در کار حاضر شبیه سازی عددی سوختن هپتان در شرائط موتور دیزل با استفاده از یک مکانیزم شیمیائی ساده شده انجام شده است. در این راستا مدل جدید neuro-pasr برای احتراق ارائه شده است. در مدل جدید که براساس مدل رآکتور نیمه آمیخته بنا نهاده شده است، در محاسبات سینتیک شیمیائی به جای حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر گونه های جرمی، از یک مجموعه شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. این شبکه های عصبی مصنوعی توسط محاسبات سینتیک شیمیائی در حالتهای صفر بعدی آموزش داده شده اند. بدین منظور برای هر حالت بیش از صد هزار الگوی آموزشی تولید شده و شبکه های عصبی مصنوعی که خروجی آنها نرخ تولید یا مصرف گونه های جرمی هستند با این الگوها آموزش داده شده اند. مدل جدید برای دو سوخت متان و هپتان مورد استفاده قرار گرفته است. برای هر سوخت دو نسخه از مدل جدید ارائه شده است. در نسخه اول چهار گونه جرمی شامل سوخت، اکسیژن، دی اکسیدکربن و آب و یک واکنش یک قدمی در نظر گرفته شده است. در نسخه دوم علاوه بر چهار گونه فوق مونواکسید کربن نیز در نظر گرفته و از یک مکانیزم دو واکنشی استفاده شده است. در هر یک از سوختها، نتایج برای یک محفظه احتراق فشار ثابت با استفاده از مدل جدید، مکانیزم شیمیائی مفصل ویک واکنش یک قدمی ارائه شده است. مدل جدید در کلیه شرائط شامل نسبتهای سوخت وهوا و دمای اولیه نتایج بسیار بهتری نسبت به واکنش یک قدمی درپی داشته است. در ادامه شبیه سازی ها برای یک بمب حجم ثابت و بااستفاده از cfd انجام شده است. مدل جدید در غالب نرم افزار اپن فوم اضافه شده است. بمب حجم ثابت با استفاده از مدل جدید،مکانیزم شیمیائی مفصل و یک واکنش یک قدمی شبیه سازی شده است. مدل جدیدا نتایج مناسبی در تعیین توزیع دمای بمب در حالت گذرا داشته و زمان محاسبات بسیار کمی نسبت به مکانیزم شیمیائی مفصل داشته است. در قسمت دوم استفاده از سوختهای ترکیبی مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور یک سوخت ترکیبی جدید شامل سوخت دیزل و ایزوپروپیل الکل برای استفاده در موتور دیزل پیشنهاد شده است. خواص ترموفیزیکی سوخت جدید بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. به منظور امکان سنجی استفاده از سوخت جدید اسپری سرد این سوخت شبیه سازی شده و با سوخت دیزل خالص مقایسه شده است. در انتها سوخت جدید در یک موتور دیزل چهار سیلندر بکار گرفته شده و عملکرد موتور با این سوخت و دیزل خالص مقایسه شده است.

امروزه شیمی محاسباتی، ساختار ، خواص مولکول ها و واکنش های شیمیایی را به دو روش نظری ساختار الکترونی و مکانیک مولکولی بر اساس قوانین فیزیکی به صورت عددی شبیه سازی می کند. بر این اساس، در این تحقیق با استفاده از روش ساختار الکترونی یک سطح انرژی پتانسیل چهار بعدی برای سامانه cs2-cs2 با محاسبات از اساس، انرژی برهم کنش برای پیکربندی های مختلف به دست آمده است. برای این کار از روش ابر مولکول و سطح محاسبات نظری mp2 با مجموعه های پایه aug-cc-pvxz(x=d,t) برای محاسبه هر نقطه از سطح انرژی پتانسیل بین مولکولی سامانه cs2-cs2 با به کار بردن تقریب چرخنده سخت، استفاده شده است. تعداد نقاط محاسبه شده در این تحقیق 1387 و تعداد محاسبات انجام شده با کمک هر دو مجموعه پایه 6918 مورد است. سپس همه نقاط برای حذف خطای پوش مجموعه پایه به روش تصحیح از بالا به پایین کامل پیشنهاد شده توسط بویز و برنادی اصلاح گردید و با استفاده از روابط برون یابی دو نقطه ای توانی انرژی همبستگی همه این نقاط با مجموعه پایه بی نهایت نیز محاسبه شده است، اما با توجه به همگرایی سریع انرژی هارتری - فاک و استفاده از مجموعه های پایه مناسب و بزرگ در این تحقیق، انرژی هارتری - فاک محاسبه شده با مجموعه پایه aug-cc-pvtz به عنوان انرژی هارتری- فاک با مجموعه پایه بی نهایت در نظر گرفته شده است. پس از انجام برون یابی انرژی پتانسیل بین مولکولی از روش برازش شعاعی- زاویه ای و تابع exp-6برای برازش سطوح انرژی پتانسیل به دست آمده، استفاده شده است . با توجه به اهمیتی که ضریب دوم ویریال در تبدیل برهم کنش های n ذره ای به برهم کنش های دو ذره ای و محاسبه پتانسیل جفت دارد، در ادامه این تحقیق ضریب دوم ویریال در محدوده دمایی 470- 280 کلوین محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که روند تغییرات این ضریب مشابه نتایج تجربی است، اما برای انطباق کامل بر روی منحنی تجربی نیاز است که در عدد ثابت 565/0 ضرب شود. علاوه بر این، با استفاده از توابع exp-6 و لنارد- جونز به صورت جداگانه همه پتانسیل های اصلاح شده و برون یابی شده برای پیکربندی های مختلف به طور همزمان برازش کلی شده است و پارامترهای هر یک از این دو تابع به صورت 0000943/0 00265/0 = هارتری، 0258/0 45/6=rm بوهر ،231/0 00/10= و0000972/0 00304028/0= هارتری،0122 /0 478/5= بوهر به ترتیب برای تابع پتانسیل exp-6 و تابع پتانسیل لنارد- جونز به دست آمده است. سپس ضریب دوم ویریال با کمک این توابع مجدد? محاسبه شده است که نتایج، تطابق خوبی با تجربه نشان می دهند.

چکیده عموما الگوهای گوناگون در شدت انتقالات ارتعاشی- الکترونی در مولکول های دو اتمی با استفاده از ضرایب فرانک- کاندون و تقریب کاندون بررسی می شوند. بر اساس تقریب کاندون ممان انتقال الکترونی مستقل از فاصله ی بین هسته ای است و این تقریب در بیشتر موارد برای تجزیه و تحلیل طیف های الکترونی نسبتا مناسب است. برای بررسی دقیق تر شدت نسبی انتقالات ارتعاشی- الکترونی باید تابعیت ممان انتقال الکترونی به فاصله ی بین هسته ای در نظر گرفته شود. لذا در این پایان نامه، یک برنامه محاسباتی در نرم افزار میپل نوشته شده است که قادر به برازش طیف های تجربی الکترونی با ساختار ارتعاشی، با در نظر گرفتن تابعیت ممان انتقال الکترونی به فاصله ی بین هسته ای است. این برنامه قادر است که پارامترهای طیف سنجی حالت الکترونی برانگیخته( فرکانس ارتعاشی، ثابت ناهماهنگی و فاصله تعادلی پیوند) را در صورت معلوم بودن پارامترهای طیف سنجی حالت الکترونی پایه از روی طیف الکترونی تجربی محاسبه کند. در این برنامه ممان انتقال الکترونی به صورت یک چند جمله ای بر حسب فاصله ی بین هسته ای در نظر گرفته می شود که ضرایب این چند جمله ای در برنامه به صورت پارامترهای تنظیم پذیر هستند. در این پایان نامه، طیف های الکترونی انتقالات و با استفاده از این برنامه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و صحت تقریب کاندون برای آنها به اثبات رسید. همچنین در بخش دیگر این پایان نامه، طیف تجربی فوتوالکترون لایه-k مولکول با استفاده از این برنامه، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بر این اساس، فاصله ی تعادلی پیوند حالت های الکترونی برانگیخته و برای اولین بار بدست آمد و مشخص شد که ممان انتقال الکترونی برای انتقال الکترونی به صورت خطی تغییر می کند و برای انتقال تقریب کاندون صادق است.

در این رساله بیش از ده انتقال جدید دو فوتونی اتم نئون که در دامنه 574 تا 630 نانومتر مشاهده و برخی از آنها برای اولین بار شناسایی شدند، گزارش می شوند. این انتقالات از تراز الکترونی شبه پایدار اتم نئون صورت می گیرند و در یک لامپ هالوکاتد با روش طیف سنجی اپتوگالوانیک مطالعه شده اند. همچنین در راستای مطالعه دینامیکی رفتار پلاسما، بررسی رفتارزمانی سیگنال های اپتوگالوانیک انجام شد که ازاین طریق طول عمر برخوردی ترازهای الکترونی اتم نئون که در انتقالات دو فوتونی دخالت داشته اند، از روش تطبیق اطلاعات تجربی با معادلات نظری در حدود2/2میکروثانیه بدست آمده است. در بخش دیگر، به چگونگی ثبت طیف های یونیزاسیون تشدیدی اتم هلیوم از ترازهای شبه پایدار که در مرکز سینکروترون الترا واقع در کشور ایتالیا انجام شد، پرداخته می شود. اگرچه مطالعات نظری بسیاری تاکنون بر روی انتقالات دوبار برانگیخته اتم هلیوم از حالت های شبه پایدار به حالت هایی که در زیر آستانه یونش دوم هلیم واقع هستندانجام شده است، اما ثبت طیف الکترون تشدیدی مربوط به این انتقالات برای اولین بار و با استفاده از یک آشکارساز مدرن تجزیه گر سرعت الکترون صورت گرفته است. نتایج حاصل نشان میدهد که در بررسی انتقالات دوبار برانگیخته اتم هلیوم با در نظر گرفتن کانال فروافت تابشی نتایج تجربی و نظری انطباق بسیار خوبی دارند. در بخش پایانی این رساله، چیدمان آزمایش جهت ثبت طیف فراگمنت شدن ترکیبات آروماتیک پروتونه شده در محدوده نور مرئی و ماورای بنفش معرفی می شود. دراین آزمایش که درمرکز لیزر دانشگاه پاریس انجام شد، طیف مربوط به انتقالات ارتعاشی- الکترونی ترکیب بنزآلدئید پروتونه شده در فاز گازی، از حالت پایه به اولین حالت الکترونی برانگیخته با استفاده از لیزر رنگی و ثبت شد. سپس ساختار ارتعاشی طیف تجربی از طریق محاسبات کوانتومی از اساس به روش opo mp و 2 cc های شناسایی شده اند. به این ترتیب، اولین انتقال الکترونی بنزآلدئید پروتونه شده درطول موج 426 نانومتر قرار می گیرد که به عنوان رأس نوار ارتعاشی شناخته شده است

لوله رانش لوله‎ای است که یون?ها به آن وارد شده و تحت تاثیر میدان الکتریکی درون آن حرکت می کنند. این لوله از یکسری حلقه?های رسانای مشابه ساخته شده‎ که با مقاومت‎های یکسانی به هم متصلند. پتانسیل مناسبی به ابتدا و انتهای لوله رانش اعمال می?شود. پتانسیل توسط مقاومت?ها تقسیم شده و اختلاف ولتاژ یکسانی بین حلقه های متوالی ایجاد می?شود. بدین?ترتیب، گرادیان پتانسیل ثابتی در طول لوله برقرار می?شود که در نتیجه میدان یکنواختی در داخل لوله ایجاد و سبب هدایت یون?ها می?شود. لوله رانش در شتابدهی یون?ها، طیف سنج جرمی و دستگاه‎هایی که برای مطالعه واکنش‎های یون- مولکول مورد استفاده قرار می?گیرند، کار برد دارد. مهمترین و وسیع?ترین کاربرد لوله رانش در طیف سنج تحرک یونی است که یک تکنیک جداسازی یون?ها در فشار اتمسفر است و عمدتاً برای آنالیز مواد و بخارات شیمیایی و یا مطالعه شیمی فیزیک یون- مولکول?ها بکار می?رود. در این تکنیک که مشابه طیف سنج جرمی زمان پرواز (tof) است، ابتدا گونه مورد نظر به فاز گازی منتقل شده و با یک روش یونش اتمسفری مانند تخلیه کرونا یونیزه می??شود. یون?ها پس از عبور از یک شبکه به نام شاتر?گرید به صورت پالسی وارد لوله رانش شده و پس از طی کردن آن به کلکتور برخورد کرده و سیگنال الکتریکی بصورت پیک تولید می?کنند. تجربه نشان داده است که در بهترین حالت تنها کمتر از 5% از یون?های تولید شده به کلکتور میرسند. در واقع اکثر یون?ها در مسیر پیمایش لوله رانش از بین می?روند.همچنین معلوم نیست که میزان اتلاف برای یون?های متفاوت یکسان است یا خیر. هدف کلی این رساله مطالعه عبور یون?ها از لوله رانش است که در سه بخش انجام شده است. در قسمت اول، عبور یون?های متفاوت از لوله رانش بررسی شد که مشخص گردید میزان عبور با زمان پرواز یون نسبت معکوس دارد. بر همین اساس رابطه ای برای تصحیح طیف های تحرک یونی ارائه شد. در همین رابطه مدلی بر مبنای سینتیک واکنشهای موازی ارائه شد که به خوبی نتایج تجربی را تایید می?کند. در قسمت دوم وابستگی میزان رسانش یون?ها به ابعاد هندسی لوله رانش مورد بررسی قرار گرفت و معلوم شد که رسانش لوله رانش با طول آن کاهش و با قطر آن افزایش می?یابد. سپس به بررسی عبور یون?ها از شاتر گرید پرداخته شد و مشخص شد که یون?های سنگین اتلاف بیشتری دارند. یک مدل ساده برای توجیه این رفتار نیز ارائه شد که نتایج را بخوبی تفسیر می?کند.

