استفاده از محلول نفیونی 5% برای آبگریزی بیشتر اصلاح گردیده است. به همین منظور غشاهای pvdf در محلول نفیونی برای زمان های غوطه وری مختلف (0، 3، 5، 7، 10 دقیقه) غوطه ور می شود. بازده تولید بیودیزل با افزایش زمان غوطه وری تا 10 دقیقه افزایش می یابد درحالیکه شار بیودیزل کاهش می یابد.

هدف این تحقیق تهیه و بررسی نانو ساختارهای پلی تیوفن در حضور دودسیل سولفات سدیم به عنوان سورفکتانت در محیط آبی بوده است. همچنین نانوکامپوزیت¬ پلی تیوفن- کربن ولکان از پراکنده ساختن کربن در محلول جوشان پلی تیوفن/ دی متیل فرمامید به عنوان نگه دارنده کاتالیست پیل سوختی تهیه شد. نانوساختارهای پلی تیوفن و نانوکامپوزیت پلی تیوفن- کربن با روش های مختلفی شامل: طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف سنجی پراش اشعه ایکس و اندازه گیری هدایت الکتریکی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که قطر نانوساختار های پلی تیوفن در محدوده ی 100- 85 نانومتر قرار دارد و رسانایی نانوکامپوزیت پلی تیوفن/ کربن ولکان تقریبا 600 برابر بالاتر از رسانایی نانوساختارهای پلی تیوفن است. الکتروکاتالیست های پلاتین/ پلی تیوفن، پلاتین/ کربن ولکان و پلاتین/ 50% پلی تیوفن- کربن با روش کاهش اتیلن گلیکول تهیه شده و با روش های مختلفی شامل: طیف سنجی پراش اشعه ایکس، ولتامتری چرخه ای و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفتند. طیف پراش اشعه ایکس نشان داد که الکتروکاتالیست های تهیه شده دارای ساختار مکعب با وجوه مرکزدار می باشند و اندازه نانوذرات پلاتین پراکنده شده بر روی پلی تیوفن، کربن ولکان و نانوکامپوزیت 50% پلی تیوفن- کربن، به ترتیب 3/2، 4/5 و 4/6 نانومتر است. مطالعات ولتامتری چرخه ای به منظور تعیین مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی الکتروکاتالیست های تهیه شده استفاده گردید. مقدار سطح فعال الکتروشیمیایی الکتروکاتالیست پلاتین/ 50% پلی تیوفن- کربن ( m2 g-298) بزرگتر از پلاتین/ پلی تیوفن ( m2 g-231) و پلاتین/ کربن ( m2 g-256) است. همچنین در بارگذاری یکسان ( mg cm-201/0)، الکتروکاتالیست پلاتین/ 50% پلی تیوفن- کربن در منطقه جذب-دفع هیدروژن جریان بالاتری ایجاد کرد. این نتیجه به دلیل ویژگی های منحصر به فرد نانوکامپوزیت 50% پلی تیوفن- کربن، پراکندگی بالاتر نانوذرات پلاتین و اندازه کوچکتر آن ها در الکتروکاتالیست پلاتین/50% پلی تیوفن- کربن است.

درگام اول این پروژه، غشاءهای پلی سولفونی الیاف میان تهی اولترافیلتراسیون به عنوان زیرلایه با استفاده از روش ریسندگی تر- خشک ساخته شد. در گام بعدی، غشاء مرکب الیاف میان تهی نانوفیلتر با استفاده از واکنش پلیمریزاسیون در فصل مشترک بین پیپرازین (%3 وزنی حجمی) به عنوان محلول فاز آبی و تری مزوئیل کلراید (%5/0 وزنی حجمی) به عنوان محلول فاز آلی بر روی زیرلایه ساخته و به سه شیوه مختلف اصلاح گردید. در شیوه اول، به ساخت و اصلاح غشای مرکب الیاف میان تهی نانوفیلتر با افزودن پیپرازین در محلول قالبی و به دنبال آن استفاده از روش پلیمریزاسیون در فصل مشترک پرداخته شده است. در این شیوه پس از ساخت غشای زیرلایه پلی سولفونی حاوی پیپرازین با اعمال روش پلیمریزاسیون در فصل مشترک اقدام به ساخت غشای مرکب شده و در نهایت اثر پیپرازین در ساختار غشای مرکب بر روی کارایی غشاء بررسی شد. در شیوه دوم، اقدام به ساخت و اصلاح غشای مرکب نانوفیلتر با استفاده از افزودنی تری اتیلن تترا آمین (5/0، 1، 2، 4 و 10% وزنی حجمی) به عنوان عامل آبدوست در فاز آبی واکنش پلیمریزاسیون در فصل مشترک شده و به بررسی اثر غلظت افزودنی بر کارایی غشاء پرداخته شده است. در شیوه سوم، از نانوذرات سیلیکا (005/0، 05/0، 1/0 و 5/0% وزنی حجمی) به عنوان افزودنی در فاز آبی واکنش پلیمریزاسیون در فصل مشترک در ساخت و اصلاح غشاء های نانومرکب استفاده شده است و اثر غلظت نانوذرات بر کارایی غشاء نانومرکب مورد ارزیابی قرار گرفت. غشاءهای ساخته شده با اسپکترومتر مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونیی روبشی، اتمی و اندازه گیری آب دوستی سطح مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، در شیوه جدید ساخت و اصلاح غشاءهای الیاف میان تهی مرکب که با حضور پیپرازین در زیرلایه به همراه اعمال روش پلیمریزاسیون در فصل مشترک صورت گرفت، میزان شار (l/m2hr 25/23) و پس زنی (%42/27) خوراک نمک (nacl) بهبود یافت. همچنین، نتایج حاصل از اصلاح غشاءهای مرکب الیاف میان تهی به کمک غلظت های مختلفی از عامل آب دوست تری اتیلن تترا آمین نشان داد که با افزایش غلظت تری اتیلن تترا آمین، میزان شار بهبود یافت. همچنین، نتایج حاصل از افزودن نانوذره سیلیکا نیز نشان می دهد که با افزایش غلظت نانوذره میزان پس زنی افزایش یافت. در نهایت با استفاده هم زمان از هر دو افزودنی (تری اتیلن تترا آمین 4% و نانوذرات سیلیکا 1/0%) میزان شار (l/m2hr 66/30) و پس زنی (%05/26) بهبود یافت.

