امروزه تولید چرخ دنده های ساده در ابعاد کوچک و متنوع در صنایع ساعت سازی، نظامی، اپتیکی و پزشکی، از اهمیت خاصی برخوردار است. به دلیل کوچک بودن ابعاد و ضخامت کم چرخ دنده های مورد نیاز، از روش ماشینکاری معمول نمی توان بهره گرفت. یکی از فرایند های مناسب برای این منظور ماشینکاری فتوشیمیایی می باشد. روش ماشینکاری فتو شیمیایی با استفاده از شابلون محدودیت هایی را همراه دارد که می توان نیاز به تهیه فیلم با دقت بسیار بالا و همچنین تراز کردن فیلم با سطح قطعه کار نام برد که بر پیچیدگی فرایند ساخت می افزاید. در این تحقیق از روش نوین ماشینکاری فتوشیمیایی بدون شابلون برای ساخت چرخ دنده استفاده شده است که علاوه بر رفع معایب ذکر شده، باعث افزایش دقت محصول نهایی می گردد. در این تحقیق، ابتدا روی لام آزمایش های مقدماتی هم برای بررسی دستگاه نورپردازی و لنزهای به کاربرده شده(میکروسکوپ و لنزساده) و هم برای بدست آوردن اثر بازه زمان نوردهی و سرعت سانتریفیوژ روی کیفیت دندانه چرخ دنده صورت گرفت. پس از انجام آزمایش های مقدماتی، این نتیجه بدست آمد که بهتر است از لنزی با دهانه موثر کمتر برای کم شدن شدت انرژی نور تابانده شده به مومسا استفاده شود. سپس آزمایش هایی برای بررسی انواع اسید از قبیل hcl , hno3 , h2o2 . fecl3 , acid citric برای تهیه اچنت و تاثیر آن روی مومسا و میزان خوردگی ورق برنجی صورت گرفت و در نهایت از اچنتی با ترکیب hcl , h2o2 . fecl3 , h2o استفاده شد. برای بررسی نهایی اچنت و بدست آوردن اچنت مناسب از طراحی آزمایش ترکیبی استفاده شد و ضخامت دندانه روی دایره گامی به عنوان پاسخ آزمایش اندازه گیری شد. آزمایش های انجام شده در حالی انجام شد که دیگر پارامترها از قبیل نوردهی، سرعت سانتریفیوژ ثابت بودند. در ادامه با استفاده از طراحی آزمایش پاسخ سطح پارامترهای نوردهی، سرعت سانتریفیوژ مدت زمان چرخش سانتریفیوژ مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و این نتیجه بدست آمد که توان دوم مدت زمان نوردهی و سرعت سانتریفیوژ بر روی ضخامت دندانه در دایره گامی اثر مستقیم دارد. در نهایت با انجام چندین آزمایش، چرخ دنده ای با تلرانس 06/0 در ضخامت دندانه در دایره گامی تولید گردید.

بیماری دیابت قندی شایع ترین بیماری متابولیک در جهان است که عوارض آن تمام ارگان های بدن را درگیر می کند. دیابت ششمین علت مرگ و میر در دنیا شناخته شده است. تزریق روزانه چند دز انسولین برای بیماران دیابتی امری ضروری است. این کار علاوه بر این که عملی دشوار است، دردناک نیز می باشد و عوارض جانبی زیادی به همراه دارد. امروزه تحقیقات گسترده ای برای تهیه ی فرمولاسیونی خوراکی از انسولین که رهایش کنترل شده ای از آن را ایجاد کند، در حال انجام است. هدف از این پژوهش پوشش دهی انسولین با مخلوط پلیمرهای تخریب پذیر زیستی و تهیه ی نانو ذرات پلیمری حاوی انسولین با رهایش کنترل شده است. بدین منظور از ترکیب درصدهای مختلف از پلیمرهای pla، plga، pcl و یودراجت (نوع rs100) برای پوشش دهی انسولین با استفاده از روش امولسیون به دلیل سادگی روش، عدم نیاز به تجهیزات پرهزینه و مناسب بودن برای داروهای آبدوست نظیر انسولین، استفاده شد. در تصاویر afm می نیمم اندازه ی ذرات nm 300 و ماکسیمم اندازه ی ذرات nm 900 تعیین شد. درصد کپسوله شدن انسولین تابعی از ترکیب درصد مخلوط پلیمری نبود و به طور میانگین برای تمامی مخلوط های پلیمری مورد بررسی با حداکثر اختلاف 4/5% برابر 81 درصد بدست آمد. نتایج آزمایشات برون بدنی نشان داد پایاترین رفتار رهایش انسولین مربوط به ترکیب 45 درصد plga و 55 درصدpla بوده که پس از 1 روز انکوباسیون در بافر (4/7ph=) تنها 3/16% از کل انسولین خود را رها نموده بود. در این ترکیب درصد لایه ی آب گریز پلیمر pla دیواره ی بیرونی نانو ذره را تشکیل داده و همانند یک سد در برابر نفوذ آب عمل می کند. در نتیجه با افزایش درصد pla در فرمولاسیون، سرعت آزادسازی انسولین کاهش یافت. در مورد فرمولاسیون های دوتایی pcl و یودراجت، به دلیل کمتر بودن وزن مولکولی یودراجت نسبت به pcl و در نتیجه نفوذ راحت تر انسولین در آن، میزان رهایش انسولین با افزایش میزان یودراجت افزایش یافت. تصاویر afm نشان داد اندازه ی نانو ذرات تشکیل شده از مخلوط سه تایی پلیمرها، کوچکتر از اندازه ی نانو ذرات تشکیل شده از مخلوط دوتایی آنها بود. با کوچکتر شدن ذرات، نسبت سطح به حجم افزایش یافته و سطح بیشتری برای نفوذ در اختیار مولکول های انسولین قرار دارد، در نتیجه سرعت رهایش انسولین از مخلوط های سه تایی بیشتر از مخلوط های دوتایی بود. میزان رهایش انسولین از پوشش های پلیمری مخلوط های سه تایی و چهارتایی پلیمرها، از ترکیب درصد بهینه ی pla 55%-plga 45% بیشتر بود. دلیل این امر را می توان به افزایش تعداد و تنوع شاخه های پلیمری و در نتیجه کاهش تراکم پوشش پلیمری نسبت داد که منجر به افزایش سرعت نفوذ انسولین در پوشش پلیمری می شود. با برازش داده های رهایش انسولین در محیط برون بدنی با مدل هیگوچی و نفوذ، نشان داده شد که داده ها با مدل هیگوچی تطابق نسبتاً خوب، با میانگین r2 برابر 887/0 و با مدل نفوذ تطابق بسیار بهتری با میانگین r2 برابر 941/0 داشتند. هم چنین نتیجه ی مطالعات درون بدنی، کنترل میزان گلوکز خون موش های صحرایی دیابتیک در محدوده ی طبیعی به مدت بیش از یک هفته، پس از مصرف یک دز دارو با پوشش پلیمری 45 درصد plga و 55 درصدpla بود.

در این تحقیق، رفتار اصطکاک و ساییدگی آمیخته ای از نانو ذرات در روغن روانکار پارافینی مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذره مورد استفاده در این تحقیق کربنات کلسیم با شبکه کریستالی یا همان کلسیت است. کلسیت با قطر متوسط 70 نانومتر با افزودنی های متداول به روغن پایه، شامل پاک کننده های سولفونات کلسیم ابر بازی، سولفونات منیزیم ابر بازی، و عامل ضد سایش و اکسید شوندگی زینک دی آلکیل دی تیو فسفات در نسبت های متفاوتی ترکیب شد تا تشکیل نانوسیال پایدار بدهد. پایداری نمونه های نانوسیال با فرمولاسیون های مختلف به وسیله اسپکتروسکوپی فرابنفش و ویسکومتر موئینه بررسی شد. آزمون سایش بر روی نمونه ها با استفاده از دستگاه پین بر روی دیسک، با بار اعمالی 90 نیوتن، سرعت 1/0 متر بر ثانیه و در مسافت 1000 متری انجام شد. هدر رفت سایش با اندازه گیری وزن دیسک ها قبل و بعد از آزمون سایش تعیین شد. پس از آن تغییر شکل سطوح سائیده شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرمولاسیون بهینه زمانی حاصل می شود که 1% وزنی نانو ذرات کلسیت به همراه 10% وزنی سولفونات منیزیم ابر بازی، 10% وزنی سولفونات کلسیم ابر بازی و یا 3% وزنی زینک دی آلکیل دی تیو فسفات در روغن پایه به عنوان افزودنی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین بیشترین میزان پایداری در نمونه متشکل از1% وزنی نانو ذرات کلسیت به همراه 10% وزنی سولفونات منیزیم ابر بازی با کمترین زمان ثابت ماندن ویسکوزیته ، 35 دقیقه، و بیشترین میزان جدب، 895/0، حاصل شده است. نتایج بارپذیری نشان داد که نانو ذرات کلسیت خاصیت بارپذیری را در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 6/6% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 10% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 2/14 % بهبود داده است. همچنین هدر رفت سایش در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 50% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 1/11% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 7/45 % کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از عرض سایش بیانگر کاهش میزان ساییدگی در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 7/15% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 6/16% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 7/75 % بوده است. با استفاده از نانو ذرات کلسیت ضریب اصطکاک دیسک در کلیه نمونه ها کاهش یافت. اما میزان کاهش نوسانات سیستم با استفاده از نانو ذرات کلسیت در حضور سولفونات منیزیم ابربازی بیشترین مقدار بوده است. همچنین نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که استفاده از کلسیت باعث از بین رفتن شیارهای عمیق شده است. نتایج حاصل از تمامی آزمایشات نشان می دهد که بهترین فرمولاسیون با بیشترین میزان پایداری، کمترین میزان ضریب اصطکاک(تقریباً 9/0 )، هدر رفت سایش و عرض سایش کم زمانی به دست می آید که روغن پایه را با 1% وزنی نانو ذرات کلسیت و 10% وزنی سولفونات منیزیم ابربازی مخلوط کنیم

زئولیت ها آلومینوسیلیکات های کریستالی با ساختمان قفسی شکل هستند که حفره هایی با شکل یکنواخت و اندازه ی میکرو دارند. اندازه ی حفره های زئولیت ها بین 2 تا 13 انگسترم می باشد که نزدیک به اندازه مولکولی بیشتر ترکیبات شیمیایی است، بنابراین این مواد می توانند برای جداسازی انتخابی مواد شیمیایی بر اساس اندازه و شکل مولکولی بکار روند. زئولیت ها به طور موفقیت آمیزی به عنوان غربال مولکولی برای بسیاری از کاربردهای تجاری مثل خشک نمودن گازها و حلال ها، جداسازی آلکان های نرمال از ایزوآلکان ها، سیکلوآلکان ها و آروماتیک-ها به کار رفته اند. این مواد قابلیت استفاده در دما و فشار بالا و همچنین محیط های فعال شیمیایی را دارند و همین علت استفاده از آن ها در راکتورهای کاتالیستی می باشد. اندازه حفره های زئولیت های مختلف به صورت غیر پیوسته افزایش می یابد و خاصیت جذبی و انتخابگری این مواد به اندازه حفره هایشان وابسته است. به همین علت اصلاح اندازه حفره های زئولیت های موجود به این منظورکه آن ها را برای جداسازی-های خاص مناسب سازد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مهندسی اندازه حفره های زئولیت می تواند بعد از ستنز زئولیت به وسیله اصلاح درونی یا بیرونی توسط واکنش های شیمیایی، جذب اولیه مولکول های قطبی، رسوب شیمیایی بخار و فرایندهای روکش دهی مشابه، عملیات حرارتی و یا تبادل یونی با یون های مناسب و همچنین استفاده از روش میکروامولسیون در طی مراحل سنتز انجام شود. میکروامولسیون شامل قطره های کوچک آب در روغن یا روغن در آب می باشد که با کپسوله کردن یک گونه درون ماده فعال سطحی به وجود می آید. به طور کلی یک میکروامولسیون شامل ماده فعال سطحی، ماده روغنی، ماده فعال سطحی کمکی و آب می باشد. به علت وجود همزمان آب و روغن در میکروامولسیون، استفاده از این روش در سنتز زئولیت دو مزیت دارد، از یک جنبه میکروامولسیون به عنوان نانو راکتور عمل می کند و از جنبه ی دیگر ماده فعال سطحی صفحات کریستالی کریستال در حال رشد را هماهنگ نموده و رشد کریستال ها را تحت تاثیر قرار می دهد. در این کار تحقیقاتی نانوکریستال های زئولیت 5a با استفاده ازکائولن به عنوان ماده ی اولیه و توسط روش میکروامولسیون تولید شده اند و اثر پارامترهای مرتبت از جمله نسبت واکنش گرها و شدت امواج فراصوتی روی اصلاح نانوساختارها بررسی شده است. همچنین زئولیت 4a تحت تبادل یونی با کلرید قلع قرار گرفت تا زئولیت sn-a با اندازه حفره های بزرگتر تولید شود. آنالیز xrf برای مشخص نمودن نسبت sio_2/al_2 o_3 موجود در کائولن به کار گرفته شد و xrd، sem و edx برای تاکید کریستاله بودن زئولیت، درجه خلوص فازها و ساختمان کریستال ها مورد استفاده قرار گرفت. سپس بهترین نمونه برای تست جذب توسط یک برش کروسین شامل هیدروکربن های پارافینی c_(10-) c_13 انتخاب شد و نتایج جذب و غربال گری نمونه تولید شده توسط دستگاه gc-mass مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می-دهد که میکروامولسیون باعث افزایش سرعت تشکیل کریستال ها می شود، به طوری که تشکیل زئولیت 4a در بعضی موارد بعد از 2 ساعت شروع شده است، در حالی که بدون وجود میکروامولسیون گاهی تا 12 ساعت به طول می انجامد. همچنین نشان داده شد که امواج فراصوت اثر بسیار جالبی در کاهش اندازه کریستال های تشکیل شده دارند. روش میکروامولسیون- امواج فراصوتی باعث تولید کریستال های کوچکتر، یکنواخت تر، خالص تر، با حفرات بزرگتر و ظرفیت تبادل کلسیم بیشتر درمقایسه با روش های متداول سنتز و روش های متداول هم زدن شده است.