طرح اولیه این پژوهش، مطالعه ذرات به وسیله دستگاه ims بود تا بتوان با استفاده از سرعت ذرات در میدان الکتریکی اندازه و جرم آن ها را به طریقی به دست آورد. اما در این راه مشکلاتی وجود داشت که برای مثال می توان به پراکنده کردن و معلق نمودن ذرات در فاز گازی، باردار کردن آن ها و عدم آشکارسازی تک تک ذرات با استفاده از الکترومتر اشاره کرد. نهایتا با انجام آزمایشات طبقه بندی شده و منظم نتایج جالب توجهی به دست آمد. در این رساله یک منبع جدید باردار کننده ذرات در محدوده های نانو، میکرو و میلی متر ساخته شد. این منبع در فشار اتمسفر و به روش بارداری تماسی کار می کند. ذرات در اثر تماس با دو سطح فلزی و موازی با هم که به ولتاژ بالا وصل شده اند، باردار می شوند و بین دو صفحه به نوسان در می آیند. منبع جدید قابلیت باردار کردن تمام ذرات مانند هادی، عایق و نیمه هادی را دارا می باشد. تعداد بار قرار گرفته بر روی ذرات نسبت به روش های معمول بارداری بسیار زیاد است. برای مثال، یک ذره 100 میکرونی در حدود چندین میلیون الکترون دریافت می کند. از مزیت های مهم این منبع می توان به سادگی، قیمت پایین، عدم نیاز به گاز حامل، راندمان باردار کنندگی بالا، خاصیت پراکنده کنندگی ذرات در حین باردار نمودن آن ها، پوشش دهی محدوده وسیعی از اندازه ذرات (از نانو تا میلی متر)، کنترل آسان تعداد بار قرار گرفته بر روی ذرات و قابلیت اتصال آن به سیستم های شتاب دهنده ذرات اشاره نمود. از این منبع به عنوان دستگاهی برای پوشش دهی ذرات نانو بر روی سطوح فلزی سخت استفاده شد و نتایج مطلوبی به دست آمد. علاوه بر منبع باردار کننده ذرات، دستگاه جدید آنالیزور اندازه ذرات از اتصال منبع باردار کننده جدید با دستگاه آشکار ساز نوری نیز ساخته شد. این دستگاه به روش پخش نور استاتیک کار می کند و ذرات پس از باردار شدن وارد میدان الکتریکی شده و در حین حرکت، از جلوی نور لیزر عبور می کنند. در ادامه میزان پخش نور آن ها اندازه گیری می شود و نهایتا با استفاده از روابط کالیبراسیون دستگاه، توزیع اندازه ذرات به دست می آید. از مزیت های این دستگاه نسبت به دیگر دستگاه های آنالیزور اندازه ذرات می توان به سادگی روش، عدم نیاز به گاز حامل برای انتقال ذرات از جلوی نور لیزر، عدم نیاز به پخش پودر در فاز مایع، پوشش دهی محدوده وسیعی از اندازه ذرات، عدم نیاز به تجهیزات پراکنده کننده پودر و عدم هرز رفتن ذرات در حین انتقال به ناحیه آشکارسازی اشاره نمود. همچنین از جفت کردن منبع باردار کننده جدید با لوله رانش، فرایند شتاب دهی ذرات در فشار اتمسفر انجام شد و ذرات در لوله رانش به حرکت در آمدند. برای مطالعه ذرات شتاب داده شده از یک سیستم آشکارساز دو پرتویی استفاده شد که با یک الکترومتر جفت شده بود. به این ترتیب، سرعت و بار ذرات اندازه گیری شد. با داشتن این اطلاعات می توان اندازه هر ذره را با استفاده از روابط تحرک ذرات در میدان الکتریکی به دست آورد.

تا کنون یون های واکنشگر مختلفی برای یونیزاسیون شیمیایی در روش یونش نرم مورد استفاده قرار گرفته اند که این یون ها شامل +ch5+، nh4+، no و+h3o می باشند. از بین این یون ها +no و +h3o که با اجزاء هوا واکنش نمی دهند ولی با بیشتر گونه های آلی و معدنی واکنش سریعی دارند دارای اهمیت می باشند. یون واکنشگر معمول در دستگاه طیف سنج تحرک یونی، +h3o است. در این پایان نامه یون +no بعنوان یون واکنشگر جدید و اصلی در دستگاه طیف سنج تحرک یونی مورد استفاده قرار گرفته است. امکان ایجاد +no در ims این قابلیت را می دهد که بتوان گونه ها را با دو یون واکنشگر +no و +h3o یونیزه کرد بطوریکه قابلیت دستگاه را در شناسایی ترکیبات بالا برده و طیف گسترده تری از مواد را شناسایی نمود. همچنین در صورت یکسان بودن طیف دو گونه با +h3o، از طریق اختلافشان با +no از هم تشخیص داده می شوند. رطوبت بر روی یون واکنشگر +no بر خلاف +h3o کمترین اثر را دارد بنابراین در حضور رطوبت، +no بعنوان بهترین یون واکنشگر معرفی می گردد. از طرفی استفاده همزمان از دو نوع یون واکنشگر، تعیین مکانیسم حاکم بر واکنش را ممکن می سازد. در این پژوهش برای تولید no از چند روش استفاده شد و نهایتاً از روش قوس الکتریکی استفاده گردید. برای مقایسه طیف تحرک یونی در حضور یون های واکنشگر +no و +h3o، برای ترکیبات آروماتیک، مواد مخدر، مواد منفجره و تیول ها با هر دو یون واکنشگر مورد آزمایش قرار گرفت. پیک های تشکیل شده با +no و +h3o متفاوت بودند. در حالیکه از +no استفاده می شود عمدتاً یون ها بصورت +m و یا +m.no هستند ولی وقتی از +h3o استفاده می شود یون ها بصورت +m.h هستند. در برخی موارد مثل بنزن استفاده از یون +no، حساسیت بیشتری به دستگاه می بخشد.

چکیده اکراتوکسین a (ota) از سمومی است که توسط برخی کپک ها از جمله a. ochraceus ، a. carbonarius (nigri) و p. verrucosum در برخی از اقلام غذایی همچون غلات، مشروبات الکلی و دانه های قهوه و کاکائو تولید می شود. یکی از محصولاتی که می تواند به عنوان جایگاه تولید این سم قارچی باشد ریشه ی شیرین بیان (glycyrrhiza glabra)است. شیرین بیان از جمله محصولات صادراتی کشور ایران است و نقش ارزشمندی را در اقتصاد کشاورزی ایفا می کند. خواص دارویی و طعم دهندگی این گیاه آن را از سایر گیاهان متمایز کرده است. هنگامی که این محصول به کشورهای خارجی صادر می شود، در بدو ورود مورد بررسی های کیفی قرار می گیرد. از مهم ترین عوامل ارزیابی کیفی محصولات شیرین بیان مقدار اکراتوکسین a موجود در آن است. امروزه با افزایش سخت گیری های کمیسیون اروپا (ec) حداکثر میزان مجاز اکراتوکسین a موجود در ریشه ی شیرین بیان 20ppb تعیین شده است. از این رو اندازه گیری سریع مقدار اکراتوکسین a در این محصول که روزانه به مقدار زیادی وارد کارخانجات و انبارهای مربوطه می شود نیازمند روشی دقیق، کم هزینه، قابل اجرا در کارخانه و سریع است. همچنین ایجاد شرایطی برای ممانعت از تولید اکراتوکسین a در طی انبارداری این محصول بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه برای اولین بار از طیف سنج تحرک یونی ims)) ساخته شده در آزمایشگاه تحقیقاتی شیمی فیزیک دانشگاه صنعتی اصفهان برای تعیین میزان اکراتوکسین a در ریشه ی شیرین بیان استفاده شد. در این پروژه با تلاش فراوان شرایط برای اندازه گیری اکراتوکسین a تعیین و نشان داده شد این دستگاه دقت قابل رقابت، تکرار پذیری مناسب و سرعت پاسخ بی نظیری برای تعیین مقدار اکراتوکسین a موجود در ریشه ی شیرین بیان دارد. به علاوه به منظور افزایش تفکیک پذیری پیک مربوط به اکراتوکسین a از حالت inverse دستگاه استفاده شد. حد تشخیص دستگاه 0/01 ng و بازیابی روش %1 ± %110 بدست آمد. برای تائید روش، نتایج در چند نوبت با آزمایشگاه استاندارد gba هامبورگ (آلمان) مقایسه شد. نزدیکی نتایج تائیدی بر صحت روش است. در بخش دوم از این پروژه به بررسی عوامل موثر بر مقدار اکراتوکسین a تولید شده در طی انبارداری ریشه ی شیرین بیان پرداخته شد که طی آن نمونه های ریشه ی تازه برداشت شده در انبارهای شبیه سازی شده، مطابق با میانگین دما و رطوبت نسبی چهار فصل 10 ساله ی شیراز به عنوان یکی از قطب های اصلی تولید شیرین بیان، پس از تعیین میزان اولیه ی اکراتوکسین a به مدت 60 روز مورد انبارداری قرار گرفت. آزمایشات تعیین مقدار اکراتوکسین a هر بیست روز انجام پذیرفت. نتایج نشان داد بیشترین میزان اکراتوکسین a مربوط به نمونه های انبارداری شده در فصل تابستان (t=29 ?c, rh=27%) پس از 40 روز انبارداری بود. نمونه های انبارداری شده در فصل زمستانt=9 ?c, rh=51%) ) افزایش معناداری را در مقدار اکراتوکسین a در طی مدت زمان انبارداری نشان نداد. نتایج نشان داد که دما فاکتور موثرتری نسبت به رطوبت نسبی بر تولید اکراتوکسین a در طی انبارداری ریشه ی شیرین بیان است. این موضوع می تواند راهنمای خوبی برای کارخانجات تولید کننده ی این محصول به منظور انبارداری صحیح ریشه ی شیرین بیان باشد. واژه های کلیدی: اکراتوکسین a، طیف سنج تحرک یونی، شیرین بیان، انبارداری

این رساله به طور کلی به دو بخش تقسیم می گردد. در بخش اول روشی برای اندازه گیری ثابت سرعت واکنش انتقال پروتون، توسط اسپکترومتر تحرک یونی در فشار محیط ارائه شده است. در این بخش ثابت سرعت واکنش تشکیل یون های پروتونه شده ( ) و ثابت سرعت واکنش تشکیل دیمر ( ) اندازه گیری شد. در این روش نمونه ( ) به طور پیوسته از انتهای ناحیه رانش وارد سل می شود و در حین عبور در نقاط مختلف این ناحیه با یون های که از شبکه یونی رها شده اند، واکنش می دهد و بدین صورت بر اساس واکنش دیمر در نقاط مختلف ناحیه رانش تولید می شود. بنابراین دنباله ای بین پیک های مونومر و دیمر ایجاد می شود. ثابت سرعت این واکنش را می توان از دنباله طیف تحرک یونی استخراج نمود. روابط ریاضی این دنباله بر اساس سینتیک واکنش به دست آمد که نشان می دهد لگاریتم شدت دنباله مونومر- دیمر بر حسب زمان رانش خطی است. شیب این نمودار با ثابت سرعت واکنش تشکیل دیمر متناسب است. در بخش دیگری از مطالعات سینتیکی ثابت سرعت واکنش اندازه گیری شد. دسته ای از یون های واکنشگر که از شبکه یونی رها می شوند، در نقاط مختلف ناحیه رانش با نمونه برخورد نموده و مونومر تولید می کنند. بدین ترتیب یون های مونومر در فواصل مختلف از شبکه یونی ایجاد می شوند که این امر باعث ایجاد یک دنباله بین پیک واکنشگر و پیک مونومر می شود. با استفاده از معادله سینتیکی این واکنش روابطی به دست آمد که نشان می دهد لگاریتم شدت دنباله واکنشگر- مونومر بر حسب زمان رانش نیز خطی است و شیب این نمودار با ثابت سرعت واکنش تشکیل مونومر مرتبط است. در پایان بخش مطالعات سینتیکی، معادله توزیع دانسیته آن دسته از یون های دیمر که از واکنش پی در پی تولید می شوند، با استفاده از یک مدل محاسبه شد. سپس مقادیر محاسباتی از طیف تجربی کسر گردید و مقادیر دقیق تر ثابت سرعت برای واکنش های تشکیل مونومر و دیمر گزارش شد. در بخش دوم این رساله، روشی جدید برای افزایش قدرت تفکیک اسپکترومتر تحرک یونی و سایر تکنیک های پالسی مشابه با آن، مانند اسپکترومتر جرمی زمان پرواز ارائه شده است. در این روش به جای تولید بست? یونی، یک فرو رفتگی در پرتو یونی ایجاد می شود. این پدیده توسط اعمال پالس به شبک? یونی به صورت معکوس اتفاق می افتد. فرورفتگی مذکور با همان سرعت بست? یونی حرکت می کند و جمع کننده زمان رانش آن را برابر با زمان رانش حالت نرمال می خواند. با استفاده از این روش، قدرت تفکیک به انداز? 30 تا60 درصد بیشتر از حالت نرمال به دست می آید. همچنین در این روش می توان برخی پیک های مجاور در طیف که در حالت نرمال قابل جدا شدن نیستند را در خط پایه به طور کامل از هم جدا کرد. دلیل اصلی امتیاز این روش نسبت به روش نرمال، وجود دافع? یونی در بیرون از فرورفتگی و حذف آن در داخل فرورفتگی می باشد.

