با گسترش صنایع و افزایش مصرف انرژی در جهان، انتشار آلاینده اکسیدهای نیتروژن (nox)، اکسیدهای گوگرد (sox)، مونوکسید کربن (co)، دی اکسید کربن (co2)، ترکیبات آلی فرار (voc) و ذرات دوده که از احتراق سوخت های فسیلی در موتورهای درون سوز تولید می شوند، با سرعت زیادی در حال افزایش می باشد. عبارت nox که به طور کلی برای اکسیدهای یک نیتروژنه no و no2 به کار می رود، یکی از مهم ترین آلاینده های اتمسفری است. بنابراین کنترل انتشار و حذف آلاینده nox از اهمیت بسیاری برخوردار است. از آنجاییکه بررسی تمامی پارامترهای موثر در تهیه کاتالیست¬ها در آزمایشگاه امکان¬پذیر نیست، از این¬رو شبیه¬سازی¬های کامپیوتری مورد استفاده قرار می¬گیرند. امروزه، مدلسازی و شبیه¬سازی مولکولی با قابلیت¬های منحصر بفردش در ساخت ساختارها در مقیاس اتمی، نقش مهمی در مطالعه مواد و پدیده¬هارا در مقیاس نانو و ارتقاء کارآیی تکنولوژی¬های موجود ایفا می-کنند. همچنین، آنها امکان دستیابی به کاتالیست بهینه با مطالعه نمونه¬های زیاد در مدت زمانی کوتاه را میسر می¬سازند. با توجه به اهمیت حذف nox، هدف این پروژه پژوهشی مطالعه رفتار نانوکاتالیست¬ها در فرایند حذف scr nox است. در فرآیندهای زئولیتی که واکنش کاتالیستی بیشتر درون حفرات زئولیت اتفاق می¬افتد، مطالعه جذب و نفوذ مولکول¬های واکنش¬دهنده به منظور کسب فهم و درک کامل فرآیند چرخه کاتالیستی ضرورت دارد. در رساله حاضر، با بهره جستن از سیستم¬های شبیه¬ساز مولکولی، رفتار جذب و نفوذ مولکول¬ها در نانوکاتالیزور¬های مورد استفاده در فرایند کاهش کاتالیزوری انتخابی nox در مقیاس مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. برهم کنش فلزات مختلف با پایه کاتالیست و نیز رفتار کاتالیست¬ها در مراحل جذب، نفوذ و انتخاب¬پذیری گونه¬ها به روش¬های دینامیک مولکولی و مونت کارلو توسط نرم¬افزار materials studio بررسی شد. مدت زمان شبیه¬سازی 1 نانوثانیه با گام زمانی 1 فمتوثانیه و شعاع قطع 12/5آنگستروم برای اجراهای شبیه¬سازی در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش نفوذ با دما بود. به علت حجم¬های قابل دسترس تقریبا یکسان برای کاتالیست¬ها، مقادیر نفوذ تقریبا یکسان بدست آمد. نفوذ nh3 در کاتالیست cu-zsm5 بسیار محدود بود. در بررسی جذب مشاهده شد با افزودن کاتیون در پایه میزان ظرفیت جذب افزایش می¬یابد. کاتالیست cu-zsm5 جذب بسیار بالای nh3 را نشان داد. نتایج شبیه¬سازی¬های نفوذ محصولات نیز حاکی از انتخابگری بالای کاتالیست cu-zsm5 در دمای ℃300 بود. در نهایت کاتالیزور بهینه پیش-بینی شده از شبیه سازی مولکولی سنتز شد و کارایی آن در فرایند کاهش کاتالیزوری nox بررسی گردید. نتایج شبیه¬سازی مولکولی حاصل در این پژوهش مطابقت خیلی خوبی با نتایج کار تجربی انجام شده و نتایج دیگر کارهای شبیه¬سازی مرتبط بدست داد.

در این پایان نامه جهت سنتز نانوسیال عایق الکتریکی، ابتدا نانو ذرات اکسید گرافن سنتز و پس از عامل دار شدن با گروه عاملی آلکیل دار، در روغن پارافین پراکنده شدند. سپس، خواص نانوسیال از قبیل خواص عایقی، هدایت حرارتی و ضریب ویسکوزیته در غلظت های مختلف به صورت تجربی اندازه گیری شد. در نهایت با استفاده از مطالعات نظری نظیر شبیه سازی دینامیک مولکولی و نیز مدل های نظری، برخی از خواص مورد اشاره مورد مطالعه قرار گرفت و صحّت نتایج نظری از طریق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عامل دار کردن نانوذرات اکسید گرافن با گروه های عاملی آلکیل دارسبب افزایش مقاومت الکتریکی نانوذرات و نیز بهبود پایداری آن ها در روغن پارافین می گردد. همچنین افزودن نانوذرات آلکیل دار شده به روغن پارافین موجب کاهش خواص عایقی و افزایش ضریب هدایت حرارتی روغن می شود. نتایج آزمون های رئولوژیکی نیز حاکی از نیوتونی بودن رفتار نانوسیالات در محدوده نرخ تنش ("s" ^"-1" 100- 10) می باشد. ضمناً نانوسیالات ویسکوزیته پائین تری نسبت به سیال پایه دارند. نتایج مطالعات نظری نیز نشان می دهد که محاسبات شبیه سازی به خوبی می توانند رفتار حرارتی و نیز رفتار نیوتونی نانوسیال را تخمین بزنند. ضمناً این محاسبات به خوبی قادر به تخمین روند تغییرات ضریب ویسکوزیته نانوسیال با دما می باشند. همچنین محاسبات شبیه سازی نشان می دهد که با اضافه شدن گروه های عاملی آلکیل دار، ضریب هدایت حرارتی اکسید گرافن کاهش می یابد که این امر می تواند ناشی از افزایش پراکندگی فونونی به علت اضافه شدن زنجیره های بلند آلکیل دار باشد. بررسی مدل های تئوری نیز نشان می-دهد که هیچ کدام از مدل های مورد استفاده قادر به تخمین خواص نانوسیال نیستند و تنها مدل ارائه شده توسط نن و همکاران تا حدودی می تواند رفتار حرارتی نانوسیال را تخمین بزند.

تغییر شیمیایی پلی ساکاریدها یکی از مسیرهای اصلاح ویژگیهای طبیعی آنها است. سلولز پلی ساکاریدی است که مشتق گیری یکنواختی از آن یکی از تحقیقات مورد توجه برای مدت طولانی بوده است. سنتز کربوکسی متیل سلولز(cmc) از سلولز، فرآیند صنعتی بسیار مهم می باشد. اثر پارامترهای مختلف در طی سنتز cmc از اطلاعات مهمی است که جهت دستیابی به درجه جایگزینی (ds) مورد نظر باید درنظر گرفته شوند. در این پایان نامه تلاش شد از دو روش دوغابی و نیمه جامد برای سنتز cmc استفاده شود. نتایج نشان داد که روش دوغابی ds بزرگتری می دهد لذا روش مناسبی بود. در بررسی اثر naoh، نتیجه این شد که نمونه سنتز شده در حضور 37% سدیم هیدروکسید، ds بالاتری دارد. بررسی ds نمونه سنتز شده در حضور بوراکس نشان داد که درصورت استفاده از 5/0 گرم بوراکس، بافت سلولز شکننده تر می شود زیرا در طی فرآوری زنجیره های سلولز تخریب می شود لذا نتیجه بهتری از نظر ds حاصل می شود. عملیات قلیایی کردن در دمای ?25 به مدت 2 ساعت به عنوان شرایط مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد در صورت استفاده از منوکلرواستیک اسید به صورت محلول در ایزوپروپیل الکل و با نسبت وزنی 1 به 1، ds بالاتری به دست می آید. انجام واکنش اتریفیکاسیون در حمام آب و در دمای ?80 نسبت به مایکروویو با توان 360 وات نتیجه بهتری داشت.