زئولیت ها آلومینوسیلیکات های کریستالی با ساختمان قفسی شکل هستند که حفره هایی با شکل یکنواخت و اندازه ی میکرو دارند. اندازه ی حفره های زئولیت ها بین 2 تا 13 انگسترم می باشد که نزدیک به اندازه مولکولی بیشتر ترکیبات شیمیایی است، بنابراین این مواد می توانند برای جداسازی انتخابی مواد شیمیایی بر اساس اندازه و شکل مولکولی بکار روند. زئولیت ها به طور موفقیت آمیزی به عنوان غربال مولکولی برای بسیاری از کاربردهای تجاری مثل خشک نمودن گازها و حلال ها، جداسازی آلکان های نرمال از ایزوآلکان ها، سیکلوآلکان ها و آروماتیک-ها به کار رفته اند. این مواد قابلیت استفاده در دما و فشار بالا و همچنین محیط های فعال شیمیایی را دارند و همین علت استفاده از آن ها در راکتورهای کاتالیستی می باشد. اندازه حفره های زئولیت های مختلف به صورت غیر پیوسته افزایش می یابد و خاصیت جذبی و انتخابگری این مواد به اندازه حفره هایشان وابسته است. به همین علت اصلاح اندازه حفره های زئولیت های موجود به این منظورکه آن ها را برای جداسازی-های خاص مناسب سازد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مهندسی اندازه حفره های زئولیت می تواند بعد از ستنز زئولیت به وسیله اصلاح درونی یا بیرونی توسط واکنش های شیمیایی، جذب اولیه مولکول های قطبی، رسوب شیمیایی بخار و فرایندهای روکش دهی مشابه، عملیات حرارتی و یا تبادل یونی با یون های مناسب و همچنین استفاده از روش میکروامولسیون در طی مراحل سنتز انجام شود. میکروامولسیون شامل قطره های کوچک آب در روغن یا روغن در آب می باشد که با کپسوله کردن یک گونه درون ماده فعال سطحی به وجود می آید. به طور کلی یک میکروامولسیون شامل ماده فعال سطحی، ماده روغنی، ماده فعال سطحی کمکی و آب می باشد. به علت وجود همزمان آب و روغن در میکروامولسیون، استفاده از این روش در سنتز زئولیت دو مزیت دارد، از یک جنبه میکروامولسیون به عنوان نانو راکتور عمل می کند و از جنبه ی دیگر ماده فعال سطحی صفحات کریستالی کریستال در حال رشد را هماهنگ نموده و رشد کریستال ها را تحت تاثیر قرار می دهد. در این کار تحقیقاتی نانوکریستال های زئولیت 5a با استفاده ازکائولن به عنوان ماده ی اولیه و توسط روش میکروامولسیون تولید شده اند و اثر پارامترهای مرتبت از جمله نسبت واکنش گرها و شدت امواج فراصوتی روی اصلاح نانوساختارها بررسی شده است. همچنین زئولیت 4a تحت تبادل یونی با کلرید قلع قرار گرفت تا زئولیت sn-a با اندازه حفره های بزرگتر تولید شود. آنالیز xrf برای مشخص نمودن نسبت sio_2/al_2 o_3 موجود در کائولن به کار گرفته شد و xrd، sem و edx برای تاکید کریستاله بودن زئولیت، درجه خلوص فازها و ساختمان کریستال ها مورد استفاده قرار گرفت. سپس بهترین نمونه برای تست جذب توسط یک برش کروسین شامل هیدروکربن های پارافینی c_(10-) c_13 انتخاب شد و نتایج جذب و غربال گری نمونه تولید شده توسط دستگاه gc-mass مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می-دهد که میکروامولسیون باعث افزایش سرعت تشکیل کریستال ها می شود، به طوری که تشکیل زئولیت 4a در بعضی موارد بعد از 2 ساعت شروع شده است، در حالی که بدون وجود میکروامولسیون گاهی تا 12 ساعت به طول می انجامد. همچنین نشان داده شد که امواج فراصوت اثر بسیار جالبی در کاهش اندازه کریستال های تشکیل شده دارند. روش میکروامولسیون- امواج فراصوتی باعث تولید کریستال های کوچکتر، یکنواخت تر، خالص تر، با حفرات بزرگتر و ظرفیت تبادل کلسیم بیشتر درمقایسه با روش های متداول سنتز و روش های متداول هم زدن شده است.

در تحقیق حاضر زئولیت نوع zsm-5 با استفاده از پودر خاکستر حاصل از پوست پسته سنتز شد. از این پودر به عنوان منبع تامین سیلیس و آلومینیوم مورد نیاز برای سنتز زئولیت استفاده شد. برای تهیه این پودر 3 دورریز پوست پسته، پوست میوه نارگیل و پوست درخت خرما مورد استفاده قرار گرفت. پودرها با استفاده از عملیات سوزاندن در دو مرحله برای پوست پسته در کوره ای با سوخت گاز مایع به مدت 8 ساعت و سپس در کوره اکتریکی در دمای c? 800 و زمان 24 ساعت، پوست درخت خرما در دمای c? 800 و زمان 10 ساعت و برای پوست میوه نارگیل در دمای c? 1000 و زمان 26 ساعت در کوره الکتریکی به دست آمدند. به منظور تعیین درصد ترکیبات موجود در پودرها، آنها تحت آنالیز xrf قرار گرفتند. نتایج آنالیز بیانگر این مطلب است که ترکیب اکسیدهای موجود در دو پودر به دست آمده از خاکستر پوست پسته و پوست نارگیل تقریبا مشابه یکدیگر هستند. نسبت sio2/al2o3 در پودر پوست پسته برابر با 1/3 و در پودر پوست نارگیل 25/2 بود. برای حذف ناخالصی ها و ترکیبات اضافی در پودر خاکستر پوست پسته، این پودر با مقادیر مختلف هیدروکلریدریک اسید m 1 شستشو داده شد و پودرهای نهایی مجددا تحت آنالیزی xrf قرار گرفتند. با مقایسه نتایج xrf پودر اولیه (p-1)، پودرهای حاصل از اسیدشویی با مقادیر مختلف اسید(نمونه-های p-2، p-3 و p-4) مشخص می شود که بیشتر اکسیدهای فلزی موجود در پودر خاکستر پوست پسته را با توجه به میزان اسید می توان حذف کرد. نتایج نشانگر این مطلب بود که %60 وزنی از ناخالصی ها در طی عملیات اسیدشویی برای پودر p-2، 2/94% از ناخالصی ها در پودر p-3 و 5/99 از ناخالصی ها در پودر p-4 حذف شدند، درصد اکسید سیلیس از 5/6 به 2/17 درصد و آلومینیوم از 1/2به 0/7 درصد بعد از اسیدشویی در پودر p-2 درصد اکسید سیلیس از 5/6 به 3/23 درصد و آلومینیوم از 1/2به 0/13 درصد بعد از اسیدشویی در پودر p-3 افزایش پیدا کرد. این پودرها به عنوان ماده اولیه برای سنتز زئولیت استفاده شدند، که البته برای جبران کمبود میزان سیلیس از محلول سدیم سیلیکات استفاده شد. در این تحقیق زئولیت zsm-5 با دو نسبت مولی سیلیس به آلومینیوم 80 و 170 سنتز شد. برای تعیین بلورینگی، ساختمان بلورها و خلوص فازهای موجود، زئولیت ها تحت آنالیزهای xrd، sem و edx قرار گرفتند و نمونه با نسبت مولی 80 به دلیل دارا بودن فازهای آمورف کمتر، برای انجام تست های جذب مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه نتایج xrd نمونه های تولیدی با استفاده از خاکستر پوست پسته بیانگر این مطلب بود که استفاده از پودر p-3 به دلیل ناخالصی کمتر سبب تولید زئولیتی با بلورینگی بهتری شد. برای انجام آزمایشات جذب ، مقادیرجذب هیدروکربن های حلقوی بنزن و تولوئن روی بستر زئولیتی انجام گرفت. برای انجام این آزمایش ها از بخارات خالص این هیدروکربن ها در گاز همراه هوا استفاده شد و نتایج با نمونه شاهد مقایسه گردید. نتایج بیانگر این هستند که در دقایق آغازین، جذب بنزن و تولوئن در نمونه شاهد با سرعت بیشتری انجام می پذیرد.

در این پژوهش استخراج فلز ایریدیوم و نقره با استفاده از غشاء مایع امولسیونی (emulsion liquid membrane) از محلول آبی و جداسازی فلزات سنگین کروم، منگنز، آهن و کادمیوم از پساب صنعتی فولاد مبارکه صورت گرفته است. در سامانه غشاء مایع امولسیونی شار انتقال جرم به علت نسبت سطح به حجم بسیار بزرگ آن، زیاد می باشد. این امر باعث استخراج سریع مواد فلزی و غیر فلزی از غلظت های بسیار کم آن ها می شود. یکی از کاربردهای این روش، بازیابی فلزات سنگین و استفاده مجدد از آن ها می باشد. روش رویه-پاسخ ابزاری قدرتمند برای کمینه کردن تعداد آزمایش ها می باشد. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای موثر و اثرات متقابل آن ها در این فرآیند و بهینه سازی آن، از طراحی آزمایش ها و روش رویه-پاسخ برای تعیین کمترین تعداد آزمایش ها استفاده شده است. مواد مورد استفاده در این فرآیند، ماده فعال سطحی( اسپن 80 )، ماده ی حامل (دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید) ، فاز غشاء( پارافین) و فاز داخلی (اسید پرکلریک و اسید کلریدریک) می باشند. متغیرهای مورد مطالعه در فرآیند استخراج ایریدیوم شامل غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، زمان تماس، دور همزن، ph فاز خارجی و نسبت حجمی فاز غشاء به فاز داخلی هستند. تعداد 54 عدد آزمایش برای استخراج ایریدیوم توسط نرم افزار design expert 7.1.6 و با استفاده از روش box-behnken بدست آمد و مقادیر بهینه برای بیشینه شدن استخراج و غنی سازی و کمینه شدن تورم امولسیون حاصل شد. شرایط بهینه ارائه شده توسط نرم برای غلظت ماده فعال سطحی(%v/v) 59/1، غلظت ماده حامل 08/0 مولار، زمان تماس 5/29 دقیقه، دور همزن 234 دور بر دقیقه، ph برابر 3/5 و نسبت حجمی فاز روغن به فاز داخلی36/1 بدست آمدند. در این شرایط نرخ استخراج ، غنی سازی و تورم امولسیون به ترتیب برابر 18/98% ، 38/13 و 11 میلی لیتر می باشند. متغیرهای مورد مطالعه در فرآیند استخراج نقره شامل غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، ph فاز خارجی و نسبت حجمی فاز غشاء به فاز خارجی می باشند. تعداد 29 عدد آزمایش برای استخراج نقره توسط نرم افزار design expert 7.1.6 و با استفاده از روش box-behnken بدست آمد و مقادیر بهینه برای بیشینه شدن استخراج و غنی سازی حاصل شد. شرایط بهینه ارائه شده توسط نرم افزار شامل غلظت ماده فعال سطحی(%v/v) 28/3، غلظت ماده حامل 05/0 مولار، ph برابر 89/6 و نسبت حجمی فاز غشاء به فاز خارجی23/0 می باشند. در این شرایط نرخ استخراج ، غنی سازی به ترتیب برابر 96% و 3/10 می باشند. برای ارزیابی تأثیر روش غشاء مایع امولسیونی، از پساب واقعی فولاد مبارکه که شامل بسیاری از فلزات سنگین است استفاده شد. نتایج مربوط به جداسازی فلزات سنگین از پساب فولاد مبارکه نشان می دهند که مقادیر بهینه برای غلظت ماده فعال سطحی 2 درصد حجمی، غلظت ماده حامل 05/0 مولار ، نسبت حجمی فاز داخلی به فاز روغن 7/0 و نسبت حجمی فاز غشاء به فاز خارجی 2/0 می باشند. روی هم رفته نتایج این مطالعه نشان می دهد که فرآیند غشاء مایع امولسیونی یک روش مناسب برای جداسازی محلول های رقیق می باشد.

