هدف از کار پژوهشی حاضر سنتز شیشه های بورات ایندیوم دار حاوی نانو کریستالهای ce0.75zr0.25o2 و m0.01ce0.74zr0.25o1.995 (m = eu ,tb ,dy,ho) به روش"incorporation "و مطالعه خصوصیات ساختاری آنها با استفاده از تکنیکهای پراش اشعه x،ft-ir ، sem ، dta ، tem و نیز بررسی خصوصیات فیزیکی آنها شامل دانسیته و ضریب شکست می باشد. همچنین نقش کاتالیستی نانوکریستالهای سنتز شده در حذف آلاینده هایی مانند تولوئن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پروژه شیشه"(a)" با ترکیب94na2b4o7.5in2o3 به روش سرد سازی سریع مذاب تحت فشار سنتز گردید. ماهیت آمورف شیشه با تکنیک xrd تایید شد. آنالیزdta شیشه مشخص کننده دمای انتقال شیشه در ?c696 و دمای کریستالیزاسیون در?c 1151 میباشد. سپس اکسید ce0.75zr0.25o2وگونه های دوپه شده آن با tb3+، dy3+ ،ho3+ ،eu3+ به روش حالت جامد سنتز گردید. آنالیز xrd تایید کننده تشکیل ترکیبات مذکور بود. این ترکیبات دراحتراق کاتالیتیکی تولوئن مورد مطالعه قرار گرفتند. مشخص شد که گونه های دوپه شده دارای فعالیت کاتالیتیکی بالاتری نسبت به گونه دوپه نشده می باشند. آنالیز tem اندازه ذرات را برای نمونه های دوپه شده با tb3+،dy3+ ،ho3+ و eu3+ به ترتیب برابر با nm50، nm40، nm55 وnm 46 و برای نمونه بدون دوپه ce0.75zr0.25o2برابربا nm 52 نشان داد. نتایج نشان می دهد که بین اندازه ذرات حاصل از xrd و tem همخوانی وجود دارد. نمونه های شیشه ای حاوی نانو کریستالها"(b)" از مخلوط نمودن ساده کریستالهای سنتز شده (10% وزنی) و نمونه شیشه ای"(a)" کاملا پودر شده بدست آمده و سنتز آنها با طیف xrd تایید شد. بررسیهای آنالیز dta این ترکیبات نشان داد که آنها در مقایسه با نمونه شیشه ای"(a)" از پایداری حرارتی بالایی برخوردارند چرا که مقدار فاکتور پایداری شیشه برای آنها مقادیر بزرگتری دارد. با تصویر برداری sem اندازه ذرات موجود در فاز شیشه ای برای نمونه های دارای tb3+،dy3+ ،ho3+ ،eu3+ به ترتیب برابر با nm86 ، nm 79 ، nm 77 و nm86 و برای نمونه بدون دوپه ce0.75zr0.25o2برابر با nm 82 بدست آمد که نشان میدهد در اثر عملکرد حرارتی اندازه کریستالها در شیشه"(b)" افزایش یافته است.

کاتالیستها از زمانهای قدیم یکی از موارد مهمی بودند که همیسشه ساخت و بهینه سازی آن مدنظر دانشمندان، مهندسین و شرکت های معتبر در زمینه نفت و گاز و پتروشیمی قرار گرفته است. امروزه نیز با توجه به این موضوع که کاتالیستها با هزینه بسیار گزافی تهیه و مورد مصرف قرار می گیرد، از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. یکی از فرآیندهایی که فعالیت کاتالیست را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد و موجب کاهش فعالیت آن می شود، فرآیند سینترینگ می باشد و عبارت است از تغییراتی که در ساختار فیزیکی آن در اثر قرار گرفتن در درجه حرارتهای بالا ایجاد می شود. فرآیند سینترینگ در کاتالیستها با ایجاد انقباض حرارتی موجب کاهش سطح فعال آن و نهایتا کاهش فعالیت آن را به دنبال دارد. تکنیک به کار رفته در این مجموعه استفاده از دیلاتومتر و میکروسکوپ حرارتی جهت بررسی و کنترل فرآیند سینترینگ در کاتالیست فرآیند سنتز متانول می باشد. کاتالیست مورد استفاده در این فرآیند، کاتالیست cuo/zno/al2o3 می باشد که هم اکنون شرکتهای niap, sud chemie و uop سازنده این نوع کاتالیست می باشند. آنالیزهای شیمیایی xrf و مینرالی xrd نیز به منظور بررسی دقیق تر بر روی نمونه ها انجام گرفت تا ماهیت شیمیایی و مینرالی نمونه ها مشخص شود. به منظور بررسی دقیق تر فرآیند سینترینگ کاتالیستها، یک مدل ریاضی برای تغییرات انقباض حرارتی با دما ارائه گردید تا بدین وسیله امکان بررسی چگونگی رفتار کاتالیستها در هنگام انقباض حرارتی که نتیجه فرآیند سینترینگ می باشد میسر گردد. حال اهمیت موضوع در این است که با داشتن نقطه بحرانی کاتالیست در انقباض حرارتی که در اثر فرآیند سینترینگ به وجود آمده و با در نظر گرفتن دمای کاری کاتالیست، می توان نقطه بهینه در مورد ترکیب درصد کاتالیست ها بدست آورد. بدین ترتیت که ترکیب درصد ترکیباتی که به منظور بالا بردن مقاومت حرارتی، به کاتالیست ها افزوده می شود را حداقل نمود. لازه به ذکر است که به منظور مقایسه نتایج بدست آمده دو نمونه از کاتالیستهای فرآیند تولید استایرن مونومر از اتیل بنزن نیز مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. نتایج مدل بدست آمده توافق بسیار خوبی با داده های تجربی دارد.