غشاءهای سرامیکی چندلایه به دلیل بازیابی و میزان عبوردهی بالا، پایداری شیمیایی و حرارتی بالا و خواص مکانیکی مطلوب از جایگاه ویژه ای در عملیات تصفیه آب برخوردار هستند. در این پژوهش غشاء کامپوزیت چندلایه آلومینایی که از نوع غشاءهای سرامیکی است، ساخته شد. لایه های میانی آلفا آلومینا با سوسپانسیون آلومینای ?m 5 d50=و ?m 1 d50= تهیه و با روش غوطه وری بر روی پایه سرامیکی لوله ای لایه نشانی گردیدند. لایه های غشائی آلفا آلومینا به ترتیب در دماهای 1350 و ?1200 سینتر شدند. بوهمیت از انحلال نمک کلرید آلومینیم آبدار و رسوب دادن آن تهیه شد. سل پایدار با تغییر ph تشکیل گردید. سل بوهمیت به روش غوطه وری روی لایه های میانی نشانده شد. پس از فرایند تکلیس در دمای ?550 ، بوهمیت به گاما آلومینا تبدیل گردید. برای تعیین ویژگی های محصول از روش هایی مانند الگوی پراش اشعه ایکس (xrd )، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem ) و آنالیز حرارتی همزمان (sta ) استفاده گردید. اندازه بلورک های گاما آلومینا بین 3 تا nm4 محاسبه شد. ضخامت و اندازه حفره لایه های آلفا آلومینا به ترتیب ?m 100 و ?m 10-1 به دست آمد. ذرات گاما آلومینا تمایل شدیدی به آگلومره شدن دارند.

آلودگی هوا و آب یکی از مهمترین مشکلات موجود در دنیای امروز است. روش های گوناگونی برای از بین بردن این آلودگی ها ارائه شده است که یکی از راهکارهای موجود، استفاده از نیمه رساناها بعنوان فوتوکاتالیست است. در این میان فاز آناتاس tio2 شناخته شده ترین و کاراترین فوتوکاتالیستی است که به طور گسترده در پاکسازی و گندزدایی و کنترل بو و عطر آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد. tio2 به دو صورت کلوئیدی و یا لایه نشانی شده مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار زیادی از tio2 ی که به صورت کلوئیدی مورد استفاده قرار می گیرد همراه جریان آب خارج شده و عملا از بین می رود. tio2 کلوئیدیی در مقابل tio2 لایه نشانی شده دارای فعالیت فوتوکاتایستی بیشتری است. با این حال، دو مشکل در استفاده از آن بصورت کلوئیدی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد که عبارتند از: جداسازی ذرات جامد ریز بعد از انجام گندزدایی و استفاده دوباره از ذرات که به درستی جدا شده اند. هدف اصلی از انجام این پایان نامه مقایسه فعالیت فوتوکاتالیستی کلوئید حاصل از نانوذرات با فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول ها است. پایه کاتالیزورها از al2o3 بوسیله گرانول سازی مرطوب تهیه شد. اندازه متوسط گرانول های مورد نیاز در این پژوهش 150 میکرون انتخاب شد. این اندازه گرانول ها اطمینان لازم را از تهنشینی موثر آنها بعد از عمل تصفیه فوتوکاتالیستی ایجاد می نماید. از آنجا که استحکام روکش نانوذرات tio2 روی پایه آلومینا از اهمیت زیادی در عملایت صنعتی و تصفیه فاضلاب ها برخوردار است، بررسی مقاومت مکانیکی گرانول ها درمقابل فرسایش در راکتور و یا انتقال ذرات هدف جانبی این پژوهش است. میزان فرسایش گرانول ها با تغییر دمای پخت متفاوت بود که کمترین آن در دمای 1600 درجه سانتی گراد بدست آمد. نانوذرات از روش سل-ژل تهیه شدند. متغییرهای مورد بررسی برای سنتز نانوذرات ph و غلظت نانوذرات در سل و همچنین زمان ماند آن بود. ph بیشترین اثر را روی اندازه و توزیع فازی نانوذرات داشت. میانگین اندازه بلورک نانوذرات بین 5 تا 6/5 نانومتر بود. برای بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات از محلول متیل اورنج بعنوان نمونه و معیار استفاده شد. برای پوشش دادن از تکنیک غوطه وری استفاده شد. اندازه نانوذرات در سوسپانسیونی که برای پوشش از آن استفاده شد 23 نانومتر بود. براساس تعداد لایه ها و استفاده یا عدم استفاده از بایندر 4 نوع پوشش تهیه شد. در این رابطه پوشش دو لایه که در آن از بایندر (pva) استفاده شد فعالیت فوتوکاتالیستی قابل قبولی داشت. نتایج این تحقیقات نشان داد که از کاتالیزورها به راحتی می توان به دفعات مختلف استفاده کرد بدون اینکه لایه فعال tio2 در اثر فرسایش غیرفعال گردد. به همین دلیل می توان از نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول در سیستم های صنعتی برای تصفیه فاضلاب ها استفاده کرد.