در این مطالعه بیوسنسور جدیدی برای تشخیص هیدروژن پراکسید طراحی گردید که بر مبنای جذب آنزیم hrp بر الکترود طلای اصلاح شده با آنیلین- نانولوله کربنی- نانوذرات نقره استوار بود. به منظور اصلاح سطح الکترود، ابتدا نانولوله های کربنی چند دیواره به کمک اسیدسولفوریک و اسیدنیتریک دارای عامل کربوکسیل گردید. در ادامه مونومرهای آنیلین ضمن پلیمری شدن همراه با نانولوله های کربنی عامل دار شده در حضور اسید بر روی سطح الکترود طلا به روش الکتروشیمیایی با سرعت روبش معین و تعداد سیکل مشخص به روش ولتامتری چرخه ای قرار گرفت. سپس نانوذرات نقره با اعمال پتانسیل ثابت و زمان مشخص بر سطح الکترود ترسیب الکتروشیمیایی گردید. به منظور تهیه بیوسنسوری بر پایه آنزیم، آنزیم با استفاده از روش خودتجمعی بر سطح الکترود تثبیت شد. تاثیر زمان غوطه وری الکترود در محلول آنزیم، تعدادسیکل های اعمالی، سرعت روبش، غلظت آنیلین و نانولوله های کربنی بررسی شد. ویژگی های سطحی الکترود با تصاویر afm و sem مورد مطالعه قرار گرفت. در شرایط بهینه حد تشخیص بیوسنسور در حدود 0.39 میکرومولار بدست آمد. بیوسنسور حاصل شده قابلیت تشخیص بسیار خوب در برابر هیدروژن پراکسید و پاسخ خطی در بازه گسترده و نیز گزینش پذیری بالایی داشت.

یکی از روش های انتقال دارو، استفاده از سیستم های ذره ای جهت انتقال هدفمند دارو با نرخ درمانی مطلوب و دوز مصرفی مناسب می باشد. استفاده از سیستم های ذره ای سبب شده تا دانشمندان نگاه ویژه ای به سمت نانوامولسیون ها وکاربرد آن ها در ساخت نانوداروها و رسانش دارویی داشته باشند. هدف از انجام این تحقیق، ساخت نانوامولسیون پروتئین و بررسی پایداری آن در راستای انتقال دارو بوده است. در مطالعه حاضر، نانو امولسیون حاوی نانوذرات پروتئین با استفاده از روش تبخیر حلال امولسیون دوگانه و دستگاه اولتراسونیک، ساخته شده است. دراین میان، سرم آلبومین گاوی(bsa) به دلیل خواصّ درمانی مطلوب و مورد استفاده در سیستم دارورسانی در تحقیق حاضر مورد استفاده قرارگرفته است. نانوذرات ساخته شده با استفاده از سانتریفوژ در دور بالای g35000 تخلیص شده اند. اندازه ذرات توسط دستگاه dls تعیین گردید. همچنین جهت تعیین مورفولوژی نانو ذرات، از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) استفاده شده است. اثرات عوامل مختلفی چون: غلظت پروتئین، غلظت پلی اتیلن گلیکول، غلظت پلی ونیل الکل به عنوان سورفکتانت و زمان اولتراسونیک دوم 2tبر اندازه نانوذرات مورد بررسی قرارگرفته است. با استفاده از این دانسته ها، جهت بهینه سازی سایز ذرات، از روش آماری تاگوچی با تعریف 4 عامل در 4 سطح استفاده شد. با استفاده از این نرم افزار و انجام 16 آزمایش پیشنهادی آن، قطر بهینه ذرات 49/48 نانومتر تحت شرایط بهینه bsa؛%(w/v) 5 و peg؛%(w/v) 5/0و pva؛ %(w/v) 5/0و زمان 2t؛ 5/0 دقیقه بدست آمد. با انجام آزمایش، تحت شرایط پیشنهادی تاگوچی، اندازه ذره 52/58 نانومتر بدست آمد.

در این پروژه ساخت غشای لایه نازک مرکب اسمز معکوس از طریق فرایند پلیمریزاسیون در فصل مشترک بین یک آمین و یک پلی آسیل کلراید مورد بررسی قرار گرفت. این غشا شامل سه لایه است که هرکدام توسط مکانیزم جداگانه ای تولید می شوند. یک لایه ی بسیار نازک پلی آمیدی که نقش اصلی را در عملکرد جداسازی غشا ایفا می کند، یک لایه ی متخلخل پلی سولفونی با ساختار اسفنجی که برای کار در فشار بالا الزامی است و یک لایه ی پلی استری. در این پروژه در مرحله ی اول برخی از پارامترهای موثر بر واکنش پلیمریزاسیون در فصل مشترک نظیر غلظت آمین، دمای واکنش و زمان غوطه وری در آمین مورد بررسی قرار گرفت. هرکدام از پارامترهای مذکور به طور جداگانه بر روی فلاکس و پس زنی تاثیر می گذارند. هرچه غلظت آمین کمتر، دما و زمان غوطه وری درمحلول آمینی بیشتر باشد، لایه ی پلی آمیدی چگال تری تشکیل می شود. بنابراین میزان پس زنی افزایش یافته و فلاکس عبوری از غشا مقداری منطقی خواهد داشت. با انجام آزمایشات مختلف مقادیر غلظت 5/0% وزنی، دمای 45 درجه ی سانتی گراد و زمان 3دقیقه به عنوان مقادیر بهینه برای پارامترهای مذکور انتخاب شدند. در مرحله ی بعد غشای اسمز معکوس توسط نانوذرات سیلیکا با اندازه ی ذره ی 15-20 نانومتر مورد اصلاح قرار گرفت. غلظت های 005/0 تا 5/0 درصد وزنی از نانوذره به محلول آمینی اضافه شد. نتیجه ی آنالیزftir و زاویه ی تماس حاکی از آن بود که نانوذرات با موفقیت روی سطح غشا قرار گرفته اند و میزان آبدوستی و مقاومت غشاها به گرفتگی به طور چشم گیری افزایش یافته است. تصاویر sem و afm نیز بیانگر حضور نانوذرات روی سطح غشا وافزایش میزان زبری سطح بود. در مرحله ی آخر غشاهای حاصل در دستگاه آنالیز جریان متقاطع قرار گرفتند تا عملکردشان با خوراک های متفاوت و در آزمایشات کوتاه و طولانی مدت مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج حاکی از آن بود که با اصلاح صورت گرفته، میزان فلاکس و پس زنی غشای اسمز معکوس به ترتیب از l/m2.h 92/29 و 48/90 % به مقادیر l/m2.h 65/43و314/90% تغییر یافته است.