جداسازی مواد قابل حل و غیر قابل حل از محلول ها زمانی که غلظت های آنها نسبتا کم باشد مشکل است، بطوریکه بیشتر روش های جداسازی در غلظت های کم ناکارآمد خواهند بود. اگر مواد مورد نظر مانند آنزیم ها نسبت به تغییرات در شرایط عملیاتی مانند دما حساس باشند، این مشکل جدی تر خواهد شد. گروهی از روش ها به نظر می رسد برای جداسازی تقریبا هر ماده ای به خصوص زمانی که غلظت توده پایین است مفید باشند که به آنها روش های جداسازی با کف یا روش های جداسازی جذب سطحی حبابی نیز می گویند. جداسازی و بازیافت موادی مانند پروتئین ها و آنزیم ها معمولا با روش هایی مانند کروماتوگرافی، فراپالایی، نمک زدایی، دیالیزو ... انجام می شد. در سال های اخیر قیمت نسبتا زیاد وظرفیت عملیاتی کم این روش ها باعث علاقه مندی بیشتر به روش های جایگزین ارزان و با ظرفیت بالا شده است. جداسازی با کف نمونه ای از این روش های ارزان می باشد که به طور تجاری دارای پتانسیل کافی برای کاهش هزینه های بازیافت مواد به عنوان مثال پروتئین است. آلفاآمیلاز، ماده مورد نظر در این پژوهش جزء مهمترین آنزیم های مورد استفاده در صنایع مربوط به نشاسته و صنایع وابسته می باشد. امروزه آلفاآمیلاز در صنایعی همچون صنعت غذا، شوینده ها، نساجی و کاغذسازی و... به منظور هیدرولیز نشاسته بکار می رود. هدف از این پژوهش استخراج، جداسازی وغنی سازی آنزیم آلفاآمیلاز از محلول آبی با استفاده از روش تفکیک با کف به طور پیوسته و بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند شدت جریان گاز و پارامترهای محلول مانند غلظت اولیه خوراک آنزیمی، غلظت ماده فعال سطحی، کشش سطحی، نوع ماده فعال سطحی، مخلوط مواد فعال سطحی، قدرت یونی، نوع نمک افزوده شده وph در بازیافت و غنی سازی آنزیم مورد نظر می باشد. تجهیزاتی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت، شامل یک ستون پلی کربنات با ارتفاع 60 سانتی متر با قطرداخلی 4/4 و قطر خارجی0/5 سانتی متر، پخش کننده گاز با اندازه منافذ 5 تا 10 میکرومتر، پمپ کولر با توان 7/55 وات برای به جریان درآوردن محلول خوراک در ستون، کپسول گاز نیتروژن، تنظیم کننده جریان برق، فشارسنج و فلومترگازی می شود. نتایج این پژوهش نشان داد که بهترین شدت جریان، 0/1 لیتر بر دقیقه بود. مطلوب ترین غلظت از نظر عملکردی 0/10میلی گرم بر لیتر بدست آمد و بهترین ph مقدار 2/7 انتخاب شد. غلظت 200 میلی گرم بر لیتر از نظر عملکردی و اقتصادی با صرفه ترین حالت شناخته شد. تاثیر پارامتر کشش سطحی در غلظت های مختلف ماده فعال سطحی بر نسبت غنی سازی بررسی شد و نتایج نشان داد که بیشترین غنی سازی در کشش سطحی بالا بدست می آید. پارامتر قدرت یونی حاصل از نمکkcl مورد آزمایش قرار گرفت و بهترین نتیجه در حالت 02/0 مول بر لیترحاصل شد. تاثیر نمک های دیگر مانند kbr وna2so4 بر عملکرد فرآیند بررسی شد و بهترین نمک از نظر عملکردی در این فرآیند، na2so4شناخته شد. تاثیر مواد فعال سطحی مختلف(آنیونی، کاتیونی و غیریونی) نیز یکی ازپارامترهای موردنظر بود که ازنظرعملکرد( نسبت غنی سازی بهتر) و زمان شکست کمتر، ماده فعال سطحی غیریونی مطلوب ترین شناخته شد. مخلوط دوتایی مواد فعال سطحی نیز به عنوان یک پارامتر جدید مورد آزمایش قرار گرفت که عنوان بهترین مخلوط، به مخلوط مواد فعال سطحی کاتیونی/آنیونی اختصاص یافت.

قیر که به عنوان آسفالت نیز شناخته می شود، ماده ای سیاه رنگ و چسبناک است که به صورت مایع یا شبه جامد یافت می شود. کاربرد اصلی قیر در جاده سازی می باشد که به عنوان ماده ی چسبنده با شن وماسه مخلوط شده و کف پوش جاده ها را تولید می نماید. به طور کلی، قیر به دلیل خاصیت چسبندگی و نفوذناپذیری آب مورد استفاده قرار می گیرد. قیر نیز به عنوان مواد ضد آب در عایق بندی سقف و کف ساختمان ها استفاده می شود. به دلیل تخریب نسبتاً سریع و تغییر شکل کف پوش در اثر بار ترافیکی زیاد و تغیرات دما، استفاده ی قیر به شکل خالص در جاده سازی مناسب نمی باشد. بنابراین اصلاح قیر به منظور بهبود عملکردش، توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. اصلاح خواص قیر می تواند به صورت شیمیایی و یا فیزیکی صورت گیرد. برای اصلاح فیزیکی قیر، استفاده از پلیمرها مورد توجه قرار گرفته و همچنین در سال های اخیر استفاده از محصولات پیرولیز لاستیک تایرهای فرسوده نیز گذارش شده است. در این تحقیق، پودر لاستیک تایر فرسوده ی کامیون پیرولیز شده و محصولات حاصل از آن را به همراه پلی فسفریک اسید (ppa) با قیر 100/85 مخلوط و خواص ترکیب نهایی را مورد بررسی قرار دادیم. در این تحقیق، یک رأکتور برای انجام آزمایش های پیرولیز طراحی و ساخته شد. در هر آزمایش 150 گرم پودر تایر فرسوده (nr) استفاده شده و توزیع محصولات نهایی مورد بررسی و آنالیز قرار گرفته است. در آزمایش های پیرولیز، اثر افزودنی هایی از قبیل پارافین جامد و سدیم هیدروکسید بر توزیع محصولات مطالعه شد. نتایج پیرولیز نشان می دهد که در اثر اضافه نمودن سدیم هیدروکسید، میزان باقیمانده ی پیرولیز از 33% (بدون افزودنی) به 43% (با افزایش 15 گرم سدیم هیدروکسید) افزایش می یابد. از طرف دیگر، اضافه نمودن 1 گرم پارافین جامد، باعث افزایش روغن پیرولیز از 37.5% به 42% می شود و اضافه کردن هر دو افزودنی به طور هم زمان باعث کاهش روغن و باقیمانده ی پیرولیز و افزایش گاز تولیدی می شود. برروی روغن های پیرولیز با استفاده از استون، تست حلالیت نیز صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که وقتی 1 گرم پارافین جامد در فرآیند پیرولیز مورد استفاده قرار می گیرد، حلالیت روغن پیرولیز در استون از 64.7% به 51.3% کاهش یافته و نشان می دهد که حلالیت در استون با مقدار پارافین جامد استفاده شده، رابطه ی عکس دارد. در نهایت، 3% وزنی روغن پیرولیز را به قیر 100/85 اضافه نمودیم. نتایج نشان می دهد که نفوذ قیر از 90dmm به 119.5 افزایش و نقطه نرمی آن از 46.1?c به 40.3?c کاهش یافته است. در اثر اضافه نمودن 0.5% وزنی نانوذرات جامد حاصل از باقیمانده ی پیرولیز و 1.5% وزنی ppa به قیر، نفوذ از 90dmm به 41.5 کاهش و نقطه نرمی از 46.1?cبه 67.2 افزایش و کشش پذیری نیز از بیش از 100cm به 8.5 کاهش یافته است.

در این پژوهش استخراج پیوسته فلزات سنگین با استفاده از غشاء مایع امولسیونی از محلول آبی سنتز شده مورد مطالعه و بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. فرآیند غشاء مایع امولسیونی به دلیل مزایای فراوان از جمله شار بالای انتقال جرم (به دلیل سطح بالا و انتقال جرم همراه با واکنش شیمیایی) و عدم وجود محدودیتهای تعادلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استخراج فلزات سنگین یکی از مهمترین کاربرد‏های این روش می‏باشد که فرآیند پیوسته‏ی آن هدف اصلی این پژوهش می‏باشد. انجام آزمایشات فرآیند پیوسته مستلزم طراحی و ساخت تماس‏دهنده‏ای خاص می‏باشد، به همین منظور ستونی شبیه ستون استخراج oldshue - rushton به گونه‏ای طراحی و ساخته شد که در عین ثابت بودن ارتفاع مراحل، جهت تأثیر تعداد مراحل بر میزان استخراج ارتفاع کلی برج متغیر می‏باشد. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای موثر بر این فرآیند ابتدا مقادیر بهینه‏ی متغیرها با استفاده از فرآیند ناپیوسته تعیین و سپس این مقادیر در فرآیند پیوسته استفاده شده است. در این پژوهش استخراج کروم و زیرکونیوم مورد مطالعه قرار گرفته است که مواد مورد استفاده عبارتند از: span80 به عنوان ماده‏ی فعال سطحی، d2ehpa به عنوان ماده‏ی حامل، پارافین به عنوان غشاء، hcl به عنوان فاز داخلی و نمکهای کروم و زیرکونیوم به عنوان فاز خارجی. با توجه به مطالعات صورت گرفته‏ی قبلی بر روی استخراج کروم با استفاده از این فرآیند و تعین مقادیر بهینه‏ی متغیرها، در فرآیند ناپیوسته تنها اثر ویسکوزیته‏ی فاز غشاء بررسی شده است. این بررسی نشان می‏دهد میزان استخراج با افزایش ویسکوزیته‏ی فاز غشاء افزایش می‏یابد اما میزان تورم امولسیون با افزایش ویسکوزیته‏ ابتدا کاهش و سپس افزایش می‏یابد. در استخراج زیرکونیم با این روش که تا کنون بررسی نشده است تأثیر متغیرهای موثر بر فرآیند بررسی و مقادیر بهینه‏ی آنها تعیین شده است. دور همزن، غلظت ماده‏ی حامل، غلظت ماده‏ی فعال‏سطحی، نسبت غشاء به فاز داخلی(o/w) و زمان تماس متغیرهایی هستند که تأثیر آنها بر میزان استخراج بررسی و مقادیر بهینه‏ی آنها تعیین شده است که به ترتیب عبارتند از: rpm 400، v/v % 1، v/v % 1، 2 و 6 دقیقه. در نهایت از مقادیر بهینه‏ی بدست آمده در فرآیند ناپیوسته جهت انجام آزمایش‏های فرآیند پیوسته استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی در فرآیند پیوسته عبارتند از شدت جریان خوراک، نسبت شدت جریانها و غلظت فاز خارجی. میزان استخراج کروم در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 99 می‏باشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته می‏باشد. در مورد زیرکونیوم نیز میزان استخراج در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 53/99 می‏باشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش 5/4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته می‏باشد. در مجموع فرآیند پیوسته‏ی غشاء مایع امولسیونی جایگزین بسیار مناسبی برای فرآیندهای قدیمی و کم بازده می‏باشد.