الکتروریسی روشی نسبتا ساده و موثر در تولید نانوالیاف پلیمری و سرامیکی است که در دهه گذشته مورد توجه دانشمندان بسیاری قرار گرفته است. نانوالیاف تولید شده به این روش به دلیل داشتن قطر کم، تخلخل و سطح ویژه بالا و همچنین ساختار بی نظم به هم تنیده شده، گزینه مناسبی برای کاربردهای فیلتراسیون در محیط های گازی و مایع به شمار می روند. در این پروژه دستگاه الکتروریسی برای اولین بار در پژوهشگاه ساخته شده و مورد بهره برداری قرار گرفت. پس از ساخت دستگاه، به منظور عیب یابی و آشنایی مقدماتی با عملکرد آن، پلی وینیل الکل تحت شرایط مختلف محلولی و فرآیندی ریسیده شد تا تمامی پارامترها برای این پلیمر بهینه و مشخص گردیده و تاثیر هر یک به طور مقدماتی مورد مطالعه قرار گیرد. در ادامه تمامی پارامترها برای پلی اکریلو نیتریل نیز بهینه شد و تاثیر ولتاژ اعمالی بر جریان الکتریکی جت، دانسیته بار حمل شده توسط جت، وزن الیاف نشسته شده بر روی جمع کننده، نرخ تغذیه جت و در نهایت قطر نانوالیاف بدست آمده به طور دقیق و کامل مورد بررسی قرار گرفته و روابط حاکم بر فرایند بدست آمد. از نانوالیاف پلی اکریلو نیتریل کامپوزیتی چند لایه با توزیع قطر متفاوت در هر لایه تهیه و تحت آزمون های تعیین سطح ویژه، خواص مکانیکی و تعیین زاویه تماس قرار گرفته و در نهایت ارزیابی خواص فیلتراسیون فاز مایع با استفاده از سیستم میلی پور و دستگاه شمارنده ذرات نوری در محیط آب صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که کامپوزیت نانوالیاف حاصل دارای تخلخل، سطح ویژه و استحکام مکانیکی بالایی بوده و توانایی قابل توجه در حذف ذرات میکرونی از آب دارد. از فیلتر تهیه شده می توان در تصفیه آب و فاضلاب و همچنین تصفیه پساب های بیمارستانی از باکتری ها استفاده نمود.

این پژوهش در چهار قسمت انجام شده است: ساخت پایه کاتالیست α-al2o3 ; نشاندن نانو کاتالیست 2li2o/mgo ; طراحی و ساخت راکتور ویژه دمای بالا و در نهایت آزمایش کاتالیست در راکتور ساخته شده برای واکنش کاتالیستی دمای بالای زوج شدن اکسایشی متان( ocm) . در قسمت ساخت پایه، انواع آلفا آلومیناهای تجاری با اندازه های مختلف و روشهای گوناگون تولید که در دسترس قرار داشتند، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و سپس آلفا آلومینای بهینه از نوع ذوب شده(fused) با 60و46،36mesh = با آنالیز معین انتخاب و برای مراحل بعدی آزمایشها مورد استفاده قرار گرفتند. آلومینای انتخاب شده توسط روشهای اکستروژن و پرس تک محوره شکل دهی شدند که در مراحل بعدی آزمایشها روش پرس تک محوره به دلایل مختلف، بخصوص استحکام بالای نمونه های ساخته شده با آن به روش اکستروژن ترجیح داده شد. نمونه ها در دماهای مختلف تا حداکثر °c 1475 مورد عملیات حرارتی، کلسیناسیون و تف جوشی (زینترینگ) قرار گرفتند. در مرحله اول به منظور ساخت پایه کاتالیستی مناسب، تغییرات تخلخل، استحکام فشاری، نفوذپذیری گاز نیتروژن با دمای پخت بررسی شد و پایه کاتالیستی α-al2o3 با شرایط بهینه(در محدوده عوامل و آزمایشهای انجام گرفته) با خواص ویژه برای اولین بار برای واکنش دمای بالای ocm طراحی و ساخته شد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در مرحله ابتدایی زینترینگ یک محدوده انتقالی وجود دارد (°c 1250-900)که در انتهای آن استحکام فشاری به مقدار مناسبی می رسد. در قسمت ساخت پایه کاتالیست آلومینایی از نظر بررسی ویژیگیهای نمونه ها از روشهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ، آنالیز اشعه ایکس تفرقی(xrd)، اندازه گیری نفوذپذیری و اندازه گیری استحکام فشاری استفاده گردیده است. در مرحله دوم بر اساس بررسی و مطالعات بعمل آمده ترکیب 2li2o/mgo برای نشاندن بر پایه مذکور برای واکنش دمای بالای ocm مناسب تشخیص داده شد. برای نشاندن کاتالیزور مذکور روشهای مختلف مورد بررسی، تحقیق و آزمایش قرار گرفتند. به منظور افزایش سطح ویژه کاتالیست ، نشاندن نانوذرات کاتالیزور مذکور بر روی سطح هدف قرار گرفت. بدین منظور برای اولین بار از روش غوطه وری پایه در محلول میکروامولسیون استفاده شد. توسط روش مذکور ترکیب2 li2o/mgo بهمراه مواد افزودنی لازم با روشهای مختلف عملیات مخلوط کردن و عملیات حرارتی بعدی با مورفولوژیی قابل کنترل ذرات نانو کاتالیست به شکل نانو میله ساخته شد. در مرحله سوم راکتور کاتالیستی با طراحی ویژه جهت جریان (cross flow) برای اضافه کردن تدریجی اکسیژن به سیستم ، به صورت (shell and tube) از جنس آلیاژهای مقاوم در دمای بالا طراحی و ساخته شد. در مرحله آخر پروژه، پایه کاتالیست با شرایط بهینه تهیه و به تعداد زیاد برای انجام آزمایشها کاتالیستی، ساخته شدند. تاثیر دمای متوسط فرآیند، دبی جریان متان/آرگن و غلظت متان بر در صد تبدیل، گزینش پذیری اتان، گزینش پذیری اتیلن و بازده تولید اتان و اتیلن درسیستم راکتوری جدید مورد بررسی قرار گرفت. در شرایط بهینه، می توان به بازده 25 % برای محصولات c2+ در دمای 750 °c دست یافت.

در این پژوهش، برای به دست آوردن نانوغشاء سرامیکی با شار عبورپذیری بالا و بازپس زنی خوب، تصمیم گرفته شد که غشاء از یک ساختار چند لایه متقارن برخوردار باشد. لذا پایه های لوله ای آلومینایی غشاء با دو روش تهیه شدند و سپس غشاء کامپوزیت چندلایه آلومینایی ساخته شد. پایه غشاء باید به خوبی شکل داده شود تا لایه های میانی و بالایی با حفره های مناسب روی سطح آن قرار گیرند. در اینجا از دو روش ساخت استفاده شد. در مورد پایه های ساخته شده با روش پرس، از لایه های میانی آلفا آلومینا با سوسپانسیون آلومینای?m 5 d50=و ?m 1 d50= استفاده شد و با روش غوطه وری بر روی پایه سرامیکی نشانده شدند. لایه های غشائی آلفا آلومینا به ترتیب در دماهای 1400 و ?1200 سینتر شدند. برای پایه های ساخته شده با روش ریخته گری دوغابی لایه های آلفا آلومینا استفاده نشد. برای نشاندن لایه گاماآلومینا، اقدام به تهیه محلول سل بوهمیت با اندازه متوسط ذرات nm 80 شد که از انحلال نمک کلرید آلومینیم آبدار و در نهایت رسوب دادن آن به دست می آید. این سل به روش غوطه وری روی لایه های قبلی نشانده شد. پس از فرآیند تکلیس در دمای ?550 ، بوهمیت به گاما آلومینا تبدیل گردید. در پایان یک لایه از دی اکسید تیتانیوم به وسیله غوطه ور کردن غشاء در سل تهیه شده با اندازه متوسط ذراتnm 22 به روش سل – ژل داده شد. اندازه و توزیع اندازه حفره های غشاء در محدوده نانو توسط جذب گاز تعیین گردید. نتایج به دست آمده موید این موضوع است که پایه غشاء روش ریخته گری دوغابی دارای تخلخل حدود 40% است و گستره اندازه حفره های آن بین 10 تا 100 نانومتر می باشد. برای افزایش تخلخل این پایه ها از افزودن نیترات آمونیوم به سوسپانسیون آن استفاده شد. برای تعیین ویژگی های محصول از روش هایی مانند الگوی پراش اشعه ایکس (xrd )، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem ) ، نانوسایزر و آنالیز حرارتی همزمان (sta ) استفاده گردید. نتایج عملکرد غشاء چه در مورد غشاء با پایه ساخته شده با روش ریخته گری دوغابی بدون نیترات آمونیوم و چه با نیترات آمونیوم نشان داد که غشاء می تواند تمام میکروارگانیزم ها را حذف نماید و درصد متوسطی از یون ها را بازپس زند. هم چنین تست های انجام شده، اثر ph آب خام را روی درصد بازپس زنی آنیون ها و کاتیون های موجود در آب مثبت و اثربخش نشان داد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

