پایان نامه حاضر مشتمل بر سه بخش کار تحقیقاتی است. این سه بخش در برگیرنده محاسبات مفصل و کامل بر پایه روش dft در سطوح مختلف بر روی تعداد زیادی از نانوحلقه ها، نانونوارها و نانولوله های خاص است. بخش اول: [n]پیرازین سیکلاسن ها (نانوحلقه های پیرازینی) با فرمول بسته (cn)2n در ساختارهایی با n = 5,10,12 دارای حالت پایه یک تایی لایه بسته و در ساختاری با n = 8 دارای حالت پایه سه تایی، با اختلاف انرژی یک تایی- سه تایی بسیار کوچک هستند. همچنین گونه های با n = 6,7,9,11 دارای حالت پایه الکترونی یک تایی لایه باز هستند. همه ایزومرهای مشابه غیر حلقوی آنها که [n]پیرازین پلی اسن یا نانونوار نامیده می شوند و دارای 5 تا 12 حلقه بنزنوئیدی (n) هستند، حالت پایه یک تایی لایه بسته دارند. در نتیجه می توان گفت که نیتروژن موجب تغییر در حالت پایه الکترونی برخی سیکلاسن ها و پلی اسن های گزارش شده، می شود. این امر احتمال وجود آنها را بیشتر کرده و تحقیقات تجربی بیشتری می طلبد. بخش دوم: ساختار، انرژی و خصوصیات آروماتیکی [n]سیکلاسن های سیلیسیومی که تعداد حلقه های بنزنوئیدی(n) بین 6-12 تغییر کرده و دارای فرمول بسته si4nh2n است، در روش b3lyp بررسی شده است. این ساختارها را می توان گونه ای از نانوحلقه های سیلیسیومی(sinrs) دانست که کوچک ترین نانولوله های زیگزاگی هم معرفی شده اند. لذا با نام sinr از آنها یاد می کنیم. نتایج حاصل از محاسبات nbo تقریباً برای تمام اتم های si در نانوحلقه های مورد مطالعه، هیبرید sp2 نشان می دهد. مقایسه بین sinr های بهینه سازی شده و فرم زنجیر باز مشابه آنها نشان از طول پیوند بلندتر برای sinr ها دارد. بلندی طول پیوند به خمش در ساختار نسبت داده می شود. به جز برای ساختار si24h12 (n = 6)، بقیه sinr های زوج یعنی (n = 8,10,12) بسیار آروماتیک تر از سری فرد (n = 7,9,11) می باشند. چنین آروماتیسیته بالایی در داخل، خارج و روی سطح sinr های مورد مطالعه، مشاهده شده است. همچنین به جز si44h22 (n = 11) ، انرژی شکافتگی ?elumo-homo هم در سری فرد و هم در سری زوج با قطر نانوحلقه نسبت عکس دارد. sinr های زوج ?elumo-homo کمتری نسبت به سری فرد دارند که نشان دهنده آروماتیسیته و هدایت الکتریکی بالای آنهاست. البته این نتیجه ساختارهای دارای فشار زاویه ای بالا یعنی n = 6,7 را در بر نمی گیرد. این مطالعات نشان می دهد که قطر ایده آل برای سیکلاسن های سیلیسیومی (sinrs) بین nm 92/0 تا 42/1 است که به ساختارهایی با n = 8-12 تعلق دارد. قطر بالاتر از nm 42/1 سبب در هم پیچیده شدن ساختار و قطر پایین تر از nm 92/0 سبب مستقر شدن پیوندها به دلیل فشار زاویه ای بالا می شود. بخش سوم: بهینه سازی نانولوله های سیلیسیوم-کربنی تک جداره آرمچیر با طول محدود (sicnts) نشان می دهد که در روند افزایش طولی تنها یک نوع ساختار شبکه ای وجود دارد، این در حالی است که در نانولوله های کربن (cnts) ، با افزایش طول سه نوع ساختار مختلف شبکه ای بروز می کند. جریان حلقه قوی، تنوع طول پیوند، تغییرات نوسانی شدید ?elumo-homo که به ازای افزایش طول در cnt ها مشاهده می شود، در sicnt به شدت کاهش می یابد. علاوه بر اینها، با افزایش قطر و طول در sicnt مقادیر مولفه های قطبش پذیری افزایش می یابد. مقادیر مذکور حدود 2 برابر بیشتر از cnt های با همان تعداد اتم است.

در این رساله، پیش‏بینی محاسباتی انانتیومرگزینی هفت کاتالیزور کایرال کاربنی در واکنش بنزوئین?متقاطع بین‏مولکولی بنزآلدئید و تری?فلوئوراستوفنون انجام شد. برخلاف واکنش جفت شدن دو بنزآلدئید که برهم?کنش یون ?-آریل-ایمینیوم عامل تعیین?کننده فضاگزینی محصول بود در این واکنش برهم?کنش الکتروستاتیکی بین اتم فلوئور و حلقه? پنج?تایی کاربن به عنوان مهم?ترین عامل شناخته شد. سپس چندگانگی اسپین، پایداری و واکنش?پذیری با استفاده از محاسبات ab initio و dft برای دی?اتیل?کاربن و کاربن?های حلقوی?اشباع و غیراشباع پنج?عضوی مربوطه به همراه استخلاف‏های مختلف هترواتم (دی?سیلیل، دی?آمینو، دی?فسفینو، دی?اکسی و دی?تیو) متصل به مرکز کاربنی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. مطالعات مشخص کرد که روند شکافتگی انرژی بین حالت?های یکتایی و سه?تایی (?es-t) به این ترتیب است: ?آمینو ? ?اکسی، تیو، فسفینو، آلکیل، سیلیل. به طور کلی می?توان گفت که استخلاف‏های الکترونگاتیوتر و الکتروپوزیتیوتر از کربن خصلت نوکلئوفیلی کاربن?ها را کاهش می‏دهند و دی?اکسی?کاربن?ها کمترین خصلت نوکلئوفیلی را در بین سایر کاربن?ها دارند. در حالی?که استخلاف?های الکترونگاتیو آمینو و اکسی، خصلت الکتروفیلی کاربن?ها را کاهش می?دهند. همچنین دی?آلکیل?کاربن‏ها و استخلاف‏های الکتروپوزیتیوتر سیلیل و فسفینو این خصلت کاربن?ها را افزایش می?دهند. در بخش بعدی، محاسبات ab initio و dft به همراه واکنش?های ایزودسمیک برای بحث و بررسی چندگانگی اسپین حالت پایه الکترونی، پایداری نسبی حالتهای یکتایی(s) و سه?تایی(t) کاربن?های غیرحلقوی: شامل دی?متیل?کاربن، دی?آمینوکاربن و دی‏فسفینوکاربن به همراه کاربن?های حلقوی?اشباع و غیراشباع سه?عضوی مربوطه بکار گرفته شد. تبدیل کاربن?های غیرحلقوی به کاربن??های حلقوی?اشباع باعث ناپایداری کاربن?ها می?شود درحالی‏که در تبدیل این کاربن?ها به ساختار حلقوی غیراشباع، پایداری این دسته از کاربن?ها را سبب می?شود. تبدیل ساختار غیرحلقوی دی?متیل?کاربن به ساختار حلقوی?اشباع و غیراشباع باعث افزایش شکافتگی انرژی بین حالت‏های یکتایی و سه?تایی می?شود. در حالی‏که برای دی‏فسفینوکاربن این مطلب برعکس است و برای دی?آمینو?کاربن فقط تبدیل به ساختار حلقوی اشباع باعث افزایش شکافتگی انرژی بین حالت?های یکتایی و سه?تایی می?شود. همچنین در بخش آخر، با استفاده از انواع روش‏های محاسباتی، شکافتگی انرژی بین حالت?های یکتایی و سه?تایی، پایداری نسبی، ساختار و خواص چند حدواسط فعال کاربنی c2nx مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت (br، cl، f، x=h). سه نوع ساختار در هر دو حالت یکتایی و سه?تایی برای کاربن‏های c2nx درنظر گرفته شد که عبارتند از: 3-x-2-آزاسیلکوپروپیلیدن، [(x-ایمینو)متیلن]کاربن و x-سیانوکاربن که بیشترین شکافتگی انرژی بین حالت‏های یکتایی و سه?تایی مربوط به زمانی است که استخلاف فلوئور در ساختار قرار دارد (c2nf). خصلت الکتروفیلی برای تمام کاربن‏های یکتایی c2nx در واکنش با آلکن‏ها پیش?بینی می?شود و بیشترین میزان خصلت الکتروفیلی زمانی است که استخلاف x=f باشد.

آبهای سطحی و زیرزمینی در بسیاری از مناطق ایران و جهان به یون نیترات آلوده است.