جذب سطحی بستر توسعه یافته یک فناوری جامع، برای جداسازی مستقیم محصول بیولوژیکی مورد نظر از خوراک بیولوژیکی غیرشفاف می باشد. مزیت این روش نسبت به سایر روش های جداسازی این است که مراحل سانتریفیوژ، تغلیظ، فیلتراسیون و جداسازی اولیه پروتئین ها در یک مرحله انجام می شود. ساخت جاذب با ویژگی های مناسب، برای تشکیل یک بستر توسعه یافته پایدار ضروری است. در این تحقیق ساختار شیمیایی (با پوشش 4 درصد پلیمر آگار بر روی پودر نیکل) با حفرات نانویی به منظور جذب ذرات بیولوژیکی/ نانو ذرات بیولوژیکی بر مبنای روش امولسیون آب در روغن، آماده شده اند. به منظور بررسی مورفولوژی ذرات آماده شده، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داده است که ذرات جاذب آماده شده دارای ظاهر کاملاً کروی می باشند و دانسیته مرطوب آن تقریباً g/ml 78/2-64/1، محتوای رطوبت % 74/62-34، میانگین اندازه ذات mµ 41/383-77/344، درصد تخلخل % 98-90، اندازه حفرات nm 140-30 است. در ادامه این تحقیق، اثر دانسیته ذرات جاذب آگار-نیکل بر عملکرد بستر توسعه یافته از لحاظ ویژگی های هیدرودینامیکی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش دانسیته جاذب، ضریب پراکندگی محوری افزایش یافته است. و همچنین در یک سرعت ثابت با افزایش دانسیته جاذب، ضریب بسط بستر کاهش یافته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ذرات جاذب آگار-نیکل ویژگی های بسط و پایداری خوبی از خود نشان داده اند و از لحاظ عملکرد برای فرایند های بستر توسعه یافته مناسب هستند. سپس، از طریق پیوند کوالانسی لیگند میل ترکیبی کاذبreactive blue 4 (rb4)، بر روی هر دو ساختار آگار-نیکل و جاذب تجاری streamline به نظور تهیه جاذب های میل ترکیبی کاذب تثبیت گردید. آلبومین سرم گاوی (bsa) به عنوان پروتئین هدف به منظور بررسی خصوصیات جذب جاذب آگار-نیکل عامل دار شده، در سیستم های جذب ناپیوسته و بستر جذب سطحی توسعه یافته، انتخاب شد. اثر پارامترهایی چون ph و قدرت یونی محلول پروتئینی بر عملکرد جذب بررسی شد. طبق نتایج بدست آمده ایزوترم جذب تعادلی از مدل لانگمیر پیروی می کند. بیشینه ظرفیت جذب تعادلی (01/64 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) در مقایسه با جاذب تجاری (54 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) مقدار بالاتری را نشان داد. از مدل سینتیک شبه درجه یک و شبه درجه دو برای توصیف داده های سینتیکی استفاده شد. بررسی ها نشان داد، مدل سینتیک شبه درجه اول مدل مناسب تری برای توصیف داده های تجربی می باشد. دینامیک جذب و عوامل تاثیر گذار بر بازدهی فرایند جذب پیوسته، در یک ستون به قطر داخلی 1 سانتی متر بررسی شد. منحنی های رخنه در شدت جریان های بالاتر و غلظت اولیه بیشتر دارای شیب بیشتری می باشد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان و کاهش غلظت اولیه محلول ورودی کاهش یافت. جاذب های آگار-نیکل در مقایسه با جاذب های تجاری پتانسیل عملکرد بهتری در سیستم جذب ناپیوسته و سیستم جذب سطحی بستر توسعه یافته داشته اند. در ادامه این تحقیق، جذب نانو ذرات پروتئینی bsa، توسط جاذب آگار- نیکل تحت شرایط عملیاتی مشابه مورد ارزیابی قرار گرفت.

پیشرفت تکنولوژی و پیدایش مصالح وفناوری های جدید در علم مواد در سالهای اخیر منجر به تولید مصالح در ابعاد نانومتردر همه زمینه ها گشته است. در خصوص بتن که از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساختمان می باشد، کاربرد نانوتکنولوژی از اهمیت خاصی برخوردار است. از آنجایی که سیلیس و فراورده های آن از تاثیرگذارترین مصالح در بهبود خواص بتن می باشند، در این تحقیق نانوسیلیس به عنوان افزودنی با درصدهای مختلف در نظر گرفته شده است. تا کنون تحقیقات در زمینه تاثیر نانو سیلیس بر خصوصیات مکانیکی بتن از جمله مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، نفوذپذیری ودوام انجام پذیرفته است، لذا در این تحقیق، با مطالعه آزمایشگاهی، اثر نانوسیلیس بر روی تغییرات خصوصیات دینامیکی بتن با نگرش بر میرایی بعنوان شاخصی از جذب انرژی بررسی شده است. بدین منظور11 طرح اختلاط با درصد نانوسیلیس بین1 تا 8 درصد در نظر گرفته شده و سپس در زمانهای 7 و 28 روز، تحت آزمایش های مقاومت فشاری، امواج سرعت آلتراسونیک، تعیین نسبت میرایی و فرکانس طبیعی قرار گرفته اند. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که افزودن نانوسیلیس به بتن باعث افزایش مقاومت فشاری و سرعت امواج آلتراسوانیک می شود.همچنین افزایش درصد نانوسیلیس در بتن موجب کاهش نسبت میرایی و افزایش میزان فرکانس طبیعی می گردد.

در این کار نانوکامپوزیت هسته-پوسته پلیرودانین/مگنتیت با اندازه متوسط 15 نانومتر سنتز و در فرآیند حذف یونهای جیوه از محلول آبی به کار برده شده است. نانوذرات مگنتیت با روش رسوبی در دمای 70 درجه سانتیگراد و با استفاده از یونهای آهن (ii) و (iii) و محلول آمونیاک سنتز شدهاند. آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) نشان داد که مورفولوژی نانوذرات هسته-پوسته تقریباً کروی و همگن میباشد. آنالیز میکروسکوپ انتقال الکترونی ((tem نشان داد که ذرات کروی مگنتیت با یک لایه نازک از پلیرودانین پوشیده شده و قطر متوسط هسته و پوسته به ترتیب 15 و 8 نانومتر میباشد. آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd) خلوص بالای محصولات تولیدی را تأیید نمود. آنالیز جذب اشعه مادون قرمز (ftir) تشکیل نانوکامپوزیت پلیرودانین/مگنتیت را تصدیق نموده و بر اساس آنالیز مغناطیس سنج با نمونه ارتعاشی (vsm) نانوذرات مگنتیت در دمای محیط از خود خاصیت فرومغناطیسی نشان دادند. همچنین آنالیز توزین حرارتی نشان داد که این نانوکامپوزیت هسته -پوسته پایداری حرارتی بالاتری نسبت به پلیرودانین دارا میباشد. نانوکامپوزیت پلیرودانین/مگنتیت در فرآیند جذب سطحی یونهای جیوه از محلول آبی در محدوده گستردهای از غلظت 50 تا 300 میلیگرم بر لیتر به کار برده شده است که بیشترین مقدار ظرفیت جذب در ph برابر 5/6، دمای 25 درجه سانتیگراد و با مقدار 10 گرم بر لیتر از نانوجاذب به دست آمده است. فاکتورهای موثر بر حذف جیوه از جمله ph، غلظت اولیه جیوه، زمان تماس و مقدار نانوجاذب در فرآیند ناپیوسته جذب سطحی بررسی شدهاند. دادههای جذب سطحی یونهای جیوه بر روی نانوجاذبهای سنتز شده با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به بهترین شکل منطبق شدهاند. ایزوترمهای فروندلیچ، لانگموئیر، تمکین جهت مدلسازی جذب سطحی جیوه در محیط آبی به کار برده شد که بوسیله ایزوترم فروندلیچ در کل محدوده غلظتی به خوبی مدلسازی گردید.