هدف اصلی از انجام این پروژه فراهم آوردن دانش و امکانات لازم جهت ساخت و بررسی کاتالیستهای زئولیتی درایران بوده است . باآنکه طیف مربوط به گونه های کاتالیستهای زئولیتی بسیار وسیع و در عین حال متنوع است ، با توجه به اهمیت خاصی که فرآیند mtg (تبدیل متانل به بنزین) دردهه اخیر جهت جایگزینی نفت بعنوان یک منبع انرژی پیداکرده است ، دراین پروژه مشخصا کاتالیستهای زئولیتی zsm-5 مورد بررسی قرار گرفته است . جهت این منظور سعی در سنتز زئولیت zsm-5 با مواد اولیه تهیه شده از کشورهای اروپائی گردید و ازآنجائیکه تنها نماینده آمریکائی سازنده یکی از مواد اصلی تهیه این زئولیت در اروپا از فروش این ماده خودداری کرد، سعی در بررسی یک نوع ماده جایگزین گردید که نهایتا منجر به کشف یک روش جدید سنتز زئولیت بنام analcime شد . دراین گزارش روشهای سنتز وشیمی سطح زئولیتها بخصوص واکنش mto (تبدیل متانل به الفینها) بر اساس یافته های جدید بحث و بررسی شده است . جهت انجام واکنشهای mtg یک واحد بنام catatest ساخته شد که قابلیت انجام واکنشهای تحت دما و فشار بالا را دارااست . واحد موجود تست و ارزشیابی شده است و دراین گزارش تشریح می شود. جهت آنالیز داده های آزمایشگاهی از واحد مذکور با توجه به پیچیدگیهای واکنش های mtg، روشهای ریاضی مربوطه و آخرین پیشرفتها دراین زمینه مورد بررسی واقع شده و یک برنامه کامپیوتری تهیه گردیده که قادر به تعیین ثوابت سرعت واکنشهای پیچیده با سرعت بالا می باشد. توسط این برنامه داده های آزمایشگاهی c.chang برای واکنش mth مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و ثوابت مذکور محاسبه شدند. دراین قسمت از پروژه پژوهشگر از همکاری پروفسور g.maria از رومانی نیز بهره مند گردیده است . درحال حاضر خواص دیگر زئولیتها با تاکید بر کاربردهای آن در صنایع کشور در دست مطالعه و بررسی است .

کاتالیزرهای زئولیتی در سالهای اخیر نقش قابل توجهی در صنایع مختلف ایفاء کرده اند. بعلت معلوم بودن ساختمان زئولیتها بررسی رفتار کاتالیزری آنها و انتخاب کاتالیزر مناسب جهت انجام واکنشهای مختلف نسبت به سایر کاتالیزرها با سهولت بیشتری ممکن است . هدف اصلی این پروژه مطالعه و بررسی این نوع کاتالیزرها و ساخت یک کاتالیزر نمونه و تعیین ساختمان اصلی کاتالیزری آن می باشد. یکی ازاین نوع کاتالیزرها که اهمیت فراوانی دارد کاتالیست zsm-5 می باشد که در واکنشهای متعددی از جمله xylene isomerization تولید اتیل بنزن toluene disproportion الیکیلاسیون تولوئن توسط متانل، تبدیل متانل به اولفین و غیره بکار می رود و بعنوان بهترین کاتالیست برای این گونه واکنشها شناخته شده است .

در این پروژه با استفاده از روش سنتز احتراقی و بهره گیری از مواد اولیه ای همچون اکسیدبور ، دوده و فلز منیزیم، در اتمسفر هیدروژن، پودر کاربیدبور سنتز گردید.برای تعیین ویژگیهای محصول، از روشهای ‏‎bet,sem,xrd‎‏ استفاده شد.

فرآیند ‏‎brao‎‏ برای سنتز میکروفیلترهای آلومینایی با اندازه حفرات راه بدربین 2/0 و‏‎1ym‎‏ مورد بررسی قرار گرفت.