جدای از عمل جراحی و درمان های بیولوژیکی و پرتو درمانی، استراتژی حاضر برای درمان سرطان بر داروهای سیتوتاکسیک یعنی داروهایی که برای سلول ها سمی هستند، متمرکز شده است و از این داروها در شیمی درمانی برای درمان سرطان استفاده می شود. در مقایسه با دیگر داروها، داروهای سیتوتاکسیک ضد سرطان مشکلات منحصر به فردی را نشان می دهند که عمدتاً از نقص کیفیت توزیع یکنواخت و گسترش اثرات جانبی با چسبیدن دارو به سلول های سالم به جای سلول های هدف ناشی می شود. از این رو می توان قدرت درمانی داروهای ضد سرطان را با بارگذاری در داخل سیستم های دارو رسانی مانندنانوذرات بهبود بخشید با انجام این کاردارورسانی در ناحیه ی آلوده به تومور سرطانی تسهیل می شود و سمیت داروها بر نقصان های درمانی، با ایجاد تماس طولانی بین سلول های آلوده با عوامل ضد سرطان، غلبه می کند. بارگذاری داروهای ضد سرطان در سیستم های دارورسانی روشی مناسب برای رهایش کنترل شده ی این عوامل فعال است. هدف این پژوهش سنتز نانو ذرات سرم آلبومین گاوی حاوی 5-فلورویوراسیل و پوشش دهی آن توسط پلی اتیلن گلایکول دی نیتروفنیل کربنات و بررسی اثر پوشش دهی، غلظت ووزن مولکولی پلی اتیلن گلایکول را بر رهایش5-fu بوده است. این نانو ذرات غیر سمی، غیر ایمیونیژن، زیست سازگار، زیست تخریب پذیرو دارای چرخش طولانی در بدن و برای دارورسانی مناسب می باشند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که غلظت و وزن مولکولی یکی از عوامل بسیار موثر بر کنترل رهایش دارو از نانوذرات حاوی 5-fu می باشد. درصد به دام افتادن دارو در نانوذرات درحدود% 7/40 بود. برای تهیه ی نانوذرات سرم آلبومین گاوی (bsa ) به دلیل سادگی روش، عدم نیاز به تجهیزات پرهزینه و سازگاری با داروی آب گریزی نظیر 5-fu از روش حلال زدایی استفاده شد. در آنالیز pcs مینمم اندازه ی ذرات آلبومین nm 57 و ماکسیمم اندازه ی ذرات nm 600 تعیین شد. با توجه به شاخص پراکندگی نانو ذرات، نانو ذراتی با اندازه ی متوسط 186 نانومترو زتا پتانسیلی در حدود 5/25- حاصل شد. نتایج حاصل از آنالیز nmr مربوط به فعال سازی پلی اتیلن گلایکول نشان می دهد که گروه های هیدروکسیل انتهایی پلی اتیلن گلایکول با گروه های 4- نیتروفنیل کربنات جایگزین و پلی اتیلن گلایکول به پلی اتیلن گلایکول دی نیتروفنیل کربنات تبدیل شده است. نتایج حاصل از پوشش دهی نانوذرات نشان داد که کم ترین درصد پوشش دهی در حدود 60 درصدبرای پلی اتیلن گلایکول با وزن مولکولی 4000 و غلظت 6 گرم بر لیتر و بیشترین درصد پوشش دهی درحدود 81 درصدبرای پلی اتیلن گلایکول با وزن مولکولی 3000 باغلظت 5/7 گرم بر لیتر بود. نتایج نشان داد پایاترین رفتار رهایش 5-fu مربوط به نانو ذرات سرم آلبومین گاوی پوشش دهی شده با پلی اتیلن گلایکول با جرم مولکولی 8000 و با غلظت 25 گرم بر لیتر بود. در این ترکیب به دلیل بلندتر بودن زنجیره های پلی اتیلن گلایکول با جرم مولکولی بزرگ تر نسبت به سایر پلی اتیلن گلایکول ها با جرم مولکولی کمتر، تراکم مولکول ها در اطراف ماتریس نانوذرات افزایش یافته و در نتیجه مقاومت در برابر انتقال جرم بالا می رود و سرعت آزاد سازی 5-fu کاهش می یابد.

اطلاع از رفتار پویایی برج ها و راکتور های شیمیایی بستر ثابت از اهمیت فراوانی در طراحی, کنترل, راه اندازی و متوقف ساختن آنها برخوردار است.رفتار پویایی واجذبی بستر های ثابت پر شده از جاذب های کروی پوسته ای به وسیله یک جریان یکنواخت همراه با واکنش با همدمای خطی بررسی شده است. رفتار پویایی واجذبی برای فاز سیال و نفوذ از درون جامد ساکن به سمت فاز سیال با همدمای خطی واکنش شیمیایی مرتبه اول و مدل ساده شبه تعادلی برای یک سیستم کاتالیستی با مقاومت انتقال جرم در فاز ساکن نتیجه گرفت. رابطه سینتیکی و پارامتر های جذب در حل تحلیلی مدل مربوطه از قانون هنری تعیین می شود. سپس معادله های حاصل با بکارگیری روش های تحلیلی حل می شوند و منحنی های اشباع شده برای پارامتر های سیستم به وسیله انتگرال عددی تعیین می شود.نتایج به صورت پویایی یک سیستم بستر ثابت برای نفوذ جامد به داخل ذرات کروی بسط داده می شود. ارزش ثابت جذب ظاهری به خصوصیات متفاوت سیستم و شرایط آزمایشگاهی، نظیر مدول تیلی ، اثر هایی از فیلم مایع (مقاومت انتقال جرم) مقدار کاتالیست و زمان تماس بستگی دارد. اثر افزایش واکنش و اثر مقاومت انتقال جرم روی مقدار واجذبی از ذرات مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل نشان می دهد که وجود واکنش مصرف کننده جزء جذب شده روی ذرات جامد, میزان واجذبی را افزایش داده و زمان واجذبی مقدار معینی از مقدار جذب شده را کاهش می دهد.در حالت مقاومت انتقال جرم مصرف کننده جزء جذب شده روی ذرات جامد، میزان واجذبی را کاهش می دهد و زمان واجذبی مقدار معینی از مقدار جذب شده نسبت به حالتی که از مقاومت انتقال جرم صرف نظر کردیم افزایش می یابد. کلمات کلیدی: 1- واجذبی 2-جذب 3-بسترثابت 4-کره های پوسته ای 5-واکنش 6- مقاومت انتقال جرم 7-فیلم نازک

چکیده رنیوم یکی از عناصر کمیاب و با ارزش موجود در پوسته ی زمین است که کاربردهای ویژه این فلز سبب شده است تا توجه محققان به بازیابی و استحصال آن جلب شود. روش های مختلفی برای بازیابی ترکیب های رنیوم از کنستانتره مولیبدن وجود دارد که متداولترین آن استخراج با حلال است. در این پژوهش استخراج ناپیوسته یون فلز رنیوم با استفاده از روش غشاء مایع امولسیونی از محلول رقیق نمک این فلز گرانبها مورد مطالعه و بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است که نسبت به روش استخراج با حلال مزایای بهتری دارد و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر است. به منظور استفاده از این روش در فعالیت های صنعتی از نمونه ی واقعی کنستانتره مولیبدن مس سرچشمه نیز استفاده شد. رنیوم در ترکیبات معدنی همچون مولیبدنیت و مس یافت می شود و کنستانره مولیبدن مس سرچشمه حاوی حدود ppm 900 -700 ترکیب های حاوی رنیوم است. به دلیل بالا بودن شار انتقال جرم در فرآیند غشاء مایع امولسیونی که ناشی از سطح ویژه بسیار بالای آن است و همچنین عدم وجود محدودیت های تعادلی این فرآیند در جداسازی یون های فلزی و غیر فلزی در حد ppb، ppm و مقادیر بیشتر استفاده می شود. یکی از موارد استفاده از این روش استخراج و غنی سازی یون های فلزات سنگین و گرانبها می باشد. مواد مورد استفاده در این پژوهش عبارتند از: span80 به عنوان ماده ی فعال سطحی، تری اکتیل آمین(toa) به علت انتخاب پذیری بالا نسبت به رنیوم به عنوان ماده حامل، نفت سفید به عنوان فاز غشاء، اسید کلریدریک به عنوان فاز داخلی و محلول های نمک کلرید رنیوم در آب(محلولppm 10کلرید رنیوم در آب مقطر) و کنستانتره مولیبدن درتیزاب سلطانی( محلولppm 20کنسانتره در تیزاب سلطانی) به عنوان فاز خارجی. در استخراج یون های رنیوم از محلول مصنوعی و شاهد کلرید رنیوم در آب به روش غشاء مایع امولسیونی تاثیر متغیرهای موثر بر فرآیند از قبیل : سرعت همزن، غلظت ماده ی فعال سطحی، غلظت ماده ی حامل و زمان تماس بررسی و مقادیر بهینه ی آنها تعیین شده است که به ترتیب عبارتند از:rpm 600 ،% v/v 2، % v/v 2و 8 دقیقه. که در این شرایط نرخ استخراج از محلول نمک کلرید رنیوم برابر با 8/99 % می-باشد. متغیر های موثر برای محلول کنستانتره مولیبدن در تیزاب سلطانی نیز بررسی شد و مقادیر بهینه به منظور جداسازی هر چه بیشتر یون فلز رنیوم از کنستانتره مولیبدن در تیزاب سلطانی بدست آمدکه عبارتند از: سرعت همزنrpm 600، غلظت ماده ی فعال سطحی% v/v 2، غلظت ماده ی حامل% v/v 2 و زمان تماس 10 دقیقه. در این شرایط نرخ استخراج حدود 98 % است. در مجموع فرآیند غشاء مایع امولسیونی برای جداسازی و غنی سازی یون های رنیوم از محلول جایگزین بسیار مناسبی برای فرآیندهای قدیمی و کم بازه است. کلمات کلیدی: استخراج، رنیوم، غشاء مایع امولسیونی، کنستانتره مولیبدن مس سرچشمه

بافتهای گیاهی و اندامهای حیوانی از جمله مهمترین منابع آنزیمی در بیوتکنولوژی آنزیم ها هستند. حدود 70% آنزیم ها از این منابع استخراج شده اند و آنزیم هایی که از اندامهای حیوانی بدست می آیند درحدود 10% کل آنزیم های موجود در بازار است. بر این اساس در این پروژه جگر مرغ به عنوان منبع آنزیمی ارزان قیمت، در دسترس و غنی از آنزیم ها، برای جداسازی آنزیم الکل دی هیدروژناز انتخاب شد. احیا و خالص سازی محصولات بیولوژیکی معمولاً با فرآیند های پیچیده ای همراه است که هزینه آن حتی از 70% قیمت نهایی محصول بالاتر است. در سالهای اخیر با تولید پروتئین های جدید در صنعت بیوتکنولوژی ، روشهای جداسازی ساده و ارزان قیمت مورد نیاز است. روند مرسوم خالص سازی پروتئین شامل عملیات چند مرحله ایست که با تلفات قابل ملاحظه ای از فعالیت آنزیم همراه است. روند مورد استفاده در این تحقیق جداسازی ازطریق کف است که ضمن حداقل سازی مراحل فرآیند، بازده خالص سازی را حفظ می کند. در این روش با ایجاد حباب در محلول حاوی مواد فعال سطحی و آنزیم مورد نظر، یک سطح مشترک گاز- مایع ایجاد می شود که مواد فعال جذب سطحی این فصل مشترک می شوند. انتقال پروتئین به فاز کف با کوچک شدن اندازه حبابها، افزایش می یابد و این ناشی از سطح مشترک بیشتر و افزایش غلظت پروتئین جذب شده است. در جداسازی های بیومولکولی، حباب های بسیار کوچک، اصطلاحا" افرون "، ویژگی های استخراجی خوبی را نشان داده اند. بنابراین در این پروژه از میکرو حبابها جهت استخراج و غنی سازی آنزیم مورد نظر استفاده شد. به منظور تولید حباب ، محلول حاوی مواد فعال سطحی به وسیله همزن فراصوت با دور موتور مورد نظر و در زمان مشخص هم زده شد. سپس حجم معینی از حباب ها با محلول حاوی آنزیم مخلوط شد و پس از گذشت زمان مشخصی جداسازی شد. برای بررسی بی تاثیری مواد فعال سطحی بر روی ماهیت آنزیم ، از الکتروفورز استفاده گردید. میزان آنزیم غنی سازی شده نیز با استفاده از روابط و میزان جذب نور در دستگاه uv محاسبه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که بسته به نوع و غلظت ماده فعال سطحی، ph و حضور نمک، بازده غنی سازی متفاوت بود. ابتدا آزمایش ها با استفاده 3 نوع ماده فعال سطحی آنیونی و کاتیونی صورت گرفت که در پایان و با توجه به نتایج بهترین ماده فعال سطحی، ماده فعال سطحی آنیونی aot ، انتخاب شد. نمک های مورد استفاده نیز kcl و nacl بودند که آزمایش ها نشان داد در حضور kcl و در غلظت 6 میلی مولار aot و در 6 ph= علاوه بر اینکه می توان حباب های کوچکتری تولید کرد، بالاترین بازده غنی سازی نیز بدست آمد که نسبت به حالت 1/0 میلی مولار aot و در غیاب نمک و در 6 ph=، بازده غنی سازی 4/2 برابر بود. حباب های تولیدی قابل اندازه گیری در حدود 10-100 میکرومتر بود و احتمال ایجاد نانو حباب در حضور نمک kcl وجود داشت که به دلیل در دسترس نبودن وسایل اندازه گیری مناسب، امکان شناسایی نانو حباب ها فراهم نشد. بررسی از طریق الکتروفورز نیز عملکرد غنی سازی و عدم تغییر ماهیت الکل دی هیدروژناز از طریق aot را تایید کرد.

جذب و دفع نوع فرآیند جداسازی است که در موارد عملی زیادی مانند عملیات خشک کردن، واکنشهای کاتالیتیکی، تکنیکهای کروماتوگرافی تبادل یون بین محلول و جامد وعملیات تقطیر در صنعت به کار می رود. در مراحل جذب و دفع در بسترهای ثابت، موج غلظتی وجود دارد که بررسی دقیق آن، درجه جداسازی را نشان می دهد. منحنی های برون رفت، شکل موج غلظت را در جاذبها و دفع کننده ها به تصویر می کشند. شکل و پهنای این منحنی ها در طراحی جاذبها در طراحی جاذبها و کنترل عملیات جداسازی سیکلی بسیار مهم است. در این رساله رفتار گذرای فرایند دفع و جذب از بستر ثابت آکنده ای از ذرات کروی تک اندازه تو خالی در 3 حالت ذیل مدل گشته است : 1- بدون در نظر گرفتن پراکندگی محوری همراه با ایزوترم جذب خطی 2- با در نظر گرفتن پراکندگی محوری همراه با ایزوترم جذب خطی 3- با در نظر گرفتن پراکندگی محوری همراه با ایزوترم جذب غیر خطی لانگموبر معادلات حاکم در هر حالت به روش عددی تفاضلات محدود حل گشته، سپس دستگاه معادلات جبری وابسته حاصل، توسط روش برنامه نویسی c حل شده است. نتایج حاصل به صورت نمودارهایی از جمله منحنی های برون رفت و پروفیل های غلظت در زمان های مختلف در طول بستر در هر یک از فرآیندهای جذب و دفع ارایه گردیده است. شکل منحنی های برون رفت تحت تأثیر دو عامل هیدرودینامیکی و کینتیکی قرار دارد. تأثیر عامل هیدرودینامیکی به صورت تأثیر پراکندگی محوری، با تغییرات عدد بدون بعد پکله مشخص می شود و این تأثیر بر روی منحنی های برون رفت، تنها در پکله های کمتر از 50 در ایزوترم خطی و در پکله های کمتر از 80 در ایزوترم غیر خطی لانگمویر قابل توجه است . طبیعت و نوع ایزوترم جذب و مقدار پارامترهای آن، اندازه ذرات کروی و هندسه سیستم از جمله عوامل دیگری هستند که بر شکل منحنی های برون رفت تأثیر گذارند.

خواص تراوایی شامل آستانه تراوش و ضریب تراوایی دردو نوع شبکه ترک سه بعدی هتروژن و غیر ایزوتروپیک بصورت جداگانه بررسی شد. هردونوع شبکه ترک از شش ضلعیهای منظم هم اندازه ساخته شده اند. در شبکه هتروژن مراکز ترکها براساس یک میدان گوسی همبسته بصورت غیریکنواخت درفضای داخل یک واحد ساختمانی مکعب شکل توزیع شده است و ترکها بصورت ایزوتروپیک درفضا جهت گیری شده اند. در شبکه ترکهای غیر ایزوتروپیک مراکز ترکها بصورت تصادفی توسط یک تابع توزیع یکنواخت در فضای داخل واحد ساختمانی توزیع شده است و ترکهای آنها بر اساس تابع توزیع فیشر بصورت غیر ایزوتروپیک جهت گیری شده اند.آستانه تراوش در شبکه ترکهای هتروژن باافزایش میزان ناهمگونی سیستم افزایش پیدا می کند و افزایش طول همبستگی میدان گوسی اندکی این رفتار را شدت می بخشد. مقدار ضریب تراوایی در شبکه ترکهای هتروژن باافزایش میزان ناهمگنی و افزایش طول همبستگی نسبت به حالت همگن کاهش پیدا می کند. در حقیقت با افزایش میزان ناهمگنی و افزایش طول همبستگی، سیستم از حالت همگن دور می شود لذا احتمال حضور ترکها در داخل فضای واحد ساختمانی تشکیل دهنده شبکه ترکها بصورت غیر یکنواخت و تصادفی در مناطقی با افزایش و در مناطقی دیگر با کاهش مواجه می شود. بهمین دلیل تعداد برخوردها به ازاء هر شی ء افزایش یافته و آستانه تراوش نسبت به حالت همگن در دانسیته های پایین تری رخ می دهد. این طریقه آرایش ترکها به ایجاد خوشه های ایزوله شده در داخل شبکه کمک نموده ازتعداد خوشه های پیماینده شبکه می کاهد که علت اصلی کاهش ضریب تراوایی در مقایسه با حالت همگن است. در حالت غیر ایزوتروپیک آستانه تراوش در سه خانواده مختلف از شبکه ترکهای غیر ایزوتروپیک بررسی شد و ضریب تراوایی خانواده اول محاسبه گردید. اختلاف این سه نوع شبکه در طریقه توزیع بردارهای نرمال ترکها حول جهات سه گانه است. در شبکه نوع اول ترکها فقط حول جهت z- پراکنده شده اند در شبکه نوع دوم ترکها حول دوجهت z- و x-جهت گیری شده اند ودر شبکه نوع سوم سه گروه از ترکها حول هر سه جهت x- ، y- وz- جهت گیری شده اند. میزان انحراف از حالت ایزوتروپیک توسط ثابت فیشر ? کنترل می شود. در شبکه نوع اول با افزایش ? آستانه تراوش در جهت z- از مقادیر متناظر در جهات x- و y- بزرگتر می گردد یعنی در دانسیته ثابت شانس تراوش در جهت z- کمتر از شانس تراوش در جهات x- و y- می باشد. زیرا بخاطر نحوه جهت گیری ترکها حول قطب z- از برخورد میان آنها در جهت z- نسبت به دو جهت دیگر ممانعت بعمل می آید. لازم به ذکراست که بعلت متقارن بودن توزیع فیشر حول جهت z- مقادیر آستانه تراوش در جهات x- وy- یکسان است. نحوه تغییرات ضریب تراوایی در شبکه ترک غیرایزوتروپیک نوع اول در هماهنگی کامل با نتایج تحلیلی بدست آمده از مدل سنو[11] است. برای شبکه ترکهای غیرایزوتروپیک نوع دوم در ? ثابت آستانه تراوش در جهات z- و x- برابرند ودر دانسیته ثابت شانس رسیدن به تراوش در جهت y- نسبت به هردوجهت z- و x- بیشتر است. در شبکه نوع سوم چون سه دسته از ترکها حول سه جهت عمود برهم توسط یک تابع توزیع یکسان شبکه را ایجاد نموده اند شانس وقوع تراوش در هر سه جهت برابر است و با بزرگتر شدن ? در این شبکه مقدار آستانه تراوش از مقدار 3/2 به سمت 2 میل می کند که 3/2 آستانه تراوش در شبکه ترکهای ایزوتروپیک است و 2 آستانه تراوش در شبکه ترکهای غیر ایزوتروپیک عمود برهم است. این نتایج در هماهنگی کامل با نتایج گزارش شده توسط هازبی و همکاران [28] و رابینسون [90] در شبکه های ایزوتروپیک و غیرایزوتروپیک عمود برهم به ترتیب می باشد.

در خلال قرن گذشته در بسیاری از نقاط جهان به طور فزاینده ای منابع آب با مواد lnapl (سیالات امتزاج ناپذیر سبکتر از آب) آلوده شده اند. این سیالات یک خطر جدی برای منابع آب به شمار رفته و برای جلوگیری از مشکلات زیست محیطی و بهداشتی، آبهای آلوده به این مواد بایستی به سرعت پاکسازی شوند. این مواد در حرکت خود به سمت پایین تحت تاثیر نیروهای گرانش و مویینگی قرار گرفته و پیش بینی رفتار آنها بر اساس میزان این دو نیرو انجام می شود. همچنین در صورت نفوذ عمقی به زمین و رسیدن به سطح آبهای زیرزمینی به صورت یک لایه نازک روی آن قرار گرفته و حرکت می کنند. شایان توجه است در صورتی که سطح آب زیرزمینی نوسان داشته باشد، مواد نفتی متحرک در مناطقی که قبلاً آب زیرزمینی در آن جریان داشته به حالت پسماند در خواهند آمد. مواد نفتی پسماند قطراتی از سیال هستند که بر اثر نیروی مویینگی بین حفرات خاک در تله افتاده و امکان حرکت آزادانه از آنها گرفته شده است. با توجه به میزان قابل توجه نیروی مویینگی به ویژه در خاکهای با بافت ریزدانه، پاکسازی این مواد بسیار دشوار و در مواردی غیر ممکن خواهد بود. روشهای جدیدی برای پاکسازی آبهای آلوده به lnapl ها بدون برداشت خاکهای آلوده ابداع شده اند که اکثر آنها مبتنی بر پمپاژ آبهای آلوده هستند. در تحقیق موجود، مروری بر روشهای پاکسازی آبخوانهای آلوده به این مواد انجام و در نهایت یک روش به عنوان روش مناسب برای آبخوانهای عمیق و نفوذ پذیر انتخاب شده است. روش انتخاب شده، تخلیه دوپمپه بوده که راندمان بالایی در پاکسازی مواد lnapl از آبهای زیرزمینی دارد. این روش مبتنی بر استفاده همزمان از دو پمپ متحرک(یکی برای آب و دیگری برای نفت) است. در سالهای اخیر محققان همواره به دنبال بهینه سازی این روش بوده اند، به گونه ای که حتی الامکان از تبدیل مواد نفتی متحرک به مواد پسماند جلوگیری شود. در رابطه ای که اخیراً ارایه شده است با ایجاد یک رابطه خطی بین دبی آب و نفت، از به وجود آمدن مواد نفتی پسماند جلوگیری می شود در حالی که مزیت این روش که راندمان بالا در پاکسازی است، همچنان حفظ می گردد. برای شبیه سازی روند پاکسازی نیاز به یک مدل شبیه ساز بود. مدل شبیه ساز انتخاب شده در این تحقیق با نام utchem، یک مدل سه بعدی بوده و بر اساس تفاضلات محدود کار می کند. این مدل به سفارش سازمان محیط زیست آمریکا توسعه داده شده و جزء جامع ترین مدلهای موجود برای پیش بینی رفتار جریانهای چند فازی می باشد. البته در این تحقیق تنها از قابلیتهای اصلی این مدل برای شبیه سازی فرآیندهای اصلی کیفی آب زیرزمینی نظیر انتقال، دیسپرژن و دیفیوژن استفاده و از فرآیندهایی چون جذب، تجزیه بیولوژیکی، انتقال دما، مواد فعال در سطح و واکنشهای شیمیایی صرف نظر گردیده است. از طرف دیگر با توجه به اینکه هدف نهایی این تحقیق بهینه سازی روند پاکسازی می باشد، فرم کلاسیک الگوریتم ژنتیک به عنوان یک روش مناسب بهینه سازی برای کمینه کردن تابع هدف(مقدار هزینه) انتخاب شده است. این الگوریتم با یافتن بهترین مکان برای حداکثر 3 چاه از بین 9 چاه محتمل و نیز بهترین دبی چاههای انتخاب شده برای پمپهای آب و نفت (در محدوده تعیین شده توسط کاربر) مقدار کل هزینه های لازم برای پاکسازی را کمینه می کند. البته چاه مرکزی توسط برنامه نوشته شده در مرکز سطح هاله آلودگی قرار گرفته و مکان بقیه چاههای محتمل نسبت به آن تعیین می گردد. مزیت این الگوریتم استفاده آسان و سادگی برنامه نویسی با آن می باشد که البته در این تحقیق از روش باینری این الگوریتم به علت کارکرد ساده تر استفاده شده است. در نهایت برنامه توسعه داده شده در این تحقیق با نام lr optimizer برای بهینه سازی روند پاکسازی آبخوان اطراف پالایشگاه اصفهان به lnapl ها به عنوان یک مطالعه موردی، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این بهینه سازی مکان و دبی چاههای پمپاژ آب و نفت را مشخص نموده است. الگوریتم استفاده شده در این تحقیق می تواند با پیشنهادات داده شده ارتقاء یافته و زمان اجرای کمتری را به خود اختصاص دهد. چکیده در خلال قرن گذشته در بسیاری از نقاط جهان به طور فزاینده ای منابع آب با مواد lnapl (سیالات امتزاج ناپذیر سبکتر از آب) آلوده شده اند. این سیالات یک خطر جدی برای منابع آب به شمار رفته و برای جلوگیری از مشکلات زیست محیطی و بهداشتی، آبهای آلوده به این مواد بایستی به سرعت پاکسازی شوند. این مواد در حرکت خود به سمت پایین تحت تاثیر نیروهای گرانش و مویینگی قرار گرفته و پیش بینی رفتار آنها بر اساس میزان این دو نیرو انجام می شود. همچنین در صورت نفوذ عمقی به زمین و رسیدن به سطح آبهای زیرزمینی به صورت یک لایه نازک روی آن قرار گرفته و حرکت می کنند. شایان توجه است در صورتی که سطح آب زیرزمینی نوسان داشته باشد، مواد نفتی متحرک در مناطقی که قبلاً آب زیرزمینی در آن جریان داشته به حالت پسماند در خواهند آمد. مواد نفتی پسماند قطراتی از سیال هستند که بر اثر نیروی مویینگی بین حفرات خاک در تله افتاده و امکان حرکت آزادانه از آنها گرفته شده است. با توجه به میزان قابل توجه نیروی مویینگی به ویژه در خاکهای با بافت ریزدانه، پاکسازی این مواد بسیار دشوار و در مواردی غیر ممکن خواهد بود. روشهای جدیدی برای پاکسازی آبهای آلوده به lnapl ها بدون برداشت خاکهای آلوده ابداع شده اند که اکثر آنها مبتنی بر پمپاژ آبهای آلوده هستند. در تحقیق موجود، مروری بر روشهای پاکسازی آبخوانهای آلوده به این مواد انجام و در نهایت یک روش به عنوان روش مناسب برای آبخوانهای عمیق و نفوذ پذیر انتخاب شده است. روش انتخاب شده، تخلیه دوپمپه بوده که راندمان بالایی در پاکسازی مواد lnapl از آبهای زیرزمینی دارد. این روش مبتنی بر استفاده همزمان از دو پمپ متحرک(یکی برای آب و دیگری برای نفت) است. در سالهای اخیر محققان همواره به دنبال بهینه سازی این روش بوده اند، به گونه ای که حتی الامکان از تبدیل مواد نفتی متحرک به مواد پسماند جلوگیری شود. در رابطه ای که اخیراً ارایه شده است با ایجاد یک رابطه خطی بین دبی آب و نفت، از به وجود آمدن مواد نفتی پسماند جلوگیری می شود در حالی که مزیت این روش که راندمان بالا در پاکسازی است، همچنان حفظ می گردد. برای شبیه سازی روند پاکسازی نیاز به یک مدل شبیه ساز بود. مدل شبیه ساز انتخاب شده در این تحقیق با نام utchem، یک مدل سه بعدی بوده و بر اساس تفاضلات محدود کار می کند. این مدل به سفارش سازمان محیط زیست آمریکا توسعه داده شده و جزء جامع ترین مدلهای موجود برای پیش بینی رفتار جریانهای چند فازی می باشد. البته در این تحقیق تنها از قابلیتهای اصلی این مدل برای شبیه سازی فرآیندهای اصلی کیفی آب زیرزمینی نظیر انتقال، دیسپرژن و دیفیوژن استفاده و از فرآیندهایی چون جذب، تجزیه بیولوژیکی، انتقال دما، مواد فعال در سطح و واکنشهای شیمیایی صرف نظر گردیده است. از طرف دیگر با توجه به اینکه هدف نهایی این تحقیق بهینه سازی روند پاکسازی می باشد، فرم کلاسیک الگوریتم ژنتیک به عنوان یک روش مناسب بهینه سازی برای کمینه کردن تابع هدف(مقدار هزینه) انتخاب شده است. این الگوریتم با یافتن بهترین مکان برای حداکثر 3 چاه از بین 9 چاه محتمل و نیز بهترین دبی چاههای انتخاب شده برای پمپهای آب و نفت (در محدوده تعیین شده توسط کاربر) مقدار کل هزینه های لازم برای پاکسازی را کمینه می کند. البته چاه مرکزی توسط برنامه نوشته شده در مرکز سطح هاله آلودگی قرار گرفته و مکان بقیه چاههای محتمل نسبت به آن تعیین می گردد. مزیت این الگوریتم استفاده آسان و سادگی برنامه نویسی با آن می باشد که البته در این تحقیق از روش باینری این الگوریتم به علت کارکرد ساده تر استفاده شده است. در نهایت برنامه توسعه داده شده در این تحقیق با نام lr optimizer برای بهینه سازی روند پاکسازی آبخوان اطراف پالایشگاه اصفهان به lnapl ها به عنوان یک مطالعه موردی، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این بهینه سازی مکان و دبی چاههای پمپاژ آب و نفت را مشخص نموده است. الگوریتم استفاده شده در این تحقیق می تواند با پیشنهادات داده شده ارتقاء یافته و زمان اجرای کمتری را به خود اختصاص دهد.

زئولیت ها موادی با ویژگی های بسیار متنوع هستند که به دلیل خواص جذب، مقاومت گرمایی، تبادل یونی، اسیدیته قوی، مساحت سطح بالا و داشتن قابلیت غربالگری، کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون دارند. زئولیت های مصنوعی به دلیل خلوص کریستالی و شیمیایی و یکنواختی اندازه ذرات و حفراتشان نسبت به زئولیت های طبیعی دارای اهمیت تجاری بیشتری هستند و این امر موجب شده که در دو دهه اخیر، تلاش زیادی برای سنتز زئولیت ها صورت گیرد. کوتاه کردن زمان کریستالیزاسیون از آنجایی که منجر به بازدهی بالاتر سنتز، کمتر شدن مصرف انرژی و کاهش قیمت نهایی محصول می شود، امری است که همواره از دیدگاه تجاری مورد توجه واقع شده است. یکی از ویژگی های زئولیت ها که آن ها را از هم متفاوت می نماید اندازه حفره های آن ها می باشد و اصلاح و یکسان سازی اندازه حفره های زئولیت های موجود و مناسب کردن آن ها برای جداسازی های خاص بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ویژگی مهم دیگر در سنتز و کاربرد زئولیت ها، اندازه و یکنواختی ذرات آن ها می باشد. ذرات کوچک تر زئولیت به دلیل افزایش سطح تماس، طول عمر و ویژگی تبادل یونی و همچنین کاهش در محدودیت نفوذ و بهبود انتقال جرم، خاصیت جذب سطحی و کاتالیتیکی بهتری نسبت به زئولیت های در سایز بزرگ تر نشان می دهند. نوع ماده مورد استفاده به عنوان منبع سنتز، کاهش دما، افزایش زمان، ph محلول، افزودن ماده فعال سطحی و استفاده از میکروامولسیون، هم زدن محلول در مرحله کریستالیزاسیون و توقف هسته زایی از روش هایی است که می توان اندازه کریستال ها را تنظیم نمود. میکروامولسیون محلول کلوئیدی آب در روغن و روغن در آب است که ‏با لایه های ماده فعال سطحی پایدار شده است. یک محلول میکروامولسیون شامل ماده فعال سطحی، ماده فعال سطحی کمکی، فاز آلی و فاز آبی می باشد. با کنترل مناسب پارامتر های سنتز می توان از میکروامولسیون ها به عنوان ‏نانوراکتورهایی برای تولید محصولات سفارشی با ابعاد نانو و خواص جدید استفاده کرد. استفاده از روش امولسیون در سنتز زئولیت دو مزیت دارد، از یک جنبه میکروامولسیون یک فضای محدود شده (نانو رآکتور) تشکیل می دهد که رشد و هسته زایی را کنترل می کند و از جنبه ی دیگر ماده فعال سطحی صفحات کریستالی کریستال در حال رشد را هماهنگ نموده و رشد کریستال ها را تحت تأثیر قرار می دهد. در این کار تحقیقاتی، نانوکریستال زئولیت های zsm-5 و موردینیت با استفاده از سیلیکات سدیم به عنوان منبع سیلیکا و آلومینیوم سولفات به عنوان منبع آلومینیوم توسط روش نانوامولسیون-فراصوت تولید شدند و اثر پارامترهای مرتبط از جمله غلظت ماده فعال سطحی، غلطت ژل آلومینوسیلیکات و شدت فرکانس همزن فرا صوتی روی اصلاح ساختار زئولیت ها بررسی شد. همچنین به منظور بررسی اثر استفاده از روش نانوامولسیون- فرا صوت در مهندسی اندازه حفرات زئولیت و بهبود خواص جذب، از نمونه زئولیت zsm-5 تهیه شده به این روش در آزمون جذب و به منظور حذف فلز سرب در غلظت های مختلف استفاده شد. آزمون های xrd، sem و ftir به منظور تأیید کریستاله بودن، بررسی مورفولوژی ذرات و خلوص نمونه های تولید شده روی نمونه های سنتز شده انجام گرفت. از رابطه شرر برای تعیین اندازه کریستال ها استفاده شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش نانوامولسیون-فراصوت در مقایسه با روش معمول هیدروترمال، برای هر دو نمونه زئولیت zsm-5 و موردینیت باعث کوتاه شدن زمان سنتز، کوچک شدن اندازه کریستال ها و یکنواختی و کوچک شدن اندازه ذرات می شود، به طوری که در سنتز زئولیت zsm-5 اندازه کریستال و اندازه ذرات نمونه تولیدشده به ترتیب از 40/50 نانومتر و 39 میکرومتر به مقدار 17 نانومتر و 5/1 میکرومتر کاهش یافت. همچنین در سنتز زئولیت موردینیت اندازه کریستال و اندازه ذرات در نمونه تهیه شده به روش معمول به ترتیب از 70/112 نانومتر و 6/15 میکرومتر به مقدار 08/65 نانومتر و 5/3 میکرومتر کاهش یافت. به علاوه مشخص شد نمونه های تهیه شده به روش میکروامولسیون-فرا صوت دارای کریستال های خالص تر و کوچک تر هستند. نمونه سنتز شده به روش میکروامولسیون-فرا صوت به دلیل کاهش اندازه کریستال ها و ذرات و در نتیجه افزایش سطح تماس جذب بسیار بهتری نسبت به نمونه تهیه شده به روش معمول از خود نشان می دهد. مکانیسم جذب pb2+ مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که تئوری هم دمای فرندلیچ مدل مناسبی برای توجیه مکانیسم جذب سرب روی نمونه های زئولیت می باشد.

در طول زمان گذار سایش ضریب اصطکاک و کیفیت سطح قطعات در حال سایش پیوسته در حال تغییرند تا اینکه به حالت پایا برسند. بنابراین شرایط کارکرد قطعات در زمان گذار سایش نقش مهمی را در عملکرد قطعات در حال سایش از جمله چرخدنده ها، برینگ ها، پیرو و بادامک وغیره در زمان پایا ایفا می کند. پروژه ی حاضر دارای دو فاز مجزا می باشد. در فاز اول یک سری آزمایش های تجربی با استفاده از دستگاه پین بر روی دیسک بر روی نمونه ای از جنس st37 در حضور روانکار انجام گرفته است. پارامتر های ورودی این آزمایش ها عبارتند از سرعت، نیرو و کیفیت سطح اولیه که تاثیر آنها بر روی پارامترهای گذار سایش از جمله مسافت طی شده در زمان گذار، کاهش وزن نمونه، ضریب اصطکاک و غیره بررسی شده است. سپس نتاج با استفاده از روش حداقل مربعات و همچنین شبکه ی عصبی مدل سازی شد. نتایج نشان می دهد با افزایش دو برابری نیروی اعمالی و ثابت بودن دیگر پارامتر های ورودی، مسافت طی شده در زمان گذار در حدود 13 % کاهش می یابد. همچنین با دو برابر کردن سرعت تماس و ثابت بودن نیرو و کیفیت سطح اولیه، مسافت طی شده در زمان گذار در حدود 19% کاهش می یابد. در ادامه ی این فاز با استفاده از نرم افزار متلب دستگاه مورد استفاده شده مدل سازی گردید و نتایج آن با آزمایش های تجربی مقایسه گشت که از دقت قابل قبولی برخوردار بود. در فاز دوم با استفاده از نانوذرات cuo و zno و ایجاد نانو روانکار با این دو نانوذره و همچنین ترکیبی از آنها سعی بر کاهش میزان سایش در زمان گذار گردید. نتایج نشان می دهد که برای نانوروانکاری با درصد وزنی 1 % اکسید روی و 0.5% اکسید مس، بیش از 23 % کاهش در ضریب اصطکاک نهایی و همچنین بیش از 60 % بهبود در کاهش وزن نمونه آزمایش دیده می شود.

زئولیت ها مواد آلومینوسیلیکاتی بولورین، هیدراته و نانومتخلخل هستند. این مواد با ارزش به طور معمول به عنوان جاذب های تجاری استفاده می شوند و به دلیل ساختار و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، در بسیاری از کاربردهای صنعتی، کشاورزی و زیست محیطی استفاده می شوند. زئولیت ها به طور گسترده ای در صنایع، برای تصفیه آب، تولید مواد پیشرفته، واکنش های کاتالیستی در پالایشگاه های نفت و فرآیندهای هسته ای کاربرد دارند. علاوه بر این، این مواد برای جداسازی نیتروژن از هوا برای افزایش مقدار اکسیژن برای اهداف صنعتی و دارویی، استفاده می شوند. به صورت رایج، از آن ها در مقادیر بالا برای تولید پودرهای لباس شویی استفاده می شود. ظرفیت جذب زئولیت ها ناشی از ساختار باز و بار منفی موجود در ساختار شبکه ای آن هاست، که می تواند کاتیون ها را جذب و نگه داری کند. استفاده از زئولیت ها به صورت پودرهای ریز در فرآیندهای تصفیه ای بدلیل نیاز به سیستم های جداسازی جامد-مایع بعد از فرآیند تصفیه و مشکلات عملیاتی با محدودیت روبرو شده است. تلفیق مواد مغناطیسی با زئولیت ها و سپس جداسازی آن ها با یک میدان مغناطیسی خارجی، یکی از راه حل هایی است که در سال های اخیر برای حل یا کاهش این مشکلات ارائه شده است. در این پروژه نانو جاذب مغناطیسی از ترکیب زئولیت-اکسید آهن مغناطیسی بر اساس فرآیندی مبتنی بر روش انتقال فاز بخار (vpt) تولید و ظرفیت جذب آن در حذف یون های سرب، نیکل و کروم بررسی شد. سنتز جاذب در چهار مرحله انجام شد. ابتدا نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی با روش هم رسوبی شیمیایی و در حضور هوا با استفاده از همزن اولتراسونیک سنتز شد. مرحله دوم سنتز زئولیت naa است. به منظور کاهش اندازه ذرات زئولیت و افزایش اندازه حفرات آن از روش میکروامولسیون-فراصوت در سنتز استفاده شد. مرحله سوم شامل لایه نشانی ذرات مگنتیت حاصل از مرحله اول توسط محلول sio2 می باشد. در مرحله آخر ذرات زئولیت به عنوان پوششی با ظرفیت جذب بالا بر روی ذرات حاصل از مرحله سوم قرار گرفت که در ادامه برای تثبیت این لایه از روش vpt استفاده شد. برای بررسی کارایی جاذب به دست آمده، جذب یون های pb(ii)، ni(ii) و cr(vi) از محلول mg/l100 هر یک از این یون ها بررسی شد. همچنین اثر پارامترهای مختلف همچون ph، مقدار اولیه جاذب و غلظت اولیه محلول بر روی عملکرد جاذب بررسی شد. با مقایسه نتایج آزمون جذب با مدل های هم دمای جذب فروندلیچ و لانگمویر، تطابق خوبی بین داده های تجربی با هم دمای جذب لانگمویر مشاهده شد. ماکزیمم مقدار جذب برای یون های سرب، نیکل و کروم به ترتیب برابر با 232.56، 128.21 و 50.50 میلی گرم بر گرم جاذب بود. مشخصات جاذب با تست های پراش پرتو ایکس (xrd)، تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی (sem)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ft-ir) و مغناطیس سنجی تبدیل فوریه (vsm)، بررسی شد و از آزمون جذب اتمی شعله برای بررسی غلظت یون های باقیمانده پس از جذب استفاده شد.

اوسمیوم یکی از عناصر شیمیایی است که در جدول تناوبی عناصر در گروه پلاتین قرار دارد. این فلز یکی از نادر ترین عناصر در پوسته ی زمین است و به صورت آلیاژ در سنگ معدن پلاتین یافت می شود. اکسید آن بصورت تتراکسید اسمیو م، اکسید کننده ایست قوی بوده و بوی شدیدی دارد و در دمای 130 درجه سلسیوس به جوش می آید .اسمیوم به خاطر چگالی بالا معمولاً به عنوان سخترین فلز شناخته می شود. این فلز در میان خانواده پلاتین بیشترین دمای ذوب و پایینترین فشار بخاررا داراست. حالتهای اکسیداسیون معمول اوسمیوم +4 ،+3، +2 می باشد، ولی می تواند ترکیباتی باحالتهای اکسیداسیون از -2 تا +8 نیز تشکیل دهد. دراین پژوهش استخراج وغنی سازی یون فلز اسمیوم 4+، os (iv) ، از پساب مصنوعی تهیه شده از انحلال اسمیوم تتراکسید در اسید کلریدریک بااستفاده از روش غشاء مایع نانو امولسیونی(nano-emulsion liquid membrane) بررسی شده است. فرآیند غشاء مایع امولسیونی به دلیل مزایای فراوان ازجمله شاربالای انتقال جرم ناشی از سطح بالای انتقال جرم ، حظور واکنش شیمیایی و عدم وجود محدودیت های تعادلی در چند دهه ی اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استخراج فلزات سنگین از محلول های رقیق یکی از مهمترین کاربردهای این روش می باشد. ماده فعال سطحی، ماده حامل، فاز غشاء و فاز داخلی استفاده شده در این بررسی بترتیب عبارتند از: اسپن80 ، دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید، پارافین مایع و اسید کلریدریک. باتوجه به تعداد زیاد عوامل موثر و اثرات متقابل آن ها در این فرآیند، برای و بهینه سازی تعداد آزمایشها از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها و بسته نرم افزار minitab 16 استفاده شد و تعداد 25 آزمایش برای استخراج و غنی سازی اسمیوم +4 با استفاده از روش غشاء مابع امولسیونی انجام شد. متوسط اندازه نانو امولسیون با استفاده از تستdynamic light scattering (dls) 64/3 نانومتر تعیین گردید. بر اساس طراحی آزمایشها به روش تاگوجی، اثرات غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، زمان تماس، سرعت همزن و نسبت حجمی فاز غشاء به خوراک بر بیشینه کردن استخراج و کمینه کردن آماس (تورم) امولسیون بررسی گردید و مقادیر بهینه که پاسخ های این سیستم هستند تعیین شد. مقادیر بهینه حاصل از طراحی آزمایشها، برای رسیدن به بیشترین درصد استخراج(98/2درصد) به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 2% ، غلظت ماده حامل(v/v) 3% ، زمان تماس20 دقیقه، سرعت همزن 750 دوربردقیقه ونسبت حجمی غشاء به خوراک60 به 100. تأثیر هرکدام از فاکتورهای فرآیند از جمله غلظت ماده فعال سطحی، زمان امولسیون سازی، غلظت فاز داخلی(فاز دفع) و نسبت حجمی فازداخلی به فاز روغنی برروی پایداری غشاءبررسی شد و بهینه شرایط برای پایداری غشاء ساخته شده به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 1/5%، زمان امولسیون سازی min6، غلظت فاز داخلی m8/0 و نسبت حجمی فاز داخلی به روغنی 1 به 1. سپس با انجام آزمایشهای واقعی، تأثیر غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، سرعت همزن، زمان تماس، نسبت حجمی فازغشاء به فاز خوراک و غلظت فاز داخلی(فازدفع) برروی میزان استخراج وغنی سازی نیز مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای استخراج بیشینه (99درصد) به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 1/5% ، غلظت ماده حامل(v/v)4% ، زمان تماس20 دقیقه، سرعت همزن 750 دوربردقیقه، غلظت فاز داخلی(فاز دفع) m0/8 ونسبت حجمی غشاء به خوراک30 به 100 . سر انجام، استخراج پیوسته اسمیوم+4 از پساب مصنوعی بااستفاده از یک برج استخراج پیوسته دورهمزن های 200،300،400 دور در دقیقه تحت شرایط یک سان با فرآیند نا پیوسته ی غشاء مایع امولسیونی یررسی و مقایسه شد. نتایج نشان دهنده استخراج 97 در صد برای استخراج پیوسته در مقایسه با استخراج 88/5 درصد برای استخراج ناپیوسته می باشد.

اخیراً آلودگی آب¬ها توسط فلزات سنگین به یک مشکل جدی زیست¬محیطی تبدیل شده و بطور گسترده مورد بحث قرار گرفته ‏است. یکی از روش¬های نوید¬بخش برای جداسازی یون های فلزی از محلول¬های آبی، غشاء مایع امولسیونی می¬باشد.‏‎ ‎تکنولوژی ‏غشاء مایع به دلیل انتخاب¬پذیری بالا، هزینه و صرف انرژی کم در فرآیند، تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در این ‏تحقیق، قابلیت غشاء مایع امولسیونی برای استخراج و غنی¬سازی فلز هافنیم از محلول آبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. این فلز ‏دارای مقاومت تشعشعی و مقاومت خوردگی بالایی می¬باشد و در میله¬های کنترلی راکتورهای هسته¬ای استفاده می¬شود. کاربرد ‏دیگر این فلز در آلیاژهایی با سایر فلزات نسوز مانند تنگستن، نیوبیوم و تانتولیوم می¬باشد. در این مطالعه، غشاء مایع از دی دو اتیل ‏هگزیل فسفریک اسید، اسپن 80، پارافین مایع، محلول هیدروکلریک اسید و محلول آبی رقیق از هافنیم، به ترتیب به عنوان ماده ‏حامل، ماده فعال سطحی، فاز غشاء، فاز داخلی (ماده عریان‏‎¬‎ساز)‏‎ ‎و فاز خارجی تشکیل شد. از روش تاگوچی برای طراحی ‏آزمایش ها استفاده شد. روش تاگوچی یک روش اصولی برای طراحی و آنالیز آزمایش¬ها، با هدف طراحی و افزایش کیفیت ‏محصولات، بدون افزایش قیمت می¬باشد. این روش بسته به تعداد متغیرها و سطوح آن¬ها یک آرایه اورتوگونال (‏l16‎‏) را پیشنهاد ‏داد که لیستی از آزمایش¬هایی است که باید در آزمایشگاه در یک سیستم ناپیوسته انجام شوند. در روش تاگوچی برای رسیدن به ‏بالاترین میزان استخراج از طراحی هر چه بزرگتر - بهتر و به منظور رسیدن به کمترین میزان تورم از طراحی هر چه کوچکتر - بهتر ‏استفاده شد. روش تاگوچی کمک کرد تا شرایط بهینه¬ی استخراج و همچنین تأثیر متغیرهایی از قبیل غلظت ماده حامل، غلظت ماده ‏فعال سطحی، سرعت هم¬زن، زمان تماس و نسبت حجمی غشاء به فاز خارجی بر میزان استخراج مشخص گردد. آنالیز¬ها درصد تأثیر ‏هر متغیر بر میزان استخراج و همچنین سطح بهینه¬ی مربوط به هر متغیر را مشخص کردند و نشان دادند که سرعت همزن با درصد ‏توزیع 133/27 و نسبت حجمی غشاء به فاز خارجی با درصد توزیع 479/12، به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر میزان استخراج ‏دارند. همچنین در غلظت¬های بالای ماده حامل، ماده فعال سطحی و سرعت بالای همزن، میزان استخراج کاهش یافت. شرایط ‏بهینه¬ای که توسط روش تاگوچی به دست آمد، عبارتند از : 1% حجمی ماده حامل، 5/1 % حجمی ماده فعال سطحی، 600 دور بر ‏دقیقه سرعت همزن مکانیکی، 10 دقیقه زمان تماس و 1/0 نسبت حجمی فاز غشاء به فاز خارجی. در این شرایط بهینه، 10 میلی لیتر ‏از غشاء، 7/81 % از هافنیم موجود در 100 میلی لیتر محلول آبی را استخراج کرد که در برابر مقدار پیش¬بینی شده توسط روش ‏تاگوچی (83/86)، خطای ناچیزی داشت. هدف مهم دیگر در این تحقیق، حلالیت هافنیم دی¬اکسید بود.‏‎ ‎این جامد سفید رنگ یکی ‏از پایدارترین ترکیب¬های هافنیم می¬باشد که با اسید¬های قوی مانند اسید سولفوریک واکنش می¬دهد. نتایج نشان داد هافنیم دی ‏اکسید در اسیدسولفوریک حل می¬شود، اما حلالیت آن بسیار آرام و زمان¬بر می باشد، به گونه¬ای که غلظت هافنیم در ‏اسیدسولفوریک در دمای 75 درجه سانتی¬گراد، بعد از مدت 235 روز به 467/0 مول بر لیتر رسید و بعد از این بازه زمانی تغییر ‏خاصی در حلالیت آن مشاهده نشد.‏

در این رساله تهیه جاذب های طبیعی از مواد اولیه پوست ذرت و پوست انار و تعیین خواص آن ها به منظور کاربرد در فرآیند بازیابی فلز پلاتین از درون محلول نمونه ساخته شده و همچنین محلول حاصل از استخراج پلاتین کاتالیزورهای فرسوده صنعتی پلاتین- قلع بر پایه آلومینا و پلاتین- رنیوم بر پایه آلومینا مورد بررسی قرار گرفته است. دو نمونه جاذب مورد نظر با استفاده از پوست ذرت و پوست انار در طی دو مرحله عملیاتی فرآوری با اسید و سپس فرآوری با آمین (دی اتیل آمین) ساخته شده است. خواص فیزیکی و شیمیایی جاذب های ساخته شده با روش های معین مشخص شده و سپس در جذب یون های فلزی از محلول نمونه و محلول واقعی حاصل از استخراج کاتالیزورهای فرسوده مورد استفاده قرار گرفته است. ساختار جاذب های تهیه شده از پوست ذرت و پوست انار آمورف است. همچنین جاذب های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین به ترتیب نسبت به جاذب های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید ترکیب خالص تری دارند و همچنین مقدار عناصر نیتروژن و هیدروژن در ساختار آنها بیشتر است. حضور عناصر نیتروژن و هیدروژن باعث افزایش راندمان فرآیند جذب شده است. همچنین وجود گروه عامل¬های هیدروکسیل و همچنین c=o ،که پتانسیل تبدیل به گروه های هیدروکسیل در محیط اسیدی را دارند، به اثبات می رسد. متوسط اندازه ذرات جاذب های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین به ترتیب 502 و 1300 نانومتر است. نتایج تجربی جذب یون های پلاتین بر روی هر چهار نمونه جاذب نشان می دهد تثبیت گروه عاملی آمین باعث بهبود فرآیند جذب شده است و همچنین حضور گروه های عاملی آمین و هیدروکسیل در سطح جاذب عامل اصلی جذب یون های پلاتین بر روی آن می شود و همانطور که دیده شده است پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین تمایل جذب بالاتری برای یون های پلاتین نسبت به پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید دارند. از بین یون های دیگری که همراه پلاتین در محلول واقعی وجود دارد، یون های آلومینیوم در فرآیند جذب پلاتین اختلال ایجاد می کند. در فرآیند جذب مورد بررسی ظرفیت جذب یون های پلاتین توسط جاذب تهیه شده از پوست ذرت از محلول نمونه حاوی تک عنصر پلاتین و محلول واقعی به ترتیب 38.5 و 7.8 میلی گرم به ازاء هر گرم جاذب است. همچنین ظرفیت جذب یون های پلاتین توسط جاذب تهیه شده از پوست انار از محلول نمونه حاوی تک عنصر پلاتین و محلول واقعی به ترتیب 5.64 و 3.78 میلی گرم به ازاء هر گرم جاذب است. مزاحمت حضور یون های آلومینیوم دلیل اصلی کاهش ظرفیت جذب جاذب از این دو محلول است. جاذب های مورد استفاده پس از اشباع شدن در فرآیند به منظور بدست آوردن پلاتین عنصری سوزانده شده است. خلوص پلاتین بدست آمده از استخراج از محلول واقعی پلاتین- قلع برای جاذب های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین به ترتیب 53.8 و 52.8 درصد است و برای محصول نهایی جذب از محلول پلاتین – رنیوم این خلوص 80.1 و 86.5 درصد است. با توجه به همه نتایج حاصل جاذب تهیه شده از پوست ذرت ظرفیت جذب بالاتری دارد در حالی که جاذب تهیه شده از پوست انار علی رغم ظرفیت جذب بسیار کمتر انتخابگری بالاتری نسبت به جذب یون های پلاتین دارد به طوریکه عوامل مزاحم باعث کاهش کمتری در ظرفیت جذب آن شده است. به علاوه در این رساله تغییر ساختار شیمیایی پوست ذرت در طول فرآیند دو مرحله ای ساخت جاذب با مکانیزمی از نوع مکانیزم مانیخ توصیف می شود. پس از آن با توجه به نتایج فرآیند جذب ناپیوسته محلول ها بر جاذب های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین در دمای ثابت ، مدل سینتیکی حاکم بر فرآیند جذب مدل شبه مرتبه دوم است. مقدار ثابت سرعت مدل مرتبه دو برای جذب یون های پلاتین بر روی جاذب¬های پوست ذرت و پوست انار فرآوری شده با اسید و آمین به ترتیب 0.00436 و 0.004091 (g/mg.min) است. همه نتایج حاصل از آزمایش ها انجام شده و بررسی نتایج حاصل از آنها نشان می دهد جاذب های ساخته شده تمایل بالایی برای جذب یون های پلاتین دارند.

جذب و واجذبی که از فرآیند های مهم جداسازی محسوب می گردد در صنعت کاربرد بسیار زیادی دارند. عملیات خشک کردن، تصفیه آب و هوا، واکنش های کاتالیستی، تعویض یونی بین محلول و جامد، تکنیک های کروماتوگرافی ازجمله این کاربرد ها می باشند. منحنی اشباع موج غلظتی است که شکل آن درجه جداسازی را نشان می دهد. بنیادی ترین مسئله در طراحی، عملیات، بهینه سازی و کنترل در بستر های جذب و واجذبی پیش بینی تغییرات زمانی-مکانی غلظت می باشد که در قالب منحنی اشباع بیان می گردد. در این پژوهش به مطالعه و بررسی حل عددی بستر های آکنده از ذرات استوانه ای و کروی هم اندازه هسته دار و یا توخالی و یا با پوشش فیلمی پرداخته، نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده است. در این مسئله دما ثابت فرض شده و از پراکندگی محوری و مقاومت انتقال جرم صرف نظر شده است. ایزوترم جذب خطی (قانون هنری) در فصل مشترک فاز ثابت و متحرک و شار صفر به ترتیب به عنوان شرط مرزی تعادلی و شرط مرزی در مرکز ذرات و یا ذرات با شعاع داخلی aاعمال شده است. ترکیب ایزوترم خطی وشار صفرراه حل عددی را برای توصیف معادلات ساده تر می نماید. در ابتدا با نوشتن موازنه مولی بر روی دو فاز ثابت و متحرک معادلات حاکم را به دست آورده و پس از بی بعد سازی و گسسته کردن روابط به روش تفاضل محدود دستگاه معادلات جبری حاصل به وسیله برنامه نویسی متلب حل و نتایج به صورت منحنی های اشباع گزارش و مقایسه شده است. از مقایسه منحنی های اشباع به دست آمده به سادگی می توان دریافت که ذرات کروی عملکرد بهتر و مناسب تری (15%) را نسبت به ذرات استوانه ای از خود نشان می دهند و به همین علت این ذرات کاربرد وسیع تری در صنعت یافته اند. در این تحقیق نیز به بررسی شعاع های متفاوتی از ذرات استوانه ای پرداخته و عملکرد آنها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصل از این مقایسه بیان می کند که ذرات با پوشش فیلمی به دلیل داشتن حجم بیشتر نیازمند مدت زمان بیشتری برای دفع جزء a نسبت به ذرات توپر می باشند. همچنین نتایج حاصل از حل تحلیلی در بستر های آکنده از ذرات کروی توپر با حل عددی انجام شده در این تحقیق مقایسه، و درستی حل عددی راستی آزمایی شده است. به علت تطابق و هم پوشانی مناسب منحنی های اشباع به دست آمده از هر دو روش دقت و صحت روش عددی به کاربرده شده تأیید شده است.

هزینه های بالای تولید، انتقال و توزیع انرژی برای مصارف خانگی و صنعتی، موجب گسترش روش ها و راهکارها ی با راندمان بالا برای جلوگیری از هدر رفت انرژی شده است. فوم های سخت پلی یورتان به عنوان عایق حرارتی پلی یورتان نسبت به سایر عایق های حرارتی از راندمان عملکرد مطلوب تری برخوردار است که این خود بزرگ ترین مزیت استفاده فراوان و گسترده از عایق پلی یورتان است. از این نوع عایق برای ساخت کانال¬های کولر و مجاری تهویه در ساختمان¬ها وعایق کاری لوله¬های انتقال درون محیط های آبی استفاده می¬شود. به طورکلی باگذشت زمان محصولات مصرفی خواص خود را از دست می¬دهند و می بایست با مواد جدید جایگزین شوند. برای دانستن عمر مفید محصولات، آزمون های کهنگی به صورت طبیعی و تسریع شده بکار گرفته می¬شوند. برای تسریع در پدیده کهنگی شرایط محیطی را سخت نموده تا مدت زمان کهنگی کم شود؛ بنابراین می توان در مدت زمان کوتاهی تغییرات خواص را مشاهده نمود و با برونیابی تغییرات آن را در مدت زمان های بیشتر پیش بینی کرد. در تحقیق حاضر اثرات هیدروترمال بروی خواص مکانیکی فوم سخت پلی یورتان بررسی شده است. منظور از شرایط هیدروترمال، شرایطی است که حرارت و رطوبت همزمان وجود دارد. برای این منظور نمونه های مختلف با توجه به استانداردهای مربوطه آماده و درون آب مقطر برای مدت 6 روز با دمای اتاق نگه داری شدند و پس از اطمینان از نفوذ کامل آب، نمونه¬ها به ظروف حاوی آب مقطر با دماهای 70 و 95 درجه سانتی گراد منتقل شدند و یک نمونه در دمای 20- درجه سانتیگراد قرار داده شد. این شرایط برای مدت زمان های 16، 26 و 33 روز حفظ شد. سپس نمونه ها از شرایط آزمایشگاهی مذکور خارج و برای انجام آزمون های شناسایی آماده شدند. برای اطمینان از عدم حضور آب در نمونه¬ها، به مدت 48 ساعت در دمای 70 درجه سانتی گراد درون آون نگه¬داری شدند. آزمون های شناسایی عبارت اند از آزمون فشار، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ، وبازتاب کل تقلبل یافته-تبدیل فوریه مادون قرمز(atr-ftir). نمودارهای تنش- کرنش فشاری نشان از کاهش مقاومت فشاری فوم با افزایش دما و زمان کهنگی داشت. این کاهش در دماهای 95 و 20- درجه سانتی گراد و برای مدت زمان های 16، 26 و 33 روز کهنگی مشاهده شد. با افزایش دما و زمان کهنگی انحراف منحنی¬ها از منحنی نمونه بدون کهنگی بیشتر شد. این انحراف در دمای 95 درجه سانتی¬گراد و مدت 33 روز در تنش ثابت تا 10% کرنش مشاهده شد. اثر دما بر روی تخریب فوم پلیمری بیشتر از اثر زمان دیده شد. در نتیحه، افزایش دما، سینتیک تخریب را افزایش داد. تصویرهای آزمون sem آثار تخریب ساختار ظاهری فوم در زمان ها و دماهای کهنگی متفاوت را نشان داد. در دمای 95 درجