واکنش هیدروژنه کردن، یکی از مهم ترین واکنش های مورد استفاده در صنایع مختلف است. در این واکنش ها استفاده از نانولوله کربنی و کربن اکتیو به عنوان پایه کاتالیست گزارش شده است. مسئله مهم در تحقیق حاضر استفاده از شکل ماکروسکوپی این ذرات پودریست چرا که ذرات نانولوله کربنی تأثیرات مخربی بر سلامتی انسان دارند، ضمن آن که با این کار در مقیاس صنعتی هم ، کار با آن ها بهبود می یابد. نکته مهم حفظ سطح مقطع ویژه در شکل ماکروسکوپی است که این موضوع در گرانول های متخلخل حاصل می شود. روش کار به این صورت است که از ذرات پودری کربن شامل کربن اکتیو، نانولوله کربنی چند دیواره، نانو لوله کربنی تک دیواره و نانولوله کربنی عامل دارشده به صورت جداگانه به وسیله آلژینات سدیم ژلی تهیه گردید، سپس قطرات این ژل در محلول نمک های دو ظرفیتی کلسیم و نیکل، به جهت تشکیل تقاطع های عرضی به شکل گرانول در آمدند. این گرانول ها در کوره عملیات حرارتی و تحت گاز خنثی استحکام یافتند. ضمن عملیات حرارتی مواد آلی موجود در آن سوخته و تجزیه می شود و بدون از هم پاشیدن ساختار سه بعدی جای آن را تخلخل می گیرد. اطلاع از حفرات، توزیع سایز تخلخل ها و مساحت سطحی گرانول های ساخته شده توسط آزمون bet انجام شد. خوشبختانه مساحت سطحی این گرانول ها با ذرات پودری تفاوت چندانی نکرده است. نتایج نشان می دهد که این گرانول ها دارای گستره زیادی از تخلخل ها می باشد. همچنین مساحت سطح حفرات در گرانول های حاصل از نانولوله چند دیواره بیشتر از گرانول های نانولوله تک دیواره است. در ادامه به منظور نشاندن ذرات فلزی کاتالیستی بر این پایه های کربنی از چهار روش مختلف استفاده گردید: - روش تلقیح مرطوب - استفاده از کمپلکس ساز - استفاده از سورفکتانت - نشاندن ذرات بر روی نانولوله های عامل دار شده بر روی این محصولات یک مرحله احیا هم صورت گرفت تا اکسید فلزی به فلز خالص تبدیل شود. احیا توسط عامل احیا کننده هیدرازین و همچنین توسط هیدروژن دهی انجام شد و توسط روش xrd ارزیابی شد. به منظور مشاهده، توزیع و اندازه ذرات فلزی بر روی گرانول ها آنها از روش tem استفاده گردید. با مقایسه تصاویر آن یافته شد که در روش تلقیح مرطوب نسبت به روشی که از سورفکتانت استفاده می شود ذرات با ابعاد بزرگتری بر سطح گرانول ها می نشینند. در پایان کاتالیست های تهیه شده در واکنش های احیای کنترل شده ترکیبات آلکین در دو حلال ایزوپروپانول و آب تحت فرایند هیدروژناسیون قرار گرفت. ترکیبات آلکین استفاده شده شامل استیلن دی کربوکسیلیک اسید، پروپارژیل الکل و2-بوتین-1و4- دی ال می باشد. پیشرفت واکنش توسط تکنیک های hplc و gc-mass دنبال شد. نتایج نشان می‎ دهد که در هیدروژناسیون پروپارژیل الکل کاتالیست های نیکل بر کربن اکتیو و در هیدروژناسیون 2- بوتین-1و4-دی ال کاتالیست های پالادیوم بر نانولوله کربنی چند دیواره واکنش پذیری بالایی را نشان می دهند. همچنین با مشاهده محصولات واکنش حاصل از کاتالیست های نیکل و پالادیوم به تفاوت عملکرد این دو فاز کاتالیستی در انتخاب پذیری محصولات پی برده شد. چنان که پالادیوم در واکنش پروپارژیل الکل واکنش را به سمت آلکن آن هدایت می نماید اما کاتالیست نیکل آن را به سمت تولید استون پیش می برد. همچنین در واکنش هیدروژناسیون 2- بوتین-1و4- دی ال پس از آنالیز محصولات واکنش توسط hplc یافته شد که پیک مواد حاصله با کاتالیست پالادیوم قبل از پیک ماده اولیه ظاهر می شود. می توان این ماده را از ترکیبات فوران دانست. این در حالیست که در واکنش هیدروژناسیون با کاتالیست نیکل پیک ماده محصول پس از پیک ماده اولیه دیده می شود.

نیترات از جمله آلایندههای مهم و خطرناک موجود در آب می باشد و به دلیل اینکه روشهای مرسوم حذف نیترات با مشکلاتی از جمله هزینه بالا و دشواری اجرای فرآیند همراه است، لذا در کار حاضر یک روش کاتالیستی برای حذف نیترات مورد توجه قرار گرفت. یکی از معضلات فرآیندهای کاتالیستی حذف نیترات، ایجاد نیتریت و آمونیوم میباشد که از این رو می تواند مشکلات را دوچندان کند. موضوع دیگری که در فرآیندهای کاتالیستی حائز اهمیت است، نوع پایه ای است که انتخاب میشود. در این تحقیق نانوساختار مزوپور تیتانیا برای نخستین بار در فرآیند کاتالیستی حذف نیترات مورد ارزیابی قرار گرفت. این نانو کاتالیست با روشهای هیدروترمال و سل ژل سنتز شد و به عنوان پایه نانوکاتالیست دوفلزی پالادیوم - مس مورد استفاده قرار گرفت. برای آنالیز نمونه سنتز شده از sem ، xrd و bet استفاده شد. عناصر پالادیوم و مس با روش تلقیح بر روی مزوپور تیتانیا نشانده شد و از این نانوکاتالیست در حضور جریان هیدروژن و دیاکسیدکربن برای حذف نیترات در شرایط آزمایشگاهی استفاده گردید. نانوکاتالیست در فرآیند هیدروژناسیون شرکت کرده و نیترات به محصولات نهایی نیتریت، آمونیوم و نیتروژن تبدیل میشود. در کار حاضر از دبی هیدروژن بسیار کمتری در مقایسه با کارهای قبلی استفاده شد. اسیدفرمیک با مقدار بسیار کمی جایگزین جریان پیوسته دیاکسیدکربن شد. نتیجه مهمی که در این تحقیق بهدست آمد این بود که میزان نیتریت تولید شده کمتر از mg/l 1 بهدست آمد و تنها آمونیوم با میزان کم mg/l 4/2 به عنوان محصول نامطلوب تولید شد. در دبی هیدروژن ml/min 30 و استفاده از μl 15 اسیدفرمیک، 84 درصد حذف نیترات حاصل شد. برای اندازهگیری میزان یونها در ابتدا و انتهای فرآیند از دستگاههای اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی یونی استفاده شد.