در این پایان نامه، تهیه نانو کاتالیزور بین فازی fe3o4@sio2-btu-cuiگزارش شده است. این کاتالیزور بدلیل دارا بودن اندازه ذرات در مقیاس نانو با مورفولوژی یکنواخت، قابلیت شستشوی آسان، بازیابی مغناطیسی و پایداری شیمیایی در زمان های طولانی، کاتالیزوری بسیار مطلوب و پرکاربرد است. ساختار این کاتالیزور بوسیله طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (ft-ir)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آنالیز متفرق کننده انرژی پرتو ایکس (edx)، آنالیز عنصری توسط پلاسمای جفت شده القایی (icp)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd) و مغناطیس سنجی نمونه لرزان (vsm)، تایید شده است. این نانو کاتالیزور فعالیت بسیار خوبی در واکنش تشکیل بنزوفوران نشان میدهد.مقدار 70 میلی گرم از نانو کاتالیزور که حاوی 18 مول درصد از مس(i) می باشد، به عنوان مقدار بهینه انتخاب شده و مورد استفاده قرار گرفت. برای برسی نحوه عملکرد حلالهای مختلف در واکنش تشکیل بنزوفوران از حلال های تولوئن، nوn-دی متیل فرمآمید (dmf)، دی متیل سولفوکسید (dmso)، تتراهیدروفوران (thf)، دی کلرومتان و استونیتریل استفاده شد.با توجه به نتایج این بررسی، حلال تولوئن به عنوان بهترین حلال برای این واکنش انتخاب شد.برای بررسی تاثیر بازهای مختلف در واکنش تشکیل بنزوفوران از بازهای پتاسیم کربنات، سدیم کربنات، سزیم کربنات، پتاسیم هیدروکسید و پتاسیم ترشیو بوتوکسید استفاده شد.بر طبق این نتایج باز پتاسیم هیدروکسید با توجه به صرف زمان کمتر و بازده بالای محصول بدست آمده از آن، در مقایسه با مقدار اکی والان مورد استفاده یکسان با بازهای دیگر، به عنوان بهترین باز برای این واکنش انتخاب شد. در ادامه با استفاده از این شرایط بهینه، مشتقات متنوعی از این واکنش با بازده های خوبی تهیه شده است. در پایان، این کاتالیزور 3 بار بازیابی و استفاده شد در حالیکه کاهش قابل توجهی در فعالیت آن مشاهده نشد.

این تحقیق شامل سه بخش اصلی است، که در بخش نخست ابتدا یک نانو کاتالیست هتروژن بر پایه سیلیکا سنتز شده وسپس در دو قسمت بعدی کارایی این کاتالیست در دو واکنش سنتزی تهیه پروپارژیل آمین ها وسالسیل آلدهیدها بررسی می شود. نانو کاتالیست تهیه شده با تکنیکهای ir،icp ،sem،edax مشخصه یابی شدند وسپس در واکنش سه جزئی تک مرحله ای جهت تهیه ترکیبات پروپارژیل آمین با بهره بالا مورد استفاده قرار گرفتند. این کاتالیست به آسانی از مخلوط واکنش جدا شده و قابل بازیافت است وکاهش ناچیزی در فعالیت آن مشاهده می شود. در این واکنش از بنزآلدهید، آمین نوع دوم و استیلن در مجاورت 20 مول درصد از این کاتالیست در حلال تولوئن و دمای 110 درجه سانتیگراد به مدت 18 ساعت، پروپارژیل آمین هاسنتزمی شوند. از واکنش میان سالیسیل آلدهید، مالونونیتریل و آمین نوع دوم در مجاورت نانو کاتالیست هتروژن به تهیه بنزوپیرانوپیریمیدین ها در حلال اتانول در دمای اتاق پرداخته شده است. کاتالیست به آسانی از محیط واکنش جدا شده و بازیابی می شود که بهره واکنش بین82-95 درصد است . کلمات کلیدی: نانو کاتالیست هتروژن، بازیابی، ترکیبات پروپارژیل آمین، بنزوپیرانوپیریمیدین ها

چکیده: جیوه یکی از سمی ترین فلزات شناخته شده برای انسان است و در پایین ترین غلظت ها برای انسان خطرناک می باشد به علت اینکه باعث سمیت و تجمع زیستی در بدن می شود. در این تحقیق جاذب کامپوزیتی جدید اکسید آهن/ هیدروکسی آپاتیت سنتز شده و به منظور حذف یون های +hg2 در محلول های آبی استفاده شده است. خواص جاذب مغناطیسی توسط روش های sem و xrd شناسایی شده است. روش پیشنهاد شده آسان، ساده، ارزان، موثر و ایمن برای تصفیه ی آب های آلوده به جیوه می باشد. در این آزمایشات تأثیر پارامترهای مختلف در جذب مانند مقدار جاذب، ph محلول ، زمان تماس، غلظت اولیه یون های فلزی بررسی شده اند. داده های سینتیکی از مدل شبه مرتبه دوم تبعیت می کند و ایزوترم های جذب توسط مدل لانگمویر و فرندلیچ با ضریب همبستگی بالا بررسی شده اند. بررسی اثر دما بر میزان حذف جیوه و مطالعات ترمودینامیکی بیانگر این مطلب است که کارایی حذف جیوه با افزایش دما کاهش می یابد و مقدار منفی go? به دست آمده نشان می دهد که واکنش جذب سطحی یک واکنش خود به خودی است. مقدار مثبت so? نشان دهنده-ی افزایش بی نظمی در طول این فرایند بوده و ho? مثبت بدین معنی است که واکنش جذب روی جاذب mnhap گرماگیر است. این جاذب کامپوزیتی می تواند حدود 99% ازhg2+ را تحت شرایط مطلوب آزمایشگاهی حذف کند. حداکثر ظرفیت جذب سطحی mnhap برای hg2+، mg/g 2/492 به دست آمد. نتایج نشان داد که برجسته ترین مزیت جاذب mnhap سنتز شده، جداسازی آسان آن از محیط نسبت به جاذب های دیگر می باشد. کلید واژه ها: اکسید آهن/ هیدروکسی آپاتیت، جیوه، حذف، مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی.

چکیده ندارد.