در این پروژه در بخش اول فیلم نانو کامپوزیت نانو ذرات پلاتین-کبالت رسوب کرده بر پایه نانو صفحات گرافن بر روی لایه نفوذ گازی توسط روش الکتروشیمیایی شامل چندین مرحله متوالی فرآیند الکتروشیمیایی ساخته شد. نانو ذرات پلاتین-کبالت با اندازه ذرات 11 نانومتر به روش همرسوبی جریان ثابت در حمام الکتروشیمیایی بر روی سطح نانو صفحات گرافن احیا شده به روش الکتروشیمیایی نشانده شدند. ویژگیهای توپوگرافی ، ساختاری ، مورفولوژی و ترکیب نمونه های فیلم تهیه شده بوسیله میکروسکوپ نیروی اتمی،اسپکتروسکوپی رامان،آنالیز طیف مادون قرمز، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی با نشر میدانی و اسپکتروسکوپی پخش انرژی مشخص شدند. همزمان فعالیت کاتالیستی الکترودهای تهیه شده برای واکنش احیای اکسیژن توسط ولتامتری سیکلی ، ولتامتری با روبش خطی ،کرونوامپرومتری و اندازه گیریهای اسپکتروسکوپی امپدانس مورد ارزیابی قرار گرفت.اندازه گیریهای رامان ساختار گرافیتی صفحات گرافن تولید شده را تایید نمود. همچنین نانو ذرات فیلم بصورت کروی بوده و بخوبی در سطح نگه دارنده پخش شده بودند.خواص کاتالیتیکی الکترود pt-co/gnp/gdl با الکترود آماده شده با نمونه تجاریpt/c/gdl با استفاده از اندازه گیریهای پلاریزاسیون نیم سل بر اساس فعالیت جرمی و فعالیت ویژه مقایسه شد. الکترود پلاتین-کبالت نشانده شده بر روی صفحات گرافن فعالیت کاتالیتیکی بالایی برای واکنش احیای اکسیژن که به تغییرات ساختاری ایجاد شده توسط آلیاژ نمودن و مساحت سطح ویژه بالای نانوصفحات گرافن نسبت داده می شود از خود نشان داد. در بخش دوم الکتروکاتالیستpt/pani/wc/c برای افزایش فعالیت الکترواکسیداسیون متانول و واکنش احیای اکسیژن و بهبود پایداری الکتروکاتالیستpt/c تجاری توسعه پیدا کرد.برای این منظور کاربید تنگستن/کربن با پلی آنیلین در واکنش پلیمریزاسیون در جا با آنیلین پروتونه شد.نتایج طیف مادون قرمز حضور پلی آنیلین را در کامپوزیت نشان داد.همچنین هدایت تنگستن کاربید پوشش داده شده با پلی آنیلین با هدایت مخلوط های کاربید تنگستن و ولکان بطور جداگانه مقایسه شد. نتایج تفرق اشعه ایکس اندازه ذرات پلاتین پخش شده بر روی نگه دارنده را10 نانومتر نشان داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبش نشان داد که تنگستن کاربید در اندازه نانو بطور موفقیت آمیزی توسط پلی آنیلین پوشش داده شده اند. بر اساس خواص الکتروشیمیایی تعیین شده توسط ولتامتری سیکلی ، دفع مونواکسید کربن و اندازه گیریهای الکترود دیسک چرخان مشخص شد که الکتروکاتالیست pt/pani/wc/c فعالیت قابل مقایسه ای برای واکنش اکسیداسیون متانول و احیای اکسیژن نسبت به نمونه تجاری نشان می دهد. کاهش قابل ملاحظه ای در پیک پتانسیل الکترو اکسیداسیون مونواکسید کربن از 75/0 ولت برای نمونه تجاری به 52/0 ولت برای الکتروکاتالیستpt/pani/wc/c بیانگر افزایش فعالیت برای الکترواکسیداسیون مونواکسیدکربن با جایگزینی ولکان با تنگستن کاربید/کربن پوشش داده شده با پلی آنیلین هست.نتایج کرونوآمپرومتری همچنین نشان داد که در حضور متانول الکتروکاتالیستpt/pani/wc/cهنوز دانسیته جریان بالایی نسبت بهpt /wc/cوpt/c را نشان می دهد. در بخش سوم این مطالعه روش نوین دو مرحله ای برای تهیه کاتالیستcu/pt-pd با ساختار هسته-پوسته بر روی الکترود کاغذ کربنی برای پیل سوختی با غشاء پلیمری توسعه یافت. نانو ذرات مس با توزیع قطر160-84 نانومتر توسط رسوب الکتروشیمیایی با مدولاسیون پتانسیل بدست آمدند. در رسوب الکتروشیمیایی مس مرحله انتقال بار سریع بوده و سرعت رشد بوسیله سرعت انتقال جرم یونهای مس به مراکز رشد کنترل شد. بعد از رسوب الکتروشیمیایی جایگزینی فلز مس با پلاتین-پالادیوم بطور خود بخود با فرآیند ردوکس برگشت ناپدیر اتفاق افتاد. ماهیت و ترکیب الکترودptpd/cu بر روی کاغذ کربنی به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی با نشر میدانی واسپکتروسکوپی پخش انرژی ایکس-ری تعیین شد. الکترود ptpd/cu تهیه شده ساختار هسته-پوسته با توزیع یکنواخت بر روی سطح با میانگین اندازه ذرات با قطر 41 نانومتر را نشان داد. فعالیت الکتروشیمیایی الکترود تهیه شده و الکترود نمونه تجاری در طی واکنش احیای اکسیژن توسط ولتامتری با روبش خطی مطالعه شدند. مقادیر پایین شیب تافل و انرژی فعال سازی بدست آمده بیان کردند که الکترودcu/ptpd با ساختار هسته-پوسته دارای فعالیت الکتروشیمیایی بالایی نسبت به کاتالیستpt/c می باشد. همچنین نتایج مساحت سطح فعال در طی تستهای تخریبی نشان می دهد کهcu/ptpd با ساختار هسته-پوسته دارای پایداری بالایی نسبت به نمونه تجاری می باشد. در بخش چهارم این مطالعه پلیمر هادی پلی آنیلین به منظور ترفیع ترکیب زیر لایه ماکروپرس در لایه نفوذ گازی با ولکان دوپه شد و عملکرد مجموعه الکترود و غشاء(mea) در سیستم تک سل پیل سوختی بررسی شد. نتایج نشانگر بهبود عملکرد mea با لایه ماکروپرس اصلاح شده در مقایسه با لایه اصلاح نشده می باشد.

در میان روش های مختلف برای دفع زباله، دفن کردن زباله به دلیل مزیت های اقتصادی بیشتر مورد توجه است. با این وجود محل دفن زباله که منجر به تولید شیرابه زباله شده، به عنوان منبع بالقوه آلودگی زمین و آب های سطحی شناخته شده است. روش های تصفیه بی هوازی به علت هزینه عملیاتی کمتر و تولید محصول بیوگاز قابل استفاده، برای تصفیه شیرابه زباله مناسب تر است. در این تحقیق از راکتور بافل دار بی هوازی(abr) به منظور تصفیه شیرابه محل دفن زباله استفاده شده است. بدین منظور آزمایشها در بار آلی مختلف ناشی از تغییر زمان ماند هیدرولیکی(hrt) و تغییر غلظت شیرابه محل دفن زباله انجام گرفتند. راکتور بافلدار بی هوازی از جنس پلکسی گلاس به حجم 6 لیتری بود. راکتور دارای هفت محفظه هم شکل و هم اندازه و هم حجم بود. پارامترهای اندازه گیری شده شامل میزان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(cod)، قلیائیت، نیترات، هدایت الکتریکی، کل نیتروژن کلدال، کل مواد جامد محلول(tds)، مواد جامد معلق(ss) و ph بود. نتایج حاکی است که میزان حذف cod در غلظتmg/l 2700 در زمان های ماند 12، 24، 48 و 96 ساعت بیش از 50 درصد می باشد. بالاترین نرخ حذفcod مربوط به زمان ماند هیدرولیکی 48 ساعت بود که برابر با 86 درصد می باشد. همچنین بالاترین نرخ حذف کل نیتروژن کلدال 6/90 درصد، در زمان ماند هیدرولیکی 48 ساعت بود. همچنین بالاترین نرخ حذف نیترات 6/96 درصد، در زمان ماند هیدرولیکی 96 ساعت بود.

برای اولین بار در این تحقیق، پلیمرهای قالب مولکولی نانوحفره با بکارگیری تیمول به عنوان مولکول الگو تهیه شدند. پلیمر قالب مولکولی با عملکرد بالا برای شناسایی تیمول از طریق تکنیک جدید قالب زنی مولکولی سطحی تهیه شد. در ابتدا، نانوذرات سیلیکا به عنوان ماده نگهدارنده با استفاده از ?- متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (kh570) اصلاح شدند. سپس، پلیمرهای قالب مولکولی سطحی (smips) بهینه از طریق پلیمریزاسیون با متااکریلیک اسید به عنوان مونومر عاملی و تری متیلول پروپان تری متاکریلات (trim) به عنوان اتصال دهنده عرضی تهیه شدند. پلیمر حاصل توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترون روبشی (sem)، آنالیز برونر ـ امت ـ تلر (bet) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) مورد مطالعه قرارگرفت. smip با میانگین ضخامت پوسته هسته nm17، میانگین قطره حفره nm 9/3 و مساحت سطح ویژه بالا m2/g 3/282 بدست آمد. ویژگی‏های جذب توسط آزمایشات جذب ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که smip ظرفیت جذب بالاتری برای تیمول نسبت به پلیمر قالب زنی نشده دارد. گزینش پذیری smip تهیه شده، با بکارگیری تیمول و مشابه ساختاری آن (اوژنول) تشریح شد. ضریب گزینش پذیری smip برای تیمول نسبت به جز رقیب (اوژنول) 93/2 بدست آمد که نشان می‏دهد smip گزینش پذیری و میزان دسترس پذیری خوبی به تیمول دارد. بررسی جذب سنیتیکی نشان داد که ظرفیت جذب smip به طور پیوسته با زمان افزایش یافته و در 90 دقیقه به جذب اشباع رسید.

با توجه به رشد روزافزون صنعت و تکنولوژی در سالهای اخیر توسعه روشهایی متناسب و همگام با این رشد در زمینه های مختلف ضروری می باشد. آنالیز و سنجش مواد در بخش های مختلف صنایع شیمیایی، دارویی و پزشکی یکی از شاخصه هایی است که بسیار حایز اهمیت می باشد، که هر اندازه روشهای آنالیز سریع تر و دقیق تر باشد ارزشمندتر می باشد. در مورد گلوکز بعنوان ترکیبی مهم در صنایع غذایی و همچنین نیاز به تنظیم مداوم قند خون در بیماران دیابتی، اهمیت تشخیص و سنجش این ماده آشکار می گردد. بیوسنسورها ابزاری توانمند جهت شناسایی مواد آلی و مولکولهای زیستی می باشند. در حقیقت بیوسنسورها ابزارهای آنالیتیکی هستند که می توانند با بهره گیری از هوشمندی مواد بیولوژیکی، ترکیب یا ترکیباتی را شناسایی نموده و با آنها واکنش دهند. معمولا موادی را که بیوسنسور آنالیز می کند سوبسترا یا آنالیت می نامند. محصول واکنش حسگر با آنالیت می تواند یک پیغام شیمیایی، نوری، حرارتی و یا الکتریکی باشد. در یک بیوسنسور، عنصر حسگر باید به نوعی به مبدلی متصل شود تا پاسخ اختصاصی حاصل شده به سیگنال قابل اندازه گیری تبدیل شود. در حقیقت یک بیوسنسور را می توان به عنوان ابزاری که از تلفیق یک عنصر بیولوژیکی متصل به یک مبدل حاصل می شود، تعریف نمود. نانوبیوسنسورها با تلفیق دو علم بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی روش هایی بسیار سریع و دقیق را برای سنجش و اندازه گیری مواد و آنالیت های مختلف فراهم می نمایند که این مطلب اهمیت بسیار بالای این گونه سنسورها را نشان می دهد. در تحقیق حاضر هدف به بررسی و طراحی نانوبیوسنسور آنزیمی برای تشخیص و آنالیز گلوکز پرداخته شد. آنزیم گلوکز اکسیداز با توجه به گزینش پذیری بالا نسبت به گلوکز بعنوان عنصر بیولوژیکی انتخاب شد. با توجه به مطالعات انجام شده مبدل الکتروشیمیایی و روش های ولتامتری چرخه ای و آمپرومتری برای بررسی عملکرد بیوسنسور بکار برده شد. در این راستا شرایط مختلف تثبیت آنزیم (جذب سطحی، اتصال عرضی، بدام اندازی و محبوس سازی) با استفاده از مواد تثبیت کننده کیتوسان، نفیون و گلوتار آلدهید بررسی گردید. پارامترهای عملیاتی متعددی مانند نوع الکترود کاری، غلظت آنزیم، دما، ph، اثر مواد مزاحم و همچنین پایداری حرارتی و زمانی سنسورهای ساخته شده بررسی و شرایط بهینه برای ساخت سنسور آنزیمی گلوکز تعیین شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش ها کیتوسان بعنوان یک ماده مناسب و حفظ کننده فعالیت آنزیم در دراز مدت و همچنین نفیون بعنوان روکش برای جلوگیری موثر از نشت آنزیم بکار برده شدند. همچنین برای افزایش رسانایی در ساپورت و در نتیجه افزایش میزان پاسخ جریان از الکترولایه نشانی نانوذرات نقره بر روی ساپورت استفاده شد. در شرایط بهینه 10 میکرولیتر از محلول شامل 5 میلی گرم بر میلی لیتر گلوکز اکسیداز و 4/0 درصد وزنی کیتوسان بر سطح الکترود تزریق شده و پس از خشک شدن نانوذرات نقره بر روی آن نشانده شد و سپس 5 میکرو لیتر محلول نفیون 5/0 درصد وزنی بعنوان روکش استفاده شد. در تحقیق حاضر میزان حساسیت نانو بیوسنسور µa mm?1 cm?2 6/58، حد تشخیص 4/4 میکرو مولار گلوکز، زمان پاسخ 5 ثانیه و گستره خطی پاسخ 05/0 الی 5/11 میلی مولار گلوکز به دست آمد. ثابت میکائیلیس منتن ظاهری mm 14/9=km,app حاصل شد و همچنین نانوبیوسنسور 96 درصد از پاسخ اولیه خویش را بعد از مدت زمانی 30 روز حفظ نمود. نتایج حاصل نشان داد که نانوبیوسنسور طراحی شده با حساسیت و سرعت تشخیص بالا پایداری زمانی و اسحکام بسیار مناسبی داشته و همچنین در برابر حضور مواد مزاحم نیز توانایی حفظ پاسخ بالایی دارد.