تابش جزء جدایی ناپذیر زندگی انسان امروز است. از آنجا که بشر به کمک استعداد و تفکر خود توانسته دنیا را در خدمت خود بگیرد، راه های پیشگیری و کاهش مخاطرات را نیز فراگرفته است. پیشرفت فن آوری، او را در معرض خطر های ناشی از مخاطرات ناشناخته فیزیکی، شیمیایی، زیستی و مخاطرات طبیعی ناشی از آتش، مواد شیمیایی، تابش و ارگانیسم های طبیعی چون باکتری و ویروس ها نیز قرار می دهد. خوشبختانه روش های ساده و موثرِ حفاظت از اغلب این مخاطرات در دسترس هستند و منسوجات یکی از اجزاء لازم تجهیزات حفاظتی به شمار می روند. تابش واژه کلی برای توصیف فرآیند صدور انرژی تابشی به شکل امواج الکترومغناطیس (موج های رادیویی، نور مرئی، فرابنفش، فروسرخ، گاما و...) یا ذرات است. از سطح هر جسمی همواره انرژی تابشی گسیل می شود و جسم های دیگر که در اطراف آن هستند، این تابش را دریافت می کنند. اثرات متقابل بین ماده و تابش الکترومغناطیس در علم طیف سنجی بحث می شود. با اندازه گیری پرتو الکترومغناطیس گسیل شده از جسم و یا میزان پرتو جذب شده توسط نمونه، اطلاعات طیف سنجی نمونه به دست می آید. در این پروژه از بین دو روش طیف سنجی اتمی و مولکولی روش دوم انتخاب شده است زیرا طیف سنجی مولکولی به اندازه گیری نوری گونه های مولکولی موجود در فاز بخار، محلول یا جامد (پارچه) می پردازد. در این پروژه، با در دست داشتن دو نوع تار پنبه ـ پلی استر و نایلون 6 و دو نوع پود آلومینیوم و مس، 6 نمونه پارچه مختلف پنبه پلی استر ، پنبه پلی استر- آلومینیوم، پنبه پلی استر-مس، نایلونی، نایلون-آلومینیوم و نایلون-مس را بافته و به کمک دستگاه اسپکتروفتومتری jasco v-570 و رابط jasco arn 475 طیف میزان جذب پرتو در پارچه ها را به دست آورده شد. در بین نمونه های فوق پارچه های پنبه پلی استر و نایلونی به عنوان نمونه های شاهد در نظر گرفته شدند و نتایج طیف سنجی نمونه های حاوی فلز با شاهد مربوطه مقایسه شدند. به طوری که طیف پارچه های پنبه پلی استر-آلومینیوم و پنبه پلی استر-مس با طیف پارچه پنبه پلی استر و طیف پارچه های نایلون-آلومینیوم و نایلون-مس با طیف پارچه نایلونی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با توجه به ضریب گسیلمندی بالاتر مس در مقایسه با آلومینیوم، جذب پرتو های الکترومغناطیس در پارچه های مسی بیشتر می باشد. این بدان معناست که پارچه مسی بهتر از سایر نمونه ها می تواند پرتو های فرابنفش را جذب کند و مانع از عبور آن و رسیدن به سمتِ دیگر منسوج شود. به این ترتیب، پارچه های فلزی به کار رفته در این پروژه، هدف مقاوم بودن در برابر تابش را برآورده می کنند و می توان از آنها به عنوان منسوجات حفاظتی استفاده نمود.

در قسمت اول و دوم این تحقیق با استفاده از تکنیک طیف سنج تحرک یونی در فشار اتمسفر (ap-ims) -با دستگاهوری ساده و عدم نیاز به پمپ خلاء – واکنش های تعویض مهمان در فاز گازی بررسی شدند. این مطالعه توسط واکنش تعویض مهمان آمونیوم با یکسری از آمین های خطی و حلقوی در کمپلکس کراون اتر (میزبان)-آمونیوم که در محفظه یونیزاسیون اتفاق می افتد، انجام شده است، تا به این وسیله تمایل نسبی تعویض مهمان کروان اترها در فاز گازی سنجیده شود. روش سنجش تمایل تشکیل پیوند بین کراون اتر و آمین ها بر اساس تعادل زیر استوار است: [+ کراون اتر ] + [آمین] ? [.آمین– کراون اتر h+]+ [ ] ثابت تعادل واکنش تعویض مهمان فوق با استفاده از شدت نسبی پیک های مشاهده شده در طیف تحرک یونی حاصل می شود که با استفاده از محاسبه ثابت تعادل در دماهای مختلف و رسم منحنی وانت-هوف می توان تغییر آنتالپی مولار استاندارد را محاسبه نمود. مربوط به واکنش فوق معادل با تمایل تعویض مهمان برای کراون اترهای مختلف می باشد. اثر ساختار الکیل آمین های همولوگ و مشتقات پیریدین و همچنین اثر اندازه و ساختار کراون اترهای حلقوی بر روی برهمکنش های پیوند هیدروژنی در کمپلکس های کراون اتر-آمین با انتخاب پنج کراون اتر 12c4، 15c5، 18c6، benzo-15c5 و aza-18c6 بررسی شد. همچنین سطح مقطع برخورد که منجر به ارائه اطلاعات ساختار کمپلکس های تشکیل شده در فاز گازی می شود، نیز محاسبه شد. مقادیر های بدست آمده برای هر دو دسته از آمین ها - الکیل آمین ها و مشتقات پیریدین- نشان داد که افزایش اندازه حلقه کراون اتر منجر به کاهش افینیتی تبادل مهمان در واکنش کمپلکس کراون اتر- آمونیوم با هر یک از آمین ها در فاز گازی می شود. درکل ترتیب مقادیر افینیتی های تبادل مهمان محاسبه شده برای کراون اترهای مطالعه شده به صورت ذیل می باشد: 12c4 15c5< ~ b15c5 18c6< که روند مشاهده شده به طور معکوس متناسب با روند آمونیوم افینیتی فاز گازی هر کراون اتر می باشد. از میان کراون اترهای کار شده 15c5 تمایل متفاوتی برای تشکیل کمپلکس با نرمال و ایزوپروپیل آمین نشان داد که ثابت پایداری نسبی 15c5 برای تشکیل پیوند با نرمال پروپیل آمین نسبت به ایزوپروپیل آمین مقدار 32/13 بدست آمد. همچنین تمامی کروان اترها به خصوص b15c5 تمایل متفاوتی برای تشکیل کمپلکس با 2-پیکولین نسبت به 3-پیکولین و 4-پیکولین نشان دادند. ثابت پایداری نسبی برای تشکیل کمپلکس b15c5با 2-پیکولین نسبت به 4-پیکولین مقدار 15/151 بدست آمد. در قسمت سوم تحقیق، با استفاده از سنتز الکتروشیمیایی بر روی سطح الکترود پلاتین، فیلم پلیمری پلی پیرول با ساختار نانومتری تهیه شد. سپس با استفاده از نانو فیبر سنتزی پلی پیرول با روش میکرو استخراج با فاز جامد از فضای فوقانی (hs-spme-ims) و آنالیز با دستگاه طیف سنج تحرک یونی، یون سلنیوم(iv) با حد تشخیص ng.ml?1 12 و گستره خطی ng.ml?1 320-20 در نمونه آب های طبیعی اندازه گیری شد. همچنین مقدار یون سلنیوم(iv) اندازه گیری شده در یک نمونه سرم خون انسان با روش افزایش استاندارد ng.ml?1 4 ± 42 بدست آمد. در قسمت چهارم تحقیق ترکیب دی فنیل آمین(dpa) -که به عنوان آنتی اکسیدان برای نگهداری طولانی مدت سیب در دماهای پایین به کار می رود- با استفاده از فیبر پلی پیرول سنتزی و با روش hs-spme-ims در نمونه آب و سیب اندازه گیری گردید. حد تشخیص اندازه گیری dpa در نمونه آب ng.ml?1 7/0 و گستره خطی آن ng.ml?1 70-8/0 می باشد. مقدار باقیمانده dpa در نمونه سیب mg.kg-1 00/0 ± 05/0 اندازه گیری شد

چکیده زمان پاسخ به عنوان یک فاکتور کلیدی برای مقایسه ی عملکرد سنسورها و دستگاه های تشخیص گاز مورد استناد قرار می گیرد. برای اکثر سنسورها لازم است زمان پاسخ تا حد ممکن کوتاه باشد به خصوص زمانی که سنسور به منطور تشخیص گازهای سمی ویا به عنوان شناساگر دارویی به کار می رود. هر دستگاه بسته به خصوصیات قطعات مکانیکی و الکترونیکی به کار رفته و روش استفاده از آن می تواند رفتار زمانی و زمان پاسخ متفاوتی داشته باشد. برای بهبود عملکرد دستگاه لازم است منحنی پاسخ آن بررسی شود. شناخت عوامل موثر بر منحنی پاسخ کمک می کند تا دستگاهی با کوتاه ترین زمان پاسخ طراحی شود. ims به عنوان یک دتکتور برای شناسایی مواد شیمیایی مختلف ازجمله گازهای سمی هرچه زمان پاسخ کوتاه تری داشته باشد کارآیی بالاتری خواهد داشت. زمان پاسخ نسبتا" کوتاه ims یکی از مزیت های آن به شمار می رود ولی از طرف دیگر ماندگاری نمونه در آن می تواند عملکرد آن را محدود کند. این محدودیت به خصوص زمانی که از ims به عنوان دتکتور برای جداسازی مخلوط ها استفاده می شود اهمیت پیدا می کند. پس لازم است زمان ماندگاری به قدری کوتاه باشد که سیگنال گونه های جدا شده توسط پیش جدا کننده در ims تداخل پیدا نکنند. در این تحقیق به منظور شناخت عوامل موثر بر پاسخ ims، رفتار زمانی سیگنال های آن مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا رفتار زمانی پاسخ به یک نمونه ی گازی بررسی شد. این رفتار شامل یک پیک گوسین به همراه یک دنباله ی نمایی کند است. پیک گوسین در اثر پهن شدن یک تابع مربعی ناشی از تزریق گاز به وجود می آید و دنباله ی نمایی به واجذب گونه ها از دیواره ی محفظه ی تزریق نسبت داده شد. رفتار زمانی سیگنال برای نمونه های جامد نیز بررسی شد و نواحی مختلف منحنی پاسخ بررسی و عوامل موثر بر آن ها شناسایی شد. زمان پاسخ برای نمونه های جامد شامل سه بخش می شود. یک تابع نیم گوسین تا بیشینه ی پاسخ، یک تابع کاهشی نمایی تند و یک تابع کاهشی نمایی کند. بخشی از منحنی پاسخ نمونه ی جامد به جداشدن نمونه از سطح سوزن تزریق نسبت داده شد و این موضوع با استفاده از روابط سینتیکی واجذب مدلسازی شد و از تطابق مدل با نتایج تجربی پارامترهای سینتیکی مربوط به واجذب استخراج شد که مطابقت نسبتا" خوبی با مقادیر گزارش شده داشت. همچنین نشان داده شد که ims می تواند به عنوان دتکتور در مطالعات tpd استفاده شود و پارامترهای سینتیکی به دست آید. همچنین عوامل دیگری که ممکن است منحنی پاسخ و ماندگاری نمونه در دستگاه را تحت تأثیر قرار دهند از جمله دمای ناحیه ی تزریق، دمای محفظه ی سل، نوع ماده ی تزریق شده، جنس و طول لوله های عبور نمونه بررسی شد. در بخش دیگر این تحقیق با استفاده از منحنی پاسخ ims در حالت اشباع، روش جدیدی برای افزایش دامنه ی کار و دامنه ی خطی منحنی کالیبراسیون ارائه شد. این روش مبتنی بر جمع آوری سیگنال در طول زمان است که حتی پس از اشباع شدن سیگنال هم معتبر است.

