در سال های اخیر، سنتز آهن اکسید ها در مقیاس نانو، به دلیل خواص ویژه و کاربردهای گوناگون این نانوذرات، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. آهن اکسیدهای متداول عبارتند از ?-fe2o3 ,?-fe2o3 و fe3o4. نانوذرات آهن اکسید مورد نظر با استفاده از روش های حالت جامد و سل-ژل سنتز و محصولات با استفاده از طیف سنج ft-ir، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و پراش پرتو ایکس (xrd) شناسایی شدند. با استفاده از روش حالت جامد نانوذرات ?-fe2o3 و مخلوط fe3o4/?-fe2o3 و fe3o4/?-fe2o3 و با استفاده از روش سل-ژل نانوذرات ?-fe2o3 سنتز شدند. از نانوذرات تهیه شده به روش حالت جامد به عنوان فوتوکاتالیست تخریب کنگورد و متیل اورنج و به عنوان کاتالیست اکسایش یون یدید به ید آزاد و همچنین برای حذف (cr(vi استفاده شده است.

نانوساختار های مختلفی از ترکیب منیزیم اکسید با بکارگیری روش های حالت جامد، سل-ژل و پیرولیز حرارتی تهیه شدند و در هر مورد شرایط بهینه به دست آمد. در سنتز همه ی نانو ساختارهای مذکور از فرآیند کلسیناسیون استفاده گردید. ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری، رفتار حرارتی، ریخت شناسی (مورفولوژی) و اندازه ذرات حد واسط ها و محصولات نهایی توسط روشهای طیف سنجی زیر قرمز (ir)، پراش پرتو ایکس پودری (xrd)، تجزیه گرمایی وزنی(tga)، تجزیه گرمایی تفاضلی(dta) و میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem) تعیین شده و مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به فعالیت جذب سطحی قابل توجه نانو ساختار های منیزیم اکسید درحذف بسیاری از آلاینده-های آلی، آزمایش های حذف رنگ کنگورد برای بررسی و مقایسه ی فعالیت این نانو ساختارهای سنتز شده، صورت گرفت. در همه موارد، نتایج نشان دهنده افزایش قابل توجه بازده حذف رنگ در حضور نانو ساختارهای منیزیم اکسید نسبت به منیزیم اکسید با اندازه ذرات بزرگ تر بود. همچنین برای بررسی اثر منیزیم اکسید بر فرآیند فوتوکاتالیستی، نیمه رساناهای روی اکسید و تیتانیم دی اکسید یک بار به طور خالص و بار دیگر با دوپ کردن منیزیم اکسید در ساختارشان، تهیه و مورد شناسایی قرار گرفتند. در ادامه آزمایش های تخریب رنگ کنگورد توسط این مواد سنتز شده انجام گرفته و نتایج حاکی از مثبت بودن اثر منیزیم اکسید بر افزایش راندمان فرآیند های فوتوکاتالیستی بود.

هدف از اجرای این پروژه، تهیه و شناسایی پلی ایمیدها و نانو هیبریدهای پلی ایمیدی است که ضمن داشتن پایداری حرارتی و خواص مکانیکی و شیمیایی مطلوب ، از ثابت دی الکتریک کاهش یافته ای برخوردار باشند. بنابراین این تحقیق را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد : 1- پلی ایمیدهای نوین بر پایه سیلوکسان 2- نانو هیبریدهای پلی ایمیدی مربوطه بر پایه نانوذرات سیلیکا در بخش اول برای تهیه پلی ایمیدها ، طراحی وسنتز سه مونومر دی آمینی جدید که بتوانند خواص شیمیایی، فیزیکی و حرارتی مطلوب را به پلیمر نهایی القا کنند مورد توجه قرار گرفت. در ابتدا از واکنش جانشینی نوکلئو فیلی 4-آمینو فنل(4-ap)، 3- آمینو فنل (3-ap)، و5- آمینو-1-نفتول(5-ap)، با دی فنیل دی کلرو سیلان، دی آمین های جدیدسیلوکسانی بیس (4- آمینو فنوکسی) دی فنیل سیلان (4-aps )، بیس (3- آمینو فنوکسی )دی فنیل سیلان(3-aps)، و بیس ( 5- آمینو -1- نفتوکسی) دی فنیل سیلان (5-aps) به ترتیب سنتز شدند و ساختار شیمیایی آنها با روش های طیف سنجی 1h-nmrو ft-ir و آنالیزعنصری مورد شناسایی قرار گرفتند. از واکنش این دی آمین های جدید سیلوکسانی با انواع دی انیدریدهای تجاری نظیر هگزا فلوئور و ایزوپروپیلیدین دی فتالیک انیدرید (6-fda)، پیروملیتیک دی انیدرید (pmda) و 3،3،4،4- بنزو فنون تترا کربوکسیلیک دی انیدرید (btda) پلی آمیک اسیدهای مربوطه تهیه گردید. به منظور تهیه پلی ایمیدهای مربوطه ، محلول های10درصد وزنی پلی آمیک اسید تهیه شده و در اتمسفر هوا ، تحت چرخه حرارتی قرار گرفتند. بدین ترتیب، گونه های جدید از پلی ایمیدها بر پایه سیلوکسان سنتز شدند و خواص فیزیکی و حرارتی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت، خواص پلیمرهای حاصله با یکدیگر مقایسه شدند و رابطه ساختار – خواص مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم این تحقیق، با توجه به نتایج به دست آمده از بخش اول، نانو هیبریدهای پلی ایمیدی محتوی درصدهای مختلف سیلیکا به دو روش پلیمریزاسیون درجا و روش سل- ژل تهیه شدند. در روش پلیمریزاسیون درجا از نانو ذرات sio2 و در روش سل- ژل ازپیش ماده تترااتیل اورتو سیلیکات جهت تهیه نانوهیبریدها استفاده گردید و روش های سنتزی برای تهیه نانو هیبریدها با هم مقایسه شدند. درهر دو روش سنتزی از پیش ماده پلی آمیک اسید به دوصورت اصلاح شده با 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) و اصلاح نشده استفاده شد. درحضور 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان به عنوان معرف اتصال دهنده، جدایی فازی بین بخش آلی و معدنی به حداقل رسید. جهت شناسایی و ارزیابی خصوصیات نانو هیبریدهای محتوی درصدهای مختلف سیلیکا از تکنیکهای xrd، sem ،afm ،tem ،ft-ir ،edax ، tga، dmta استفاده شد. ضمن اینکه رابطه ساختار با خواص در تمام فیلم های پلی ایمیدی و نانو هیبریدهای مربوطه بررسی گردید. با توجه به بررسیهای به عمل آمده مقدار بهینه نانو ذرات در ماتریس پلیمری تعیین گردید و مشخص گردید که نانو هیبریدها ازپایداری حرارتی بالاتری نسبت به پلی ایمیدها برخوردار می باشند ضمن اینکه ثابت دی الکتریک نانو هیبریدها در مقایسه با پلی ایمیدهای مربوطه به نحو مطلوبی کاهش یافته است. نتایج این تحقیق یعنی تهیه نانو هیبریدهای پلی ایمیدی با خواص مذکور می تواند دامنه کاربرد پلی ایمیدها را در صنایع مختلف از جمله در صنایع الکترونیک و میکروالکترونیک به عنوان عایق الکتریکی افزایش دهد.