در این مطالعه یکی از انواع خاص چهارچوب های آلی فلزی به نام cu-btc سنتز شد و قابلیت آن به منظور ذخیره سازی هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفت. جاذب نام برده در فشار اتمسفریک و با استفاده از امواج فراصوت و شرایط رفلاکس سنتز شد. در فرایند سنتز به منظور بررسی اثر مقدار حلال، دمای واکنش و استفاده از یک الگو بر روی ساختار و ظرفیت جذب هیدروژن ، سه مقدار متفاوت از حلال، سه دما و همینطور نانو ذره ی sio2 به کار گرفته شد. ساختار چهارچوب آلی فلزی سنتز شده به وسیله ی پراش اشعه ایکس (xrd) ، جذب و واجذب نیتروژن در دمای k 77، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، پراکندگی انرژی اشعه ایکس (edx)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) و آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات جذب هیدروژن در دمای محیط با استفاده از روش حجم سنجی ودر دستگاهی با دو سل انجام شد. شرایط عملیاتی بهینه از بین نمونه های سنتز شده انتخاب گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که با افزایش مقدار حلال در طی فرایند سنتز، میزان جذب هیدروژن تا مقدار مشخصی افزایش می یابد. همچنین نمونه ای که در دمای °c80 سنتز شد در حدود %wt 1/0 افزایش جذب را نسبت به نمونه ای که در دمای °c 140 سنتز شد، از خود نشان داد. این افزایش ناشی از افزایش میزان کریستالینیتی و حجم میکرو حفرات می باشد. همچنین با استفاده از نانو ذرات در فرایند سنتزمشخص شد که این مواد می توانند به عنوان الگو در فرایند سنتز باعث کاهش و منظم تر شدن اندازه ی ذرات به دست آمده شوند. گرمای جذب از طریق جایگذاری معادله فرندلیچ با پارامترهای وابسته به دما در معادله ی کلازیوس – کلاپیرون محاسبه شد. نتایج نشان داد که گرمای جذب هیدروژن به صورت یکنواخت با سطح بارگذاری شده کاهش می یابد. همچنین مدل سینتیکی درجه ی nام به صورت موفقیت آمیزی برای توصیف داده های تجربی سینتیکی با در نظر گرفتن درجه ی واکنش جذب به عنوان یک پارامتر تنظیم پذیر به کار گرفته شد. مقدار 59/1 که برای درجه مدل سینتیکی به دست آمده است نشان دهنده این موضوع است که مکانیزم جذب سطحی ترکیبی از جذب فیزیکی و شیمیایی بوده است.

در این تحقیق، رویکردی بدیع مبتنی بر رفتار خوراک جویانه ی زنبور عسل برای مسئله زمانبندی با در نظر گرفتن هزینه توان دومی برای دیرکرد و زودکرد کارها ارائه شده است. مدلهای زمانبندی زودکرد و دیرکرد با فلسفه تولید بهنگامِ محصولات و همچنین سیستم های بلادرنگ سازگار است. در سامانه های تولید بهنگام یا سیستم های بلادرنگ هر درخواست از قبل اجرا دارای مهلت مرگ است که تا آن زمان باید درخواست بطور کامل اجرا شود. یک سیستم تولید بهنگام / زمان واقعی (بلادرنگ) نه تنها باید وظیفه اش را بدرستی انجام دهد بلکه باید وظیفه را در/تا زمان مناسب انجام دهد. در فلسفه تولید بهنگام و در سیستم های بلادرنگ ، زمان و زمانبندی بسیار حائز اهمیت است. اگر بخواهیم زمانبندی بهینه را با روشی دقیق و برمبنای بررسیِ کلیه جایگشتهای ممکن در فضای حالت بدست آوریم، امر زمانبندی بسیار به درازا می کشد و چنین الگوریتمی کارا نمی باشد (پیچیدگی زمانی آن محدود به چندجمله ای نیست)، اما مطالعه و محاسبات ما که بر پایه تحلیلِ تجربی و تئوریک صورت گرفته نشان می دهد، رویکرد پیشنهادی ما با درخت جستجوی کوچکی که دارد نه تنها کاراست بلکه پاسخ نزدیک به بهینه و همگرا برای مسئله تولید می کند.

اسمز مستقیم از فناوری های نوین غشایی می باشد که در حوزه های مختلف کاربردهای تمک زدایی، صنایع غدایی، تصفیه فاضلاب . .... مورد اسافاده قرار می گیرد. این فرآیند بر خلاف فرایند های غشایی دیگر به فشار عملیاتی نیاز ندارد.

تری گلیسرید استری متشکل از گلیسرول و سه اسید چرب است که نقش مهمی را در متابولیسم سلولی به عنوان منبع انرژی بازی می کند و به علت اهمیت کلینیکی آن اندازه گیری سطح آن در خون بسیار حیاتی می باشد. میزان متعارف تری گلیسرید خون بین 40 تا 190 میلی گرم در دسی لیتر می باشد. مقادیر بیش از این محدوده، می تواند باعث رسوب چربی ها روی دیواره داخلی رگ و بیماری های قلبی و عروقی مختلف گردد. اغلب بیوسنسورهای آنزیمی تعیین میزان تری گلیسرید از یک سیستم سه آنزیمی متشکل از لیپاز، گلیسرول کیناز و گلیسرول 3 فسفات اکسیداز بهره می برند. با توجه به قیمت بالای هریک از این آنزیم ها ، هدف این پروژه ساخت یک نانوبیوسنسور آنزیمی با یک سیستم تک آنزیمی بوده است تا در کنار سرعت و دقت پاسخ مناسب یک بیوسنسور مقرون به صرفه ارائه شود. ضمن اینکه برای تثبیت آنزیم از مواد ارزان قیمتی همچون کربن فعال و کیتوسان استفاده شد.

در این مطالعه، غربال مولکولی کربنی از سبوس برنج به عنوان یک پیش ماده ارزان قیمت به روش رسوب دهی بخار شیمیایی با متان به منظور جذب و جداسازی گازهای دی اکسیدکربن و متان ساخته شد. فرایند ساخت کربن غربال مولکولی شامل سه مرحله فعال سازی شیمیایی، کربونیزاسیون و رسوب دهی بخار شیمیایی متان می باشد. سپس میزان جذب گاز های متان و دی اکسیدکربن بر روی کربن فعال و کربن غربال مولکولی به روش حجمی در یک سیستم دو مخزنه و تحت فشار صورت گرفت. ایزوترم های جذب همدمای لانگمایر، فرندلیچ و سیپس در مورد این گازها مورد بررسی قرار گرفته است. گرمای ایزواستریک از معادله کلازیوس-کلاپیرون در مقادیر ثابت جذب، ارزیابی شد. مطالعه حاضر نشان می دهد که فرایند به کار گرفته شده در این کار، خواص غربال مولکولی کربن فعال را بهبود بخشیده است.

فرآیند اسمز مستقیم به دلیل کاهش مصرف انرژی در نمک زدایی مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. اما قطبش غلظتی داخلی، به عنوان یکی از محدودیت هایی که می تواند فلاکس آب عبوری از غشا اسمز مستقیم را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد، در نظر گرفته می شود. در این پروژه غشا لایه نازک کامپوزیتی به منظور استفاده در فرآیند اسمز مستقیم به روش پلیمریزاسیون سطحی بر روی زیرلایه پلی سولفونی سنتز شد. شرایط مختلف ساخت غشا، شامل غلظت پلیمرها و نانو ذرات سیلیکا مورد بررسی قرار گرفتند. غشاهای ساخته شده با اسپکتومتر مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، اتمی و اندازه گیری آب دوستی سطح مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد فرآیند اسمز مستقیم با استفاده از محلول ده میلی مولار نمک سدیم کلراید به عنوان خوراک و محلول دو مولار نمک سدیم کلراید به عنوان محلول اسمزی در هر دو جهت گیری اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت پلی سولفون و پلی وینیل پیرولیدون سبب بهبود میزان پس زنی نمک و فلاکس آب اسمزمستقیم گردید. در بهینه ترین شرایط ساخت غشا (16 در صد وزنی پلی سولفون و 2 در صد وزنی پلی وینیل پیرولیدون) میزان پس زنی 82% و فلاکس آب l/m2h 45/9 حاصل گردید. زیرلایه های نانو کامپوزیتی با اضافه کردن مقادیر مختلفی از نانو ذرات سیلیکا (از 0 تا 4 درصد وزنی) درون ماتریکس پلیمری آماده شدند. زیر لایه های نانو کامپوزیتی سنتز شده از لحاظ آبدوستی، زبری، مورفولوژی مقطع عرضی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داده است با افزایش غلظت نانو ذرات سیلیکا آبدوستی و زبری زیر لایه افزایش یافته است و همچنین ساختار انگشت گون در زیرلایه ها نیز گسترش یافته است. سپس لایه نازک پلی آمیدی بوسیله پلیمریزاسیون در فصل مشترک روی سطح زیر لایه های نانو کامپوزیتی ساخته شد و نتایج نشان داده است تراوایی آب در غشا با زیر لایه نانو کامپوزیتی در مقایسه با غشا با زیر لایه پلی سولفونی بهبود یافته است. در بهترین حالت فلاکس آب اسمز مستقیم غشاها با زیر لایه نانو کامپوزیتی l/m2h57/17 که تقریبا دو برابر غشا با زیر لایه پلی سولفونی می باشد. افزایش تراوایی آب می تواند به کاهش پارامتر ساختاری غشا و در نتیجه کاهش پدیده قطبش غلظتی در غشا نسبت داده شود. براساس نتایج بدست آمده در این پروژه می توان نتیجه گرفت که اضافه کردن مقادیر مناسبی از نانوذرات سیلیکا در زیر لایه پلی سولفونی می تواند عملکرد غشاهای لایه نازک کامپوزیتی را در فرآیند اسمز مستقیم بهبود بخشد.

با توجه به پیچیده و دشوار بودن تصفیه شیرابه زباله، نیاز به توسعه یک سیستم تصفیه‏ای موثر با کارامدی بالا می‏باشد. در این پژوهش، فرایند تصفیه شامل یک بیوراکتور غشایی (mbr)و فرایند نانوفیلتراسیون(nf) می‏باشد که در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و راه اندازی شده است.باوجود اینکه بیو راکتور غشایی کارایی بالایی در تصفیه شیرابه زباله داشته با این وجود، پساب خروجی از mbr هنوز دارای مقداری ترکیبات آلی مقاوم به تجزیه بیولوژیکی می باشد که به دلیل وزن مولکولی پایین قادر به عبور از غشا می‏باشند. به منظور بالا بردن کارایی فرایند تصفیه و کاهش codشیرابه برای رسیدن به حدود مجاز تخلیه از فرایند نانوفیلتراسیون به عنوان روش تصفیه ای تکمیلی استفاده شده است

اسمز مسمتقیم یک فرآیند جداسازی نوین غشایی در زمینه نمکزدایی می باشد. هرچند، به کارگیری حل شونده اسمزی مناسب یکی از چالشهای اسمز مستقیم محسوب می گردد. در این پژوهش نانوذرات مگنتیت آبدوست با استفاده از روش همرسوبی سنتز شده و عملکرد آنها به عنوان محلول اسمزی در سیستم اسمزمستقیم مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور افزایش پایداری و قابلیت پر اکندگی نانوذرات مگنتیت، ازاسکوربیک اسید، کیتوسان، نشاسته و پل وینیل الکل به عنوان عوامل عاملدار کننده به کار گرفته شد.

تراوش پذیری و انتخاب پذیری غشاهای پلیمری دو پارامتر مهم در هنگام استفاده از غشاها در فرآیندهای جداسازی گازی هستند. به همین دلیل بحث اصلاح و بهبود غشاها جهت افزایش این دو پارامتر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق بمنظور بهبود عملکرد غشاهای پلیمری از نانوفیبرهای کربنی(به قطر 100 نانومتر و طول 200-20 میکرومتر) و نانوذرات دی اکسید تیتانیوم(با اندازه متوسط ذرات 25 نانومتر) در ساختار غشاء شبکه آمیخته استفاده شده است. نانومواد با غلظت های مختلف به محلول قالبی پلی سولفون اضافه شدند و ساختار و عملکرد غشاها از نظر تراوش پذیری و انتخاب پذیری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد حضور نانومواد تاثیر بسیاری بر عملکرد غشا دارد بطوری که با افزایش درصد این نانومواد، انتخاب پذیری غشای شبکه آمیخته افزایش می یابد. علاوه بر آن برای حل مشکل تجمع و رسوب نانوذرات در ساختار پلیمری غشا، از روش پیوند زدن گروههای عاملی بر روی نانو مواد استفاده شد.

جذب سطحی بستر توسعه یافته به عنوان یک روش جامع که برای جداسازی محصولات بیولوژیکی از خوراک بیولوژیکی غیرشفاف مورد استفاده قرار می گیرد، نسبت به سایر روش های جداسازی مزیت قابل توجهی دارد. این روش با تجمیع مراحل سانتریفیوژ، تغلیظ سازی و فیلتراسیون باعث کاهش مراحل جداسازی و کاهش هزینه های سرمایه گذاری و افزایش بازده خالص سازی می شود. برای ایجاد یک بستر توسعه یافته ی پایدار ساختار شیمیایی با ویژگی های مناسب ضروری است. بسیاری از خواص مهم در جاذب های بستر توسعه یافته مانند پایداری مکانیکی و شیمیایی، تخلخل، محتوای آب و ظرفیت جذب دینامیکی به لایه ی پلیمری پوشاننده ساختار شیمیایی وابسته است. در این تحقیق با مطالعه بر روی انواع پلیمرهای زیستی، برای اولین بار ساختار شیمیایی جدید کاپاکاراگینان-روی با پوشش 4% پلیمر کاپاکاراگینان بر روی پودر روی با حفرات نانویی بر مبنای روش امولسیون آب در روغن طراحی و آماده سازی شده است. مورفولوژی ذرات آماده شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ذرات آماده شده دارای شکل کروی مناسب و توزیع اندازه ی ذرات در بازه ی µm50-320 و قطر متوسط µm 8/158-9/215، اندازه ی حفرات در بازه ی nm 60-180، دانسیته ی مرطوب g/ml 39/1-27/2، درصدآب 67/72-41/36 و میزان درصد تخلخل 07/98-24/80 می باشند. پس از بررسی ویژگی های فیزیکی عملکرد ذرات آماده شده در بستر توسعه یافته با استفاده از روش rtd مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که در یک سرعت جریان ثابت با افزایش دانسیته ی جاذب ضریب بسط بستر کاهش یافته است. با افزایش دانسیته ضریب پراکندگی محوری در بستر افزایش یافته است. بررسی نتایج حاصل نشان داد که ساختار شیمیایی کاپاکاراگینان-روی دارای ویژگی های بسط مناسب بوده و در بستر توسعه یافته پایداری مناسبی از خود نشان داده است و برای کاربرد به عنوان فاز جامد بستر توسعه یافته برای سرعت جریان های بالا مناسب است. در پایان ویژگی های فیزیکی و هیدرودینامیکی ساختار شیمیایی کاپاکاراگینان-روی با جاذب تجاری streamline deae مقایسه شد. نتایج به دست آمده ویژگی های بسط بهتر و تشکیل بستر پایدارتر با استفاده از ساختار شیمیایی کاپاکاراگینان-روی را نسبت به جاذب تجاری streamline deae نشان داد. واژه های کلیدی: بستر توسعه یافته، ساختار شیمیایی کاپاکاراگینان-روی، خالص سازی، ویژگی هیدرودینامیکی، محصولات بیولوژیکی

با توجه به رشد روز افزون جمعیت دنیا و کاهش منابع غذایی، فناوری نانو می تواند کمک بسیار بزرگی در بهبود روش های نگهداری مواد غذایی داشته باشد. هم اکنون 21 درصد مواد غذایی تولیدی دنیا بر اثر آفات مختلف از بین می روند. مهمترین و پرکاربردترین روش برای حفظ و افزایش زمان ماندگاری مواد غذایی سم پاشی آن هاست، که بسیاری از این سموم باعث آلودگی محیط زیست می شوند. میخک یکی از با ارزش ترین گیاهان دارویی است که سرشار از یکی از غنی ترین منابع ترکیبات آلی فنلی به نام اوژنول است که پتانسیل کاربرد زیادی در اختیار صنایع غذایی، کشاورزی، دارویی، آرایشی و بهداشتی می گذارد. از این رو، در این پروژه تهیه و فرموله کردن روغن میخک به عنوان یک ماده زیستی امن و زیست تخریب پذیر انجام گرفت که علاوه بر تاثیر بر آفات و کمک به افزایش ماندگاری محصولات غذایی به عنوان یک آفت کش سبز به شکل نانوامولسیون و نانوبیوکپسول های مختلف فرموله گردید.

از آنجاییکه گره ها در شبکه های حسگر بی سیم همواره با محدودیت انرژی (باتری) و همچنین محدودیت سرعت حرکت روبرو هستند، بنابراین حرکت گره های سینک یکی از موضوعات مهم در این نوع شبکه هاست.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در سالهای اخیر کاربرد نانوذرات پروتئینی در صنایع دارویی و غذایی در سالهای اخیر کاربرد نانوذرات پروتئینی در صنایع دارویی و غذایی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مواد پروتئینی که در ساخت نانو ذرات مورد توجه قرار دارد، آلبومین ها هستند که قادر به انتقال موثر دارو به مکانهای هدف می باشند. در تحقیق حاضر نانو ذرات آلفا–لاکتالبومین به دلیل دارا بودن ارزش تغذیه ای زیاد و اثرات مثبتی که روی سلامت فرد مصرف کننده دارد، به منظور کاربرد در صنایع غذایی با روش دو مرحله نامحلول کردن ساخته شد. جهت نا محلول نمودن محلول آلفا–لاکتالبومین، استن مورد استفاده قرار گرفت و برای برقراری اتصالات عرضی نیز از گلوتارآلدهید استفاده شد. نانو ذرات ساخته شده با سه مرحله سانتریفوژ (g 15000و به مدت 20 دقیقه) تخلیص گردید. همچنین تاثیر دما، ph و نوع ضد حلال روی اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت و اندازه ذرات در محدوده 35 تا 450 نانومتر به دست آمد. همچنین در مرحله بعد نانوذرات سرم آلبومین انسانی به دلیل زیست تخریب پذیر بودن، ظرفیت بالای بارگذاری دارو و عدم سمیت با روش نا محلول کردن ساخته شد. جهت نا محلول نمودن محلول سرم آلبومین انسانی، اتانول مورد استفاده قرار گرفت و برای برقراری اتصالات عرضی نیز از گلوتارآلدهید استفاده شد. نانوذرات ساخته شده با پنج مرتبه سانتریفوژ (g 25000و به مدت 10 دقیقه) تخلیص گردید. سپس تاثیر عوامل مختلفی بر اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت که این عوامل عبارت بودند از: ph، میزان گلوتارآلدهید، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین، دور همزن، غلظت محلول پروتئین، غلظت محلول سرم البومین انسانی و سرعت اضافه شدن اتانول. از میان عوامل فوق،ph ، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین، غلظت محلول سرم البومین انسانی و سرعت اضافه شدن اتانول بیشترین تاثیر را بر اندازه ذرات دارا بودند. با استفاده از این دانسته ها، جهت بهینه سازی انددازه ذرات از روش تاگوچی با تعریف 4 عامل در 4 سطح استفاده شد. با استفاده از نرم افزار، قطر بهیننه ذرات سرم آلبومین انسانی، 46/625 نانومتر تحت شرایط9 = ph، غلظت 75 میلی گرم بر میلی لیتر، نسبت حجم اتانول به حجم محلول پروتئین 4 و سرعت اضافه شدن اتانول1/5میلی لیتر بر دقیقه پیش بینی شد و با انجام آزمایش پیشنهادی تحت شرایط بهینه، اندازه ذره 53 نانومتر به دست آمد. اندازه و مورفولوژی ذرات توسط دستگاه پراکنش نور لیزر، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی گردید. با تعیین مورفولوژی ذرات ثابت شد که شکل ذرات به صورت شبه کروی است. با توجه به تحقیقات به عمل آمده، ساخت نانوذرات آلفا–لاکتالبومین و بهینه سازی نانوذرات سرم آلبومین انسانی با استفاده از روش تاگوچی برای نخستین بار در جهان انجام شد.