طیف سنج جرمی زمان پرواز یکی از مهم ترین دستگاه های مورد نیاز برای آنالیز مواد است. در این طیف سنج یون هایی که به وسیله منبع یونش تولید شده اند در یک میدان الکتریکی یکنواخت به سمت ناحیه بدون میدان شتاب می گیرند و بر اساس نسبت جرم به بارشان جدا می شوند و چون سرعت های متفاوتی دارند در زمان های پرواز متفاوت به آشکارساز یونی می رسند. هر طیف سنج جرمی برای شناسایی و تعیین جرم دقیق گونه های مجهول نیاز به کالیبراسیون جرمی دارد. معمولا" برای کالیبراسیون از جرم های استاندارد استفاده می شود. در این تحقیق دستگاه طیف سنج جرمی ساخته شده در دانشکده شیمی با استفاده از نمک های قلیایی کالیبره شد. علت استفاده از نمک های قلیایی این است که جرم آنها به عنوان گونه های استاندارد کاملا" مشخص است و نیز با روش یونیزاسیون لیزری به سهولت یونیزه می شوند. برای این منظور از هارمونیک سوم لیزر nd:yag با طول موج nm 355 و پهنای پالس ns 10 برای واجذبی و یونیزاسیون حرارتی گونه ها استفاده شد. محلول های آبی m 1/0 از هالیدهای قلیایی تهیه و روی صفحه آلومینیومی نشانده شد و به عنوان سطح نگهدارنده روی صفحه دافع به کار رفت. در مرحله اول نمک های تک licl، nacl، kcl، rbcl و cscl به طور جداگانه و در مراحل بعد به ترتیب مخلوط های دوتایی، سه تایی و مخلوط تمام نمک های قلیایی برای کالیبراسیون استفاده شدند. کالیبراسیون در سه مرحله انجام گرفت. مرحله اول کالیبراسیون تقریبی است که در این مرحله جرم تقریبی پیک های طیف زمان پرواز به دست آمد و به گونه های مورد نظر نسبت داده شد. در مرحله دوم جذر جرم دقیق یون های مشخص شده به عنوان گونه های استاندارد برحسب زمان پرواز آن ها رسم گردید و یک منحنی کالیبراسیون به دست آمد و درستی تشخیص پیک ها تأیید شد. در مرحله سوم برای مخلوط تمام نمک های قلیایی زمان های پرواز تمام پیک ها در معادله حاصل از مرحله دوم برازش شد و بر این اساس جرم سایر گونه ها به دست آمد. با استفاده از این روش کالیبراسیون، انحراف استاندارد خطای جرم 04/0 % به دست آمد. در مورد نمک های قلیایی، یون های تک اتمی به صورت m+ و خوشه های یونی با فرمول عمومی m(mx)n+ یا m(nx)n+ مشاهده شدند که m و n عناصر قلیایی متفاوت هستند و x اتم هالوژن و( 3 و 2 ،1=n) می باشد.

طیف سنجی جرمی یکی از حساس ترین روش ها در آنالیز مواد است. در این روش مولکول ها و اتم های خنثی یونیزه می شوند. سپس در میدان الکتریکی، مغناطیسی و یا الکترومغناطیسی جداسازی و توسط آشکارساز، شناسایی می شوند. در این پایان نامه از طیف سنج جرمی زمان پرواز برای بررسی طیف جرمی نمک های کلرید فلزات قلیایی خاکی استفاده شده است. طیف سنج جرمی زمان پرواز یکی از ساده ترین، پرکاربردترین و پرسرعت ترین دستگاه های تجزیه گر جرمی است. در طیف سنج جرمی زمان پرواز مورد استفاده در این تحقیق، از لیزر nd:yag با طول موج nm 355 به عنوان منبع یونیزاسیون استفاده شده است. نمونه توسط تابش لیزر یونیزه می شود و یون ها در میدان های الکتریکی شتاب می گیرند. سپس به منطقه عاری از میدان در قسمت لوله پرواز وارد می شوند. در این ناحیه یون ها براساس تفاوت در زمان پروازشان که ناشی از سرعت و جرم های مختلف است، تفکیک می شوند و در نهایت توسط آشکارساز به صورت سیگنال های زمانی ثبت می شود. همچنین برای شناسایی یون ها، با رسم منحنی کالیبراسیون، طیف جرمی هریک از نمک ها رسم می گردد. در این تحقیق، برای بررسی طیف جرمی نمک های مورد آزمایش، ابتدا طیف صفحه زمینه که نمونه روی آن نشانده می شود، مورد بررسی قرار گرفت. از این رو با انتخاب صفحه آلومینیوم به عنوان زمینه، طیف نمک های کلرید فلزات قلیایی خاکی، بر روی صفحه آلومینیوم گرفته شد. در بررسی طیف جرمی نمک های mgcl2 ، cacl2 ، srcl2 و bacl2 ، ایزوتوپ های فلزات این نمک ها شناسایی گردید. همچنین یون های، با الگوی ایزوتوپی m+، mcl+ و m2cl3+ برای نمک های cacl2 ، srcl2 و bacl2 مشاهده شد و در طیف جرمی mgcl2 تنها ایزوتوپ های منیزیم باالگوی ایزوتوپی m+ شناسایی شد. از این رو برای تأیید پیک های شناسایی شده در طیف جرمی هر یک از نمک ها، پیک مربوط به دو الگوی ایزوتوپی m+ و mcl+ شبیه سازی گردید و در نهایت پیک های شبیه سازی شده با پیک موجود در طیف جرمی تطبیق داده شد. از تطبیق این دو طیف مطابقت خوبی حاصل شد که تأییدی بر پیک های شناسایی شده در طیف جرمی نمک های قلیایی خاکی است.

سدیم لوریل سولفات یک سورفاکتانت آنیونی است که به طور گسترده در پودر های شوینده استفاده می شود. با توجه به اهمیت جذب سورفاکتانت ها بر روی سطوح در این پروژه به کمک اسپکترومتر تحرک یونی و با روش واجذب حرارتی به مطالعه سینتیک و ترمودینامیک جذب سدیم لوریل سولفات بر روی سطح آلومینیوم پرداخته شد. سطح آلومینیوم در تماس با محلول سدیم لوریل سولفات قرار داده شد. و بعد از خشک شدن سطح به دستگاه تزریق شد. با انتگرال گیری از مساحت زیر پیک ها مقدار ماده جذب شده روی سطح آلومینیوم اندازه گیری شد. برای بررسی سینتیک جذب، سطح آلومینیوم در زمان های معین در تماس با محلول سدیم لوریل سولفات قرارداده شد و ازتجزیه و تحلیل داده ها با دو روش جذب تک مرحله ای و دو سایتی به این نتیجه رسیدیم که سینتیک جذب بیشتر با مدل دو سایتی همخوانی دارد. در این مدل جذب سدیم لوریل سولفات دارای دو ثابت جذب و با مقادیر (l/mol.s) 06/69و (l/mol.s) 103*15/2 بدست آمدند. که مربوط به سایت هایی است که از نظر سینتیک مناسب تر است و مربوط به سایت هایی است که از نظر سینتیک نا مناسب تر است. داده های سینتیکی واجذب هم بیانگر این است که واجذب هم از مدل دو سایتی پیروی می کند. با بررسی تاثیر دما بر مقدار واجذب به این نتیجه رسیدیم که افزایش دما موجب افزایش سرعت واجذب می شود. برای بررسی ترمودینامیکی، سطح آلومینیوم در محلول sls با غلظت معین، به مدت 4 دقیقه قرار گرفت تا به حالت اشباع برسد سپس به دستگاه تزریق شد و شدت زیر پیک آن اندازه گیری شد و ایزوترم جذب به دست آمد. ایزوترم جذب نشان می دهد که جذب سدیم لوریل سولفات از مدل چند منطقه ای پیروی می کند. با در نظر گرفتن قسمت لانگمویری منحنی ثابت تعادل واکنش به دست آمد. با بررسی اثر دما بر ایزوترم جذب و طبق رابطه وانت هوف آنتالپی جذب برابر با (kj/mol) 19/2- را به دست آمد که بیانگر گرماده بودن فرآیند جذب است.

در بخش اول این رساله مراحل طراحی و ساخت طیف سنج تحرک یونی با منبع یونش نوری بیان می شود. طیف تحرک یونی ترکیبات مختلف ارائه شده و اثرات دوپانت و حلال در طیف سنج تحرک یونی با منبع یونش لامپ فرابنفش بر طیف ها بررسی می شود. در این طراحی یک الکترود پرده در جلوی لامپ فرابنفش تعبیه شده است که ناحیه یونش طیف سنج را به دو بخش تقسیم می کند. محتملترین مکانیسم یونش آنالیت با طراحی جدید در حضور دوپانت به این صورت بوده است که ابتدا فوتون ها با مولکول‏های دوپانت برهمکنش داده و یون‏های دوپانت ایجاد شده بار خود را به صورت یک پروتون به حلال منتقل می کنند. در این شرایط حلال پروتون‏دار شده می‏تواند آنالیت را از طریق انتقال پروتون یونیزه کند. مهمترین مزیت این طراحی افزایش جریان یونی در کنار کاهش مصرف دوپانت بوده است. در بخش دوم بکارگیری دو منبع یونش لامپ فرابنفش و تخلیه کرونا در یک دستگاه ارائه می گردد. طراحی به گونه ای است که هر کدام از دو منبع می تواند بطور مستقل عمل کند و یا هر دو منبع هم زمان استفاده شود. طیف تحرک یونی گونه های شیمیایی مختلف با هر منبع یونش بطور جداگانه بدست آمد. با تعیین شرایط بهینه دستگاهی، حد تشخیص برای گونه اکریدین برابر 11/0 نانوگرم با منبع یونش تخلیه کرونا و 3/0 نانوگرم با منبع یونش لامپ فرابنفش بدست آمده است. در پایان این بخش عملکرد همزمان دو منبع یونش در طیف سنج تحرک یونی بررسی می شود. بخش سوم به شناسایی پیک های طیف تحرک یونی حاصل از دو منبع یونیزاسیون فرابنفش و کرونا برای چند ترکیب که امکان جذب پروتون در محل های مختلف دارند مثل کافئین، اختصاص دارد. برای این منظور از یک سری آزمایشات تجربی و محاسبات کوانتمی استفاده شد. در بخش تجربی اثر عواملی مانند غلظت گونه مورد نظر و همچنین نوع یون واکنشگر بر وجود و شدت پیک ها بررسی شد. در بخش محاسبات کوانتمی پارامترهایی مانند پایداری ترمودینامیکی، میزان پروتون خواهی، ممان دوقطبی، تمرکز بار بر روی محل خاص در مولکول، تغییر دانسیته الکترونی و طول پیوندها و همچنین حجم و مساحت سطح ایزومرهای پروتونه شده بدست آمد. با مقایسه داده های حاصل از مشاهدات تجربی و محاسبات کوانتمی پیشنهاداتی در مورد گونه های یونی ایجاد کننده هر پیک ارائه شد. همچنین در این بخش برای اولین بار مفهوم “پروتون خواهی درونی” به عنوان سنجشی برای میزان تمایل جذب پروتون در بین محل های مختلف یک مولکول معرفی شده است.

در این رساله نخستین بار در ایران، الکترواسپری به عنوان منبع یونیزاسیون در دستگاه اسپکترومتر تحرک یونی معرفی میگردد. اگر چه تا کنون از منبع یونیزاسیون الکترواسپری در دستگاه اسپکترومتر تحرک یونی استفاده شده است. ولیکن سل دستگاه ساخته شده در این رساله نسبت به دستگاههای موجود در دنیا دارای دو امتیاز ویژه میباشد. اولین امتیاز اینکه سوزن الکترواسپری بیرون از گرمکن سل ims قرار گرفته که این عمل باعث جلوگیری از تبخیر حلال در داخل سوزن و رسوب کردن نمونه مورد آنالیز در داخل سوزن میشود متیاز دوم دستگاه esi-ims ساخته شده در این رساله استفاده از گاز حلال زدایی گرم، علاوه بر گاز روانش، جهت افزایش سرعت تبخیر حلال از خوشه های یونی تولید شده توسط منبع الکترواسپری میباشد. این ناحیه رانش شوند، تعداد ملکول های حلال آنها کاهش یافته و در نتیجه قدرت تفکیک و شدت سیگنال ناشی از دستگاه افزایش یابد. یک ترکیب آزمایشی و بدست آوردن ارقام شایستگی، کارانی دستگاه ساخته شده در این رساله، جهت اندازه گیری کمی ترکیبات شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت که حد تشخیص برابر 19 و دامنه خطی برابر 1000-50 بدست آمد. در بخش دیگیر از این رساله با استفاده از دستگاه اسپکترومتر تحرک یونی با منبع یونیزاسیون تخلیه کرونا باقیمانده انتی بیوتیک ها در گوشت مرغ و ترکیبات فورفورال و منیل فوفورال به عنوان ترکیبات مضر در تولید اتانول زیستی مورد آنالیز قرار گرفتند. ارقام شایستگی حاصل از این کارهای تحقیقاتی حاکی از توان روش مذکور در آنالیز گونه های یاد شده میباشند.

یکی از مهم ترین خواص فیزیکی شیمیایی مولکول های زیستی، پتانسیل یونش آن ها است. به عنوان مثال، وقتی یک فرایند جذب یا یونش نوری در سیستم زیستی اتفاق می افتد، ممکن است باعث اثرات نورزیستی مختلفی روی سیستم مانند آسیب، مرگ یا جهش گردد. داشتن مقادیر انرژی های یونش مولکول های زیستی در کشف سازوکار آسیب های وابسته به یونش نوری در مورد سلول ها، dna و پروتئین ها اهمیت دارد. در میان روش های مختلف، طیف سنجی فوتوالکترون یک روش قدرتمند برای تعیین انرژی یونش اتم ها و مولکول ها می باشد. با این وجود محدودیت هایی برای استخراج مستقیم انرژی های یونش از قله های بهدست آمده در طیف فوتوالکترون ثبت شدهبهخصوص برای مولکول های زیستی وجود دارد. اولین محدودیت مربوط به همپوشانی نوارهای یونش است، بهطوریکه هر قله مشاهده شده در طیف فوتوالکترون می تواند از بیش از یک نوار یونش تشکیل شده باشد. بنابراین تحلیل یک طیف فوتوالکترون تنها براساس انرژی های یونش بهدست آمده از قله های موجود در آن پیچیده و مبهم می باشد. محدودیت دوم مربوط به مولکول هایی با بیش از یک صورت بندی یا توتومر پایدار است. در مورد این مولکو ل ها طیف ثبت شده، جمع وزن دار شده از توتومرها وصورت بندی های سهیم در آن مولکول براساس درصد جمعیت آن ها می باشد. برای برطرف کردن این محدودیت ها، محاسبات از اساس در سطح بالا برای توصیف و تجزیه و تحلیل طیف های فوتوالکترون و همچنین آشکارکردن تفاوت های جزئی بین طیف های فوتوالکترون که در اثر تفاوت در محیط های شیمیایی و همچنین به دلیل اثرات صورت بندی و توتومرها ظاهر می شوند، لازم می باشد. در این کار، روش برهم کنش پیکربندی– خوشه های تقارن سازگار شده (sac-ci) برای محاسبه پنج انرژی اول یونش عمودی ظرفیتی تعدادی از مولکول های مهم زیستی شامل 2 و 4-دی نیتروفنول (dnp)، 2 و 4-دی نیتروآنیسول (dnan)، نیکوتینیک اسید (na)، نیکوتینیک اسید متیلاستر (name)، نیکوتین آمید (nam)، n و n-دی اتیل نیکوتین آمید (dnam)، باربیتوریک اسید (ba)، اوریک اسید (ua)، سیتوزین (cyt) و بتاکاروتن در فاز گازی به کاربرده شد. موقعیت های انرژی و شدت های محاسبه شده برای نوارهای یونش هر مولکول برای محاسبه طیف فوتوالکترون آن مولکول استفاده شدند. نسبت جمعیتی بولتزمن هر توتومر یا صورت بندی چرخشی یک مولکول که با استفاده از محاسبات ترموشیمی به دست می آید در محاسبه طیف فوتوالکترون هر مولکول در نظر گرفته شد. همچنین محاسبات اوربیتال های پیوندی طبیعی (nbo) برای تجزیه و تحلیل نوارهای یونش در طیف فوتوالکترون هر مولکول به کاربرده شد. در بین مولکول های مورد بررسی تنها در مورد بتاکاروتن بین طیف فوتوالکترون تجربی و محاسبه شده از روشsac-ciتوافق خوبی مشاهده نمی شود که این عدم همخوانی با توجه به بررسی های تجربی و نظری انجام گرفته در این کار به تجزیه شدن یا شکستن بتاکاروتن در دمای ثبت طیف فوتوالکترون تجربی (?300) نسبت داده شد. در نهایترابطه ای بین اولین انرژی یونش محاسبه شده برای مولکول های مورد بررسی با مقادیر نمایه k هوکل آن ها برای بهدست آوردن مقادیر انتگرال کولنی (?) و انتگرال رزونانسی (?) مربوط به این مولکول ها، بهدست آورده شد.

در تحقیق حاضر لیزر رنگی موجود در آزمایشگاه لیزر دانشگاه صنعتی اصفهان راه اندازی شد. برای راه اندازی لیزر در ناحیه مرئی از دو رنگ رودامین 6g و رودامین b استفاده شد. به منظور کالیبراسیون طول موج لیزر رنگی و کاهش خظای سیستم تکفام لیزر، با استفاده از طیف سنجی اپتوگالوانی به این امر پرداخته شد. سامانه ای متشکل از یک فتودیود و یک لامپ تخلیه الکتریکی تجاری طراحی و ساخته شد. این سامانه قابلیت کالیبراسیون لیزر را در ناحیه مرئی دارا میباشد به شکلی که همزمان با کارهای طیف سنجی میتوان با استفاده از این سامانه لیزر را کالیبره کرد. همچنین هشت گذار نئون در ناحیه 560-610 نانو متر ثبت شدند و طول موج مرکز این گذارها، با بررسی سیگنالها و محل خطوط مشاهده شده و نیز مقایسه با گذارهای مرجع نئون در این ناحیه دقیقا مشخص شدند.

یکی از اجزای اصلی در طیف سنج تحرک یونی (ion mobility spectrometer) ، منبع یونش است. اولین و یکی از متداولترین منابع یونش درims، ایزوتوپ فعال ni63 است که به خاطر رادیواکتیو بودن آن، منابع یونش دیگری جایگزین شده است. پرکاربردترین منبع جایگزین، منبع تخلیه کرونا است. واکنش اتصال پروتون، مهمترین مکانیسم یونش در این منبع است. بدلیل پروتون خواهی بالای برخی ترکیبات، استفاده از این منبع پرکاربرد شده است. اما پاسخ دادن این منبع به اکثر ترکیبات و بعضاً طیف های پیچیده حاصل از شکست مولکولی در واکنش اتصال پروتون، کار شناسایی ترکیبات را گاهی مشکل می کند. از طرفی، گاهی حساسیت بیش از حد و اثر حافظه، کاربرد آن را محدود می کند. یکی دیگر از منابع یونش جایگزین منبع یون سدیم است. در این تحقیق، یک منبع پایدار نشر یون سدیم با استفاده از روش یونش گرمایی و ترکیبات بین لایه سازی شده گرافیت ساخته شد. سپس با استفاده از این منبع به عنوان منبع یونش در طیف سنجی تحرک یونی و مقایسه این روش با تخلیه کرونا، برتری ها و کاستی های آن نسبت به روش تخلیه کرونا مورد ارزیابی قرار گرفت. پیک یون واکنشگر در منبع سدیم بصورت تک پیک و بنابراین خلوت تر از کرونا است. از طرفی این پیک نسبت به پیک یون واکنشگر در کرونا باریکتر بود و در زمان شناوری کوتاه تری قرار گرفت. طیف های حاصل از یونش ترکیبات با منبع سدیم هم پوشانی کمتری نسبت به طیف حاصل از یونش ترکیبات با منبع تخلیه کرونا داشت. پیک حاصل از منبع یونش سدیم در زمان شناوری طولانی تری قرار گرفت. بنابراین قدرت تفکیک برمبنای تک پیک و نیز برمبنای دو پیک برای منبع سدیم نسبت به کرونا افزایش داشت. منبع سدیم به همه ی ترکیبات پاسخ نمی دهد و انتخابی تر عمل می کند. حساسیت منبع سدیم نسبت به منبع کرونا کمتر بود که البته این می تواند در بعضی موارد یک امتیاز باشد. زیرا حساسیت زیاد اغلب باعث آلودگی دستگاه می-شود و زمان زیادی برای پاک شدن طیف زمینه نیاز است.

کولر آبی یک تکنولوژی شناخته شده و قدیمی برای تهویه هوا است. این سیستم در بسیاری از مناطق گرم وخشک جهان بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. طراحی کولرهای امروزی مربوط به 50 سال قبل است و جای تعجب است که تاکنون تغییری در آن داده نشده است. این کولرها دارای اشکالات فراوانی هستند که باعث می شود در اوج گرمای تابستان عملا بهره کافی نداشته باشند. در این پایان نامه به بررسی عملکرد و اشکالات در کولرهای آبی و ارایه طرحی به منظور افزایش بازدهی خنک سازی آنها پرداخته شد. از اشکالات اساسی کولر آبی کم بودن سرعت تبخیر آب از روی سطح است. در طراحی جدید با اسپری کردن آب، سرعت تبخیر بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. مبانی نظری طراحی جدید شامل بررسی سینتیک تبخیر آب و مقایسه آن در حالت توده ای با حالت قطره ای است. اثر قطره ای شدن آب بر سرعت تبخیر و میعان و فشار بخار نیز بررسی شد. پس از آن، ساخت کولر طراحی شده صورت گرفت. به منظور برآورد بازده خنک سازی کولر آبی معمولی و کولر طراحی شده آزمایشاتی ترتیب داده شد تا دما و رطوبت هوای خروجی دو کولر در شرایط مختلف اندازه گیری شود. بازده خنک سازی در کولر معمولی بین 60-70% و در کولر طراحی شده در حدود 95% بدست آمد. بنابراین طراحی جدید کولر آبی سبب افزایش 30-40% در بازدهی خنک سازی این نوع از کولرها شده است که این افزایش بازدهی سبب افزایش خنک کنندگی به میزان 6-5 درجه سانتیگراد می شود. مقایسه دو نوع کولر برتری کولر طراحی شده را نشان می دهد. این برتری در زمینه راندمان خنک سازی بیشتر و مصرف انرژی کمتر است. با توجه به تعداد فراوان کولر آبی در ایران چنانچه این طرح جایگزین کولرهای فعلی شود، مقدار عظیمی در انرژی صرفه جویی می شود .این صرفه جویی در فصل تابستان و پیک مصرف انرژی است که اثر مستقیمی بر حفظ منابع آبی کشور دارد.

در این پایان نامه شناسایی مواد منفجره به روش طیف سنج تحرک یونی (ims) با منبع تخلیه کرونا در پلاریته مثبت مورد بررسی قرار گرفت. این کار از طریق پیرولیز مواد مورد نظر در دمای بالا (حدود 200 درجه سانتی گراد) و تولید no وno2 امکان پذیر است. سپس no در سل دستگاه ims به یون مثبت تبدیل شده و براحتی قابل شناسایی می باشد. . حد تشخیص عملی بدست آمده برای مواد منفجره petn، nto، hmx، rdx و tnt، به ترتیب برابر8-10 ×4، 6-10×1، 8-10 ×1، 9-10 ×0/5 و 6-10 ×1 گرم می باشد. رفتار دمایی این مواد مورد بررسی قرار گرفت و دمای بهینه برای شناسایی مواد منفجره مشخص گردید. در ادامه جهت بهبود در شناسایی پیک no+ حاصل از پیرولیز مواد منفجره، ساختار منبع کرونا تصیح شد تا بتوان شدت پیک no+ زمینه حاصل از کرونا را کاهش داد. در این طراحی از یک صفحه دیسکی که روزنه ای کوچک در مرکز آن تعبیه شده در مقابل الکترود سوزن استفاده شد. شدت پیک واکنشگر no+ نسبت به تغییرات سرعت جریان گاز رانش و ولتاژ کرونا در دو حالت (با دیسک و بدون دیسک) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد که با افزایش سرعت جریان هوا و کاهش ولتاژ کرونا در شرایط دستگاهی کاملاً یکسان شدت پیک no+ کاهش یافته وحتی تحت شرایطی شدت آن تقریباً به صفر رسیده است. در صورتیکه تغییرات سرعت جریان گاز تأثیر چندانی بر روی شدت پیک no+ حاصل از کرونا در شرایط بدون دیسک نداشته است و کاهش ولتاژ کرونا حداکثر شدت پیک را نصف کرده است. همچنین شناسایی مواد منفجره در شرایط واقعی یعنی در هوای محیط انجام شد و مزاحمتهای محیطی (بخار آب و آمونیاک) در این شرایط مورد بررسی قرار گرفتند. اثر مواد مختلف بر حذف مزاحمتهای محیطی بررسی شد و پتاسیم دی هیدروژن فسفات بهترین عملکرد را نشان داد.

لوله رانش اصلی ترین قسمت دستگاه طیف سنج تحرک یونی است. این لوله متشکل از یک سری رینگ های فلزی و عایق پی در پی است که هر دو رینگ فلزی مجاور با یک مقاومت به هم متصل شده و یک اختلاف ولتاژ بین ابتدا وانتهای لوله برقرار می-شود. یونهای تولید شده توسط منبع یونش از داخل این لوله عبور کرده تا به کلکتور برسند. سیگنالی که توسط کلکتور ثبت می-شود مستقیماً با تعداد یونهایی که به آن می رسند مرتبط است. یونهای اولیه که توسط منبع یونش تولید می شوند جریانی در حد چند میکروآمپر است اما جریانی که به کلکتور می رسد در حد نانوآمپر است. بعبارت دیگر درصد زیادی از یونهای تولید شده در منبع یونش به کلکتور نمی رسند. قطعاً یونها در حین راه تلف می شوند و در مسیر عبور خود از داخل لوله رانش از دست می روند. در این پایان نامه به نتایج آزمایشهایی در خصوص میزان از دست رفتن یونها و عوامل موثر بر آن پرداخته شده است. نتایج در چند بخش بررسی می شود. ابتدا اثر میدان بر روی میزان انتقال یونها بررسی شده است. در این قسمت با ثابت نگه داشتن طول لوله رانش در حالتی که شدت میدان تغییر می کند میزان جریان یونهای رسیده به جمع کننده توسط ولت متر اندازه گیری شد. این آزمایش برای طولهای مختلف لوله ی رانش تکرار گردید و با تغییر میدان، جریان اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در هر طولی افزایش شدت میدان تأثیر فوق العاده ای بر جریان یونی دارد بطوریکه جریان یونی با مربع میدان متناسب است. معمولاً مقاومتهای بکار برده شده بین رینگها یکسان است بطوریکه میدان ثابتی در طول لوله ایجاد می شود. در بخشی از این تحقیق سعی شد که مقاومتها نایکسان انتخاب شود بطوریکه شدت میدان در طول لوله افزایش و یا کاهش یابد و سپس جریان یونی اندازه گیری شد. نتیجه این قسمت نشان داد که بهترین حالت وقتی است که مقاومتها یکسان باشد. در قسمت بعدی جریان یونهای عبوری نسبت به طول لوله رانش بررسی شد. در این آزمایش، جریان کلکتور در یک میدان ثابت به ازای طولهای مختلف سل اندازه گیری شد و مشخص گردید که هر چه طول لوله کاهش یابد جریان بیشتری از آن عبور می کند. سپس مدل سینتیکی ارایه می شود که می توان با استفاده از آن نتایج مشاهده شده را بخوبی تفسیر کرد. در این مدل فرض بر اینست که یونها با نرخ ثابتی به لوله رانش وارد می شوند اما بصورت یک واکنش درجه اول از بین می روند. در خصوص تلف شدن یونها آزمایشهایی نیز طراحی شد تا بتوان توزیع فضایی یونها در نقاط مختلف لوله را اندازه گیری کرد. نتایج به دست آمده بخوبی با مدل ارایه شده مطابقت دارد. نتایج این تحقیق در طراحی لوله رانش کاربرد دارد.

در این پایان‎نامه، یک آشکارساز ربایش الکترون با منبع تولید الکترون با استفاده از تخلیه الکتریکی در نیتروژن معرفی می‎گردد. آشکارساز ربایش الکترون بیشتر از 4 دهه است که به عنوان آشکارساز گازکروماتوگرافی بکار می‎رود. از سال 1960 که اولین آشکارساز ربایش الکترون ساخته شد، منبع تولید الکترون در این گونه آشکارسازها بدون تغییر مانده است و هنوز از منابع رادیواکتیو استفاده می‎شود. اما به‎خاطر معایب منابع رادیواکتیو تلاش‎های زیادی برای جایگزین کردن این منابع با منابع غیررادیواکتیو انجام شده است. تقریباً هیچ‎کدام از این منابع الکترون جایگزین مناسبی برای منابع رادیواکتیو نبوده اند. آشکارساز ساخته‎شده دارای دو ناحیه مجزا می‎باشد. ناحیه اول یا ناحیه تولید الکترون شامل دو الکترود سوزن و هدف است که با اعمال ولتاژ بین این دو الکترود تخلیه الکتریکی ایجاد شده و یک جریان الکترونی تولید می‎شود. ناحیه دوم ناحیه ربایش است که شامل مجرایی برای ورود نمونه و همچنین الکترود جمع‎کننده می‎باشد. سیگنال رسیده به جمع‎کننده بعد از تقویت شدن به کامپیوتر منتقل می‎شود و به صورت طیف نشان داده می‎شود. این آشکارساز حد تشخیص در حدود 33 پیکوگرم برای گونه کلروفرم دارد و انتظار می‎رود با تغییراتی که در آینده در ساختار آن داده می‎شود این مقدار کاهش یابد.

هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات یکی از مواد منفجره مهم می باشد که از واکنش هیدرازین با 5-آمینوتترازول به وجود می آید. در این تحقیق، انرژی برهمکنش مولکول هیدرازین با هفت تاتومر مولکول 5- آمینوتترازول بر اساس روش های محاسباتی اختلالی وتابعی چگال محاسبه شده است. بدین منظور مولکول هیدرازین در 25 جهت گیری مختلف در اطراف تاتومرها قرار داده شده است. محاسبات به طور جداگانه در محیط های گازی وحلال شامل آب، اتانول و دی متیل سولفوکسید صورت گرفته است. آنتالپی استاندارد تشکیل(?fh?gas) برای هر پیکر بندی هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات با استفاده از آنتالپی استاندارد تشکیل تجربی هیدرازین و5-آمینوتترازول درفاز گازی وانرژی بر همکنش محاسبه شده درفاز گازی به دست آمده است. در پایان با استفاده از آنتالپی تشکیل محاسبه شده برای هر پیکر بندی ودر نظر گرفتن سهم هر پیکربندی در حالت گازی مقدار ?fh?gas برای هیدرازینیوم 5-آمینو تترازولات محاسبه گردید.

بوی بد دهان، بوی نامطبوعی است که همراه با هوای بازدم از دهان یا بینی خارج می شود. ترکیبات مولد بوی بد موجود در بزاق، اگر مورد دسته بندی قرار گیرند به 4 دسته ی: سولفیدی، آمینی، کربوکسیلیکی و الکلی تقسیم می شوند. دراین تحقیق، از دستگاه طیف سنج تحرک یونی (ims) برای شناسایی مواد بدبو داخل دهان استفاده شده است. در این کار به بررسی دسته ای از آمین ها (آمونیاک، تری متیل آمین، ایندول و اسکاتول) پرداخته شده است. به این منظور پیک مواد مورد نظر توسط دستگاه ims گرفته و منحنی کالیبراسیون آن ها رسم شده است. برای اینکه بتوان این مواد را اندازه گیری کرد، حد تشخیص دستگاه ims نسبت به آن ها بدست آمد و به این طریق، آستانه مقدار ترکیباتی که می توان با دستگاه طیف سنج تحرک یونی شناسایی کرد اندازه گیری شد. طبق این روند حد تشخیص چهار ترکیب آمونیاک، ایندول ، اسکاتول و تری متیل آمین، به ترتیب برابر ppbv 5/1،6/1،8/18،0/16 بدست آمد. این مواد در غلظت های ساخته شده، بصورت مستقیم به دستگاه تزریق شد. چنانچه از جاذب استفاده کرده و هوای بازدم پیش تغلیظ شود، حد تشخیص های بسیار پایین تری بدست می آید. در ارزیابی مقدار آمونیاک در بازدم افراد سالم، دیده شد که غلظت آن برای افراد مختلف متفاوت است، همچنین مقدار آمونیاک در تنفس یک فرد هم در ساعات مختلف تغییر می کند. در واقع هرچه از زمان خوردن فاصله گرفته شود، غلظت آمونیاک در بازدم بیشتر می شود. این تحقیق، نشان می دهد که دستگاه ims به خوبی می تواند پاسخ گو برای تشخیص آمونیاک در تنفس باشد و به عنوان مکمل روش های دیگر مطرح شود.

طیف سنجی جرمی یکی از حساس ترین روش ها درآنالیزمواداست.دراین روش مولکول هاو اتم های خنثی یونیزه می شوند. سپس در میدان الکتریکی، مغناطیسی و یا الکترومغناطیسی جداسازی و توسط آشکارساز، شناسایی می شوند. طیف سنج جرمی زمان پرواز یکی از ساده ترین، پرکاربردترین وسریعترین دستگاه های تجزیه گر جرمی است. در این پایان نامه از طیف سنج جرمی زمان پرواز ساخته شده در آزمایشگاه لیزر دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان برای بررسی طیف جرمی آمینواسیدهای فنیل آلانین، آلانین، والین و پرولین استفاده شده است. در طیف سنج جرمی زمان پرواز مورد استفاده در این تحقیق، از لیزر nd:yag با طول موج nm 1064 به عنوان منبع یونیزاسیون استفاده شده است. در این تحقیق، از روش جدیدی که برای اولین بار در آزمایشگاه لیزر دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان معرفی شد استفاده شد. در این روش نور لیزر به پشت صفحه استیلی حاوی اسیدآمینه و نمک قلیایی تابانده شد و به دلیل عدم برهمکنش مستقیم نور و نمونه، قطعه قطعه شدن مولکول اسیدآمینه به حداقل رسیده یا اصلا مشاهده نگردید. با تابش لیزر به پشت صفحه، مولکول اسیدآمینه به همراه نمک قلیایی از سطح تبخیر شده و کاتیون های قلیایی به اسیدآمینه متصل می شوند. در این تحقیق ابتدا طیف صفحه از جنس استیل نازک (mm0/1) بدون نمونه ثبت شد که شامل یون های+k+،cr+، mnو+fe بود که از این یون ها برای کالیبراسیون جرمی استفاده شد. همچنین طیف دو نمک سدیم فلوراید و لیتیم کلراید بر روی صفحه استیل نیز، هرکدام جداگانه ثبت گردید و یونهای +na+ na.naf+ li+ li.licl مشاهده شدند.سپس فنیل آلانین و سدیم فلوراید بر روی صفحه گذاشته شدند و طیف آن ثبت شد. در این طیف گونه+[phe+2na-h] مشاهده شد. آزمایش با نمک لیتیم کلراید نیز تکرار شد و این نتیجه بدست آمد که لیتیم بهتر از سدیم به اسیدآمینه ها متصل می شود. از این رو راندمان یونش بیشتری دارد. همچنین طیف فنیل آلانین، آلانین، والین و پرولین با نمک لیتیم کلراید ثبت شد. در این روش یون هایی مشابه یون های مشاهده شده در روش maldi مشاهده شدند. تمام اسیدهای آمینه یون هایی به فرم+[amino acid+2li-h] تشکیل دادند.

در این رساله دو نوع طیف سنجی مولکولی و اتمی انجام شده است. در بخش اول به مطالعه طیف فوتوالکترون لایه ظرفیت چندین مولکول زیستی پرداخته شده است. طیف های فوتوالکترون لایه ظرفیت مولکول های حیاتی نظیر اسیدهای آمینه برای بررسی آستانه آسیب این مولکول ها در مقابل پرتوهای مضر بسیار حائز اهمیت هستند. در این رساله علاوه بر ثبت طیف های تجربی فوتوالکترون لایه ظرفیت دو اسید آمینه آلانین و پرولین، موقعیت و شدت خطوط طیف فوتوالکترون این مولکول ها و همچنین سه مولکول کافئین، زانتین، و هایپوکزانتین، در فاز گازی، با استفاده از محاسبات کوانتومی با نام بر همکنش پیکربندی- خوشه های جفت شده تقارن سازگار محاسبه و شبیه سازی شدند. همچنین با استفاده از محاسبات اوربیتال های پیوندی طبیعی خطوط فوتوالکترون مشاهده شده در طیف فوتوالکترون مولکول های فوق الذکر تعیین و شناسایی شدند. علاوه بر این با در نظر گرفتن تاتومرها و کانفورمرهای پایدار این مولکول ها در فاز گازی و توزیع جمعیت بدست آمده از محاسبات ترموشیمی، طیف نظری دقیق تری به منظور مقایسه با طیف های تجربی به دست آمد. در قسمت تجربی این بخش برای ثبت طیف های فوتوالکترون صحیح تر با بررسی طیف های جرمی در دماهای متفاوت ، پایداری حرارتی مولکول ها و دمای مناسب جهت انجام طیف سنجی به دست آمد. به همین دلیل طیف های ثبت شده در این رساله تطابق قابل قبولی با طیف های نظری محاسبه شده داشتند. در بخش دوم به طیف سنجی اپتوگالوانی اتم نئون درمحیط پلاسما پرداخته شده است. روشی جدید با نام طیف سنجی اپتوگالوانی دوبعدی در این بخش معرفی شده است. با استفاده از این روش و با در نظر گرفتن یک پنجره زمانی با پهنا و تاخیر انتخابی بر روی سیگنال های اپتوگالوانی به منظور انتگرال گیری و تولید طیف اپتوگالوانی، حد تفکیک طیف افزایش یافته تا حدی که چندین گذار بسیار نزدیک به هم (فرا تر از حد تشخیص دستگاهی) از یکدیگر تفکیک و شناسایی شدند. با استفاده از این روش یک گذار تک فوتون جدید در طول موج 113/640 نانومتر و همچنین سه گذار دو فوتونی جدید در طول موج های 630/626 ، 651/626 ، و 669/626 نانومتر ثبت و شناسایی شدند.

سرطان ریه یکی از انواع سرطان هایی است که به سرعت پیشرفت کرده و بد خیم می شود(1) و یکی از دلایل مهم مرگ و میر در جهان محسوب می شود. از آنجا که در مراحل ابتدایی این بیماری بدون علامت یا دارای علائم غیر اختصاصی است، تشخیص و شناسایی سریعتر آن در روند درمانی و میزان زنده ماندن کمک کننده است(2) دراین تحقیق با استفاده از وش سل-ژل سیلانی از نانوذرات طلا به عنوان جاذب به منظور اندازه گیری گاز های آلی فرار موجود در بازدم استفاده شد. گاز های انتخابی شامل استون ، استالدهید و استونیتریل می باشد. استخراج نمونه قبل از آنالیز، تمام مراحل لازم برای آماده سازی نمونه اصلی برای اندازه گیری با روش مورد نظر را در بر می گیرد و پاک سازی نمونه، تغلیظ و تغییر در شکل فیزیکی نمونه را بر عهده دارد(3و4). روش غیر مستقیم ریز استخراج با فاز جامد به عنوان روش انتخابی به عنوان عامل پیش تغلیظ کن گازها پذیرفته شد زیرا مزیت های بیشتری نسبت به روش مستقیم دارد : از جمله عدم تماس جاذب با نمونه و جلوگیری از آلودگی سطح جاذب، افزایش طول عمر جاذب و... دارد (5) بعد از استخراج نمونه و پیش تغلیظ کردن آن برای آنالیز نمونه ها از دستگاه طیف سنجی تحرک یونی استفاده شد. ابتدا منحنی کالیبراسیون و حد تشخیص گاز های مورد نظر با تزریق مستقیم نمونه با غلظت مشخص به دستگاه مورد بررسی قرار گرفت، سپس نمونه های تهیه شده به روش ریز استخراج با فاز جامد را آنالیز و غلظت گاز ها در مقیاس ppm و ppb گزارش شد.

سطح انرژی پتانسیل برهم کنش برای سامانه های واندروالسی he-cs2، ne-cs2 و ar-cs2 با استفاده از روش (ccsd(t و مجموعه پایه aug-cc-pvdz که با توابع میان پیوندی {3s3p2d1f1g}بسط داده شده، محاسبه شد. مشخص شد که این مجموعه پایه به حد مجموعه پایه کامل همگرا می شود. انرژی برهم کنش در هر پیکربندی و فواصل بین مولکولی مختلف با فرض چرخنده صلب برای مولکول cs2 و تصحیح خطای برهم نهی مجموعه پایه به دست آمد. همچنین محاسبات sapt با مجموعه پایه مشابه در پیکربندی پایدار ترین ساختار هر کمپلکس در فواصل بین مولکولی مختلف به منظور مقایسه با نتایج (ccsd(t انجام شد. سطح انرژی پتانسیل محاسبه شده برای هر کمپلکس با یک رابطه تحلیلی برازش شد و ضرایب پراکندگی همسانگرد دوقطبی-دوقطبی ( c6) و دوقطبی-چهارقطبی (c8) به دست آمد. با استفاده از معادله تحلیلی پتانسیل، ضریب دوم ویریال برهم کنش (b12) برای سه کمپلکس مذکور برای اولین بار محاسبه و گزارش شد. با استفاده از مقادیر تجربی ضریب دوم ویریال گازهای خالص (cs2، he ، ne و ar) ضریب دوم ویریال مخلوط cs2 و گازهای نجیب در دما و کسرهای مولی مختلف به دست آمد. همچنین یک مدل پتانسیل تک مرکزی برای برهم کنش cs2 با گازهای نجیب ar و ne ارائه شده است. از بین کمپلکس های مورد بحث، کمپلکس ar-cs2 انتخاب شد و در حالت های برانگیخته الکترونی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. سطح انرژی پتانسیل مربوط به شانزده حالت برانگیخته الکترونی پایین کمپلکس ar-cs2 (در حالت یکتایی) محاسبه شد. سطوح پتانسیل بر اساس برانگیختگی عمودی کمپلکس مشتمل بر cs2 خطی به حالت های برانگیختگی والانس صورت می گیرد. محاسبات با روش eom-ccsd با مجموعه پایه ذکر شده در بالا انجام گرفت. طیف جذبی uv کمپلکس ar-cs2 محاسبه شد و مشخص شد که برهم کنش cs2 با اتم ar برخی انتقالات ممنوع در cs2 را فعال و هرچند به طور ضعیف مجاز می کند. سطوح انرژی پتانسیلی که دارای عمق واضح و مشخص برای تمام پیکربندی ها هستند به طور سراسری با یک رابطه تحلیلی برازش شدند تا ضرایب و کمپلکس در حالت برانگیخته الکترونی تخمین زده شود. در ادامه مطالعه بر روی کمپلکس ar-cs2 در حالت برانگیخته الکترونی، محاسبه صحیح سطح انرژی پتانسیل کمپلکس (ar–cs2(v1b2 به منظور بررسی اثر برهم کنش واندوالسی روی نشر (cs2(v1b2 در نقاط ایستای سطح پتانسیل انجام گرفت. برای انجام محاسبات برهم کنش حالت برانگیخته v1b2 مولکول cs2 با اتم ar، روش eom-ccsd با همان مجموعه پایه مورد استفاده قبلی، به کار برده شد اثر برهم کنش واندروالس روی نشر (cs2(v1b2 در نقاط ایستای سطح پتانسیل انجام گرفت و مشخص شد که شدت و موقعیت طیف نشری بستگی به جهت گیری اتم آرگون در اطراف cs2 خمیده و فاصله بین دو مونومر دارد. در پیک نشری مربوط به پیکربندی نقطه کمینه کلی مشاهده می شود با کاهش فاصله بین دو مونومر جابه جایی قرمزی در نشر نسبت به نشر (cs2(v1b2 تنها اتفاق می افتد. اطلاعاتی راجع به پارامترهای ساختاری کمپلکس در پیکر بندی مینیمم کلی با تقریب پتانسیل شبه دو اتمی با استفاده از منحنی پتانسیل محاسبه شده به دست آمد.

در این رساله تلاش¬هایی برای کاهش مشکلات و خطاهای بوجود آمده در شناسایی مواد در دستگاه طیف سنج تحرک یونی (ims ) صورت گرفته است. با توجه به اینکه بیشترین کاربرد دستگاه ims در مناطق عملیاتی و حفاظتی مثل فرودگاه¬ها و اماکن مهم برای شناسایی مواد مخدر و منفجره است، بنابراین کاهش خطا در شناسایی مواد حائز اهمیت است. در دستگاه ims شناسایی مواد بر اساس زمان ظهور آنها انجام می¬شود. بنابراین هر عاملی که باعث جابجایی پیک مربوطه شود باعث ایجاد خطا در شناسایی آن ماده می¬شود. یکی از عوامل مهم در این زمینه اثر پیک¬های همسایه است. در واقع اثر دافعه بین پیک¬های نزدیک بهم می¬تواند باعث جابجایی آنها شود. این مسأله در فصل سوم بطور دقیق مورد بررسی قرار گرفته است و در فصل چهارم، رابطه تئوری برای تصیح زمان پیک¬ها ارائه شده است که تطابق خوبی بین نتایج تجربی و تئوری بدست آمد. یکی دیگر از مشکلات دستگاه ims، وجود خطا در شناسایی اجزاء مخلوط¬ها است. یک راه حل برای رفع این مشکل، جداسازی اجزاء مخلوط قبل از ورود به سل دستگاه ims است. دو روش برای این کار پیشنهاد و بررسی شده است. در فصل پنجم، جفت کردن تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک با ims معرفی شده است. در این روش جدید امکان شناسایی ساده و سریع لکه¬های روی صفحه tlc فراهم شده است. در این فصل، شش طراحی¬ مختلف برای جفت کردن tlc به ims ارائه شده است. این روش برای اولین بار گزارش می¬شود. در بخش ششم به ارائه روش دیگری برای ورود جزء به جزء گونه های مخلوط به دستگاه ims ارائه شده است. در این روش از افزایش تدریجی و پیوسته دما استفاده شده است. اجزای مخلوط در دماهای مختلف واجذب شده و به ترتیب وارد سل دستگاه ims شده¬اند.

پژوهشهای انجام شده در این رساله شامل ترکیبی از تکنیک¬های تجربی و روش¬های محاسبات کوانتومی است، که بخش اصلی آن را پروژه¬های تجربی تشکیل می¬دهد. بخش تجربی پژوهش¬ها با طیف¬سنج تحرک یونی (ims) و طیف سنج جرمی زمان پرواز (tof-ms) انجام شده است. در فصل چهارم، سینتیک واکنش تشکیل دیمر با مرز پروتون برای سیکلوپنتانون، سیکلوهگزانون و سیکلوهپتانون با استفاده از طیف سنج تحرک یونی در دمای 70-30 درجه سانتیگراد بررسی شد. ثابت¬های سرعت اندازه¬گیری شده حدود cm3/s 10-10 بودند. از آنجایی که واکنش تشکیل دیمر واکنشی یون-مولکول است، ثابت¬های سرعت نظری با استفاده از نظریه¬ی میانگین جهت¬گیری دوقطبی (ado) محاسبه شدند. ثابت¬های سرعت نظری حدود cm3/s 9-10 به دست آمدند. تفاوت مشاهده شده بین داده¬های تجربی و نظری به آبپوشی مونومرهای پروتونه شده نسبت داده شد. به این ترتیب، یک ثابت سرعت مؤثر (keff) تعریف شد که حاوی انرژی فعالسازی برای جابجایی مولکول¬های آب با مونومر خنثی در طی واکنش تشکیل دیمر بود. این ثابت سرعت مؤثر با داده¬های تجربی همخوانی خوبی داشت و اختلاف بین نتایج نظری و تجربی را توجیه می¬کرد. در فصل پنجم، روشی برای مطالعه¬ی سینتیک انتقال پروتون از یون¬هایی غیر از h3o+ با طیف سنجی تحرک یونی ارائه شد؛ به این صورت که ناحیه¬ی یونیزاسیون ims با مولکول واکنشگر (r) اشباع می¬شود تا فقط یون rh+ در این ناحیه حضور داشته باشد، سپس مولکول پروتون گیرنده (p) با گاز رانش وارد لوله¬ رانش می¬شود. در لوله¬ی رانش انتقال پروتون از rh+ به p انجام می-شود که منجر به تشکیل دنباله¬ای بین پیک rh+ و ph+ می¬شود. ¬سینتیک انتقال پروتون از مولکولهای پروتونه شده¬ی استون (ac)، تری متیل آمین (tma) و آب به 4،2-دی متیل پیریدین (dmp) در دمای 230-170 درجه¬ی سانتیگراد مطالعه شد. نتایج تجربی نشان داد که سرعت انتقال پروتون به dmp بصورت h3o+ > ach+ > (tma)h+ است. ثابت¬های سرعت نظری این واکنش¬ها با استفاده از نظریه¬¬ی ado و روش¬های b3lyp و mp2 محاسبه شدند. همخوانی خوبی بین ثابت¬های سرعت تجربی و نظری مشاهده شد. در فصل ششم، واکنش¬های لیتیم¬دار شدن اسیدهای آمینه با استفاده از طیف سنج جرمی زمان پرواز بررسی شدند و مکانیزمی برای اتصال اولین و دومین یون li+ به اسیدهای آمینه ارائه گردید. آزمایش¬ها نشان دادند که ساختار اسیدهای آمینه و محیط واکنش بطور مستقیم روی لیتیم¬دار شدن اسیدهای آمینه تاثیر گذار است. مکانیزم ارائه شده تمامی پارامترهای ساختاری و محیطی را به حساب می¬آورد و نشان می¬دهد که اتصال اولین یون li+ به اسیدهای آمینه یک اتصال ساده است در حالی که دومین یون li+ در طی یک واکنش جانشینی، جایگزین یک پروتون می¬شود. هر عاملی که بتواند باعث کنده شدن راحت¬تر پروتون شود، اتصال دومین یون li+ را مطلوب تر می¬سازد. با استفاده از روش b3lyp و انجام محاسبات در فاز آبی، ترمودینامیک واکنش¬های اتصال اولین و دومین یون li+ به اسیدهای آمینه بررسی شد. مقادیر محاسبه شده¬ی ∆h و ∆g نشان دادند که اثر ساختار اسیدهای آمینه و ph محیط روی واکنش اتصال دومین یون li+ بیشتر است. نتایج نظری و تجربی، مکانیزم پیشنهاد شده را به خوبی تایید کردند و مشخص شد که لیتیم دار شدن اسیدهای آمینه در فاز آبی انجام می¬شود نه در فاز گازی. در فصل هفتم، جذب سورفکتانت¬های سدیم لوریل سولفات (sls) و سدیم لوریل اتر سولفات (sls) روی سطح ظروف آلومینیومی، مسی، آرکوپال چینی، تفلونی، شیشه¬ای و استیل با ims بررسی شد. این دو سورفکتانت که جز تشکیل¬دهنده¬ی شوینده¬ها هستند برای سلامتی بدن مضر می¬باشند. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار جذب sls و sles روی سطح آرکوپال چینی و کمترین جذب روی سطح استیل و شیشه رخ می¬دهد. مقدار باقیمانده¬ی sls و sles پس از شستشوی این سطوح با آب سرد (صفر درجه سانتیگراد) و آب جوش انداره¬گیری شد. این پژوهش نشان داد که شستشوی ظزوف با آب جوش بهتر از آب سرد است، زیرا آب جوش سورفکتانت¬ها را بهتر از سطح ظروف پاک می¬کند.

هدف از این پایان¬نامه طراحی و شبیه¬سازی یک سیستم اتوماسیون جهت جداسازی رزین¬های پلاستیک از یکدیگر در زباله¬های شهری است. بدین منظور روش¬های موجود در زمینه¬ی جداسازی رزین¬های پلاستیکی مرور گردیده و یک سیستم مناسب برای این امر پیشنهاد شده است. سیستم جداسازی پیشنهادی در نرم¬افزار visual nastran شبیه¬سازی گردید. این سیستم از سه واحد شناسایی، کنترل و پرتاب تشکیل شده است. اساس عملکرد واحد شناسایی بر مبنای طیف¬سنجی بازتابشی مادون قرمز نزدیک می¬باشد. طیف بازتابشی چندین نمونه¬ی مختلف پلاستیکی از رزین¬های pet، hdpe، pvc، pp و ps که به طور عمده در جریان زباله-های شهری وجود دارند، در نواحی مختلف طول موجی گرفته شده است. بر اساس این طیف¬های بازتابشی، دو الگوریتم جداگانه جهت شناسایی رزین¬های پلاستیکی از یکدیگر به دست آمده است. این دو الگوریتم، بر اساس ماهیتی که دارند، الگوریتم¬های "دو فیلتر" و "مشتق دوم" نامگذاری شده¬اند. در الگوریتم روش دو فیلتر از دو طول موج خاص طیف در ناحیه¬ی مادون قرمز نزدیک، و در الگوریتم روش مشتق دوم از بیشتر گستره¬ی این ناحیه¬ی طول موجی استفاده می¬شود. با بررسی تأثیر پارامترهای مختلف نظیر آلودگی سطحی، ضخامت نمونه و وجود برچسب و درپوش برای نمونه، آشکار شد که هر دو الگوریتم کارایی بالایی در شناسایی رزین¬ها دارند. علاوه بر الگوریتم¬های شناسایی نوع رزین، الگوریتم¬هایی نیز برای شناسایی رزین¬های hdpe و pp بر اساس رنگ ایجاد شده است. این الگوریتم¬ها نتایج در خور توجهی دارند. در آن¬ها از طیف ناحیه¬ی مرئی استفاده شده است. الگوریتمی نیز برای شناسایی رزین¬های پلاستیکی، شیشه و کاغذ ایجاد شده است که روش "چهار فیلتر" نامگذاری شده است. در واحد کنترل از نرم¬افزار labview و کارت اکتساب داده استفاده می¬شود. وظیفه¬ی اصلی واحد کنترل اجرای الگوریتم¬های شناسایی و تشخیص ماده¬ی مورد نظر، و سپس ارسال فرمان مناسب به واحد پرتاب است. پس از بررسی¬های انجام گرفته، کارت اکتساب داده¬ی advantech pci-1710 برای واحد کنترل انتخاب شد. این کارت بدلیل ویژگی¬هایش، برای دریافت داده از واحد شناسایی و ارسال آن به کامپیوتر بسیار مناسب است. همچنین، این کارت برای ارسال فرمان به واحد پرتاب استفاده شده است. روش پیکربندی کارت برای کامپیوتر مورد بررسی قرار گرفته است. برنامه¬های مربوط به دریافت داده توسط کارت و ارسال فرمان، در نرم¬افزار labview و با کمک نرم¬افزار درایور کارت ایجاد شده است. همچنین برنامه¬های شناسایی بر اساس الگوریتم¬های به دست آمده برای واحد شناسایی، در labview ایجاد شده است. مطابق بررسی¬های انجام گرفته، سرعت آنالیز و محاسبات مربوط به الگوریتم¬ها در labview با سرعت سیستم جداسازی سازگار است. در واحد پرتاب امکان استفاده از شیر الکتروپنوماتیکی بررسی شده است. برای دستیابی به این هدف، شبیه¬سازی عمل پرتاب در نرم¬افزار visual nastran انجام شد و نیروی لازم پرتاب به دست آمد. در نهایت می¬توان بیان کرد که سیستم جداسازی پیشنهادی یک سیستم سریع، دقیق، مناسب و ایده¬آل برای جداسازی رزین¬های پلاستیکی است.

تشخیص سرطان ریه در مراحل اولیه به درمان سریع تر آن کمک می کند.که در این پروژه با استفاده از تغییر غلظت گازهای تنفسی می توان به عنوان هشداری برای سزطان استفاده نمود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

بررسی واکنشهای انتقال پروتون در فاز گازی از سال 1956 میلادی و به وسیله طیف سنج جرمی فشار بالا آغاز شد. از آن سال به بعد روشهای مختلف دستگاهی نظیر انواع طیف سنجی های سیکلوترون رزونانس یونی و تکنیک های جاری سازی پس از برافروختگی نیز بدین منظور به کار رفته است . در این پروژه برای بررسی این واکنشها از دستگاه طیف سنج تحرک یونی استفاده شده است . ابتدا برای ارزیابی شرایط تعادل، نسبت ثابتی از دو ماده شرکت کننده در واکنش توسط پمپ و با سرعتهای مختلف به دستگاه تزریق شده و سپس نسبت سطح زیرپیکهای این دو ماده در طیف ims برحسب سرعت پمپ رسم شده است . جائی که این نمودار افقی شود تعادل فرا رسیده است . سپس دو ماده مذکور با همان نسبت ثابت و با یک سرعت مناسب از این ناحیه افقی به دستگاه تزریق شده و لگاریتم نسبت پیکها بر حسب معکوس دمای مطلق رسم شده است . در ادامه این پروژه واکنش انتقال پروتون بین اتیل استات و دی متیل متیل فسفنات موسوم به dmmp (که تاکنون مقداری برای پروتون خواهی آن گزارش نشده است ) بررسی شده است . در نهایت با استفاده از نتایج این دو آزمایش ، مقدار 902 کیلوژول dmmp معادل 902/3 کیلوژل برمول به عنوان پروتون خواهی dmmp گزارش شده است . در انتهای این پروژه واکنشهای تعادلی بین مونومر و دیمر برخی ترکیبات در فاز گازی که منجر به تشکیل دیمرهای با مرز پروتون می شوند بررسی شده است .

سلنیم از جمله عناصر مهم بیولوژیکی است که آنالیز آن در سرم خون و انواع میوه ، سبزی و گوشت از اهمیت خاصی برخوردار است. تکنیک های مختلفی برای آنالیز سلنیم وجود دارد . هدف از انجام این پروژه بررسی آنالیز سلنیم با روش لومینسانس شیمیایی با وارد کردن هیدرید در آشکار ساز شعله شیمیایی با شعله هیدروژن - هوای غنی از هیدروژن بوده است. در ابتدا سل تولید هدرید و دستگاه آشکارساز شعله شیمایی ساخته شد . صحت عملکرد دستگاه با اتصال آشکار ساز با اتصال آشکار ساز شعله شیمیایی به کروماتوگرافی گازی و تزریق مخلوطی از دی سولفید کربن و تولوئن مورد ارزیابی قرار گرفت پس از اطمینان از صحت عملکرد دستگاه ساخته شده آنالیز سلنیم با آشکار ساز شعله شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. سلنیم هیدرید به روش اسید - سدیم بوروهیدرید با استفاده از پودر واکنشگر خشک ، تولید گردید و پس از جمع آوری و حذف مزاحمت هیدروژن در تله هیدرید ( ظرف حاوی نیتروژن مایع) و حذف بخار آب با تله یخ و نمک وارد آشکار ساز شعله شیمیایی شد. با مشاهده پاسخ مثبت آشکارساز به سلنیم هیدرید محلول استاندارد سلنیم تهیه گردید. با تزریق مقادیر 60-10 میکروگرم سلنیم به دستگاه منحنی کالیبراسیون مربوطه رسم گردید. این منحنی با ضریب رگرسیون خوبی از معادله درجه دو تبعیت می کند. بنابراین مدل پیشنهادی بر مبنای متناسب بودن سیگنال با توان دوم غلظت سلنیم می باشد.حد تشخیص جرمی روش بر مبنای نسبت سیگنال به نوفه مساوی دو برابر 2/0 میکروگرم بر ثانیه محاسبه گردید. با توجه با این که عموما حد تشخیص بر مبنای 3 انحراف استاندارد شاهد محاسبه و گزارش می گردد این پروژه حد تشخیص تقریبا 4 برابر بزرگتر از روش سگنال سه برابر انحراف استاندارد شاهد گزارش شده است.

این پایان نامه بطور کلی در مورد خالص سازی گازهاست. و شامل دو قسمت می باشد. قسمت اول در رابطه با حذف هیدروژن از هواست . هیدروژن در اثر بعضی از واکنشهای شیمیایی تولید می شود و وقتی که در محیط های بسته انبار شد ، باعث انفجار می گردد. برای جلوگیری از انفجار لازمست میزان هیدروژن محیط بطور مداوم کنترل شود. ساده ترین راه حذف هیدروژن استفاده از کاتالیزور است. بدین منظور از مخلوط کاتالیزورهای ‏‎pt , pd‎‏ استفاده شده، و میزان هیدروژن باقیمانده با استفاده از سنسور کاتالیتیکی گرمایی تعیین گردید. در این پروژه اثر سرعت جریان گاز هیدروژن بر سرعت حذف هیدروژن در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج آزمایشات سرعت حذف هیدروژن برای سرعت جریانهای مختلف حدودا یکسان بود و فقط به دما بستگی داشت و همچنین سرعت حذف هیدروژن در سرعت جریان 1000 میلی لیتر بر دقیقه و دمای 200 درجه سانتگراد برای یک گرم کاتالیزور در حدود 6/7 میلی لیتر در هر دقیقه تعیین گردید. قسمت دوم این پروژه در رابطه با حذف اکسیژن از کپسول های گاز نیتروژن می باشد، اکسیژن باعث تخریب بعضی از ستونهای کروماتوگرافی می شود و در بعضی از واکنش ها نیز مزاحمت ایجاد می کند. برای حذف اکسیژن از ترکیب اکسیژن اسکاونجر mno‎‏ استفاده شد . ترکیب ‏‎mno‎‏ با استفاده از حرارت دادن ‏‎mnco3‎‏ در محیط گاز نیتروژن تهیه شد. برای تعیین مقدار حذف اکسیژن توسط mno‎‏ از سنسور کرونا استفاده شد. در کرونا در محیط گاز نیتروژن بشدت به میزان اکسیژن حساس است بنابراین سنسور مذکور ساخته شد و برای تعیین غلظت اکسیژن کالیبره گردید. با توجه به نتایج آزمایشات مشخص شد که mno‎‏ در دمای 180 درجه سانتیگراد بیشترین راندمان راجهت حذف اکسیژن دارد. با استفاده از منحنی کالیبراسیون غلظت اکسیژن خروجی از محفظه واکنش mno‎‏ کمتر از 1‏‎ppm‎‏ بدست آمد و همچنین غلظت یک نوع کپسول نیتروژن موجود در بازار برابر 51/0 درصد حجمی تعیین شد.

دیمرهای با مرز پروتون با فرمول عمومی ‏‎(ah+a)‎‏ یون هایی هستند که در آنها دو مونومر از طریق یک پروتون به هم متصل شده اند هدف از این تحقیق بررسی سطح مقطع دیمرهای با مرز پوتون و مقایسه آن با سطح مقطع مونومر های پروتون دار شده مربوطه می باشد. این دیمرها از واکنش بین یک مونومر پروتون دار شده و یک مونومر خنثی تولید می شوند. در این تحقیق از یک دستگاه طیف سنج تحرک یونی استفاده شده است. این روش تحرک یون ها را اندازه گیری می کند که وابسته به سطح مقطع برخورد آنها با مولکول گاز شناور می باشد. انتظار می رود که سطح مقطع برخورد یون های دیمر حداقل دو برابر سطح مقطع برخورد یون های مونومر باشد. ولی مشاهدات تجربی نشان می دهد که این نسبت بسته به نوع ماده از 1/1 تا 5/1 تغییر می کند وبرای همه مواد با افزایش دما به سمت یک مقدار ثابت میل می کند دراین پروژه سعی شده است که این رفتار با کروی در نظر گرفتن مونومر و دمبلی در نظر گرفتن دیمر توجیه شود. اساس این فرض بر این استوار است که یون های کوچک (مونومر) در فاصله بین دو برخورد متوالی چرخش های زیادی انجام می دهند. و شکل ظاهری آنها به صوت کره به نظر می آید . اما یون های بزرگ (دیمر) فرکانش چرخش کمتر داشته و نمی توان آنها را یک کره به شعاع دو برابر مونومر در نظر گرفت بلکه به صورت یک دمبل به نظر می آیند. با توجه به این مطلب نسبت سطح مقطع های برخورد یون دیمر به مونومر محاسبه شده و مشاهده شد که این نسبت برابر 66/1 و تقریبا مستقل از نوع ماده است. از آنجا که یون به در دماهای پایین توسط مولکول آب و گاز پوشیده می شوند ، افزایش دما باعث شکسته شدن خوشه های یونی شده و یون ها آزاد و بدون پوشش می شوند. بنابراین در دمای بالا می توان سطح مقطع واقعی یون هارا اندازه گیری کرد. دیمرهای با مرز پروتون می توانند به صورت نامتقارن نیز باشند . در ادامه این تحقیق نشان داده می شوند که سطح مقطع این نوع دیمرها برابر متوسط حسابی سطح مقطع دیمرهای متقارن یعنی ‏‎ah+a , bh+b‎‏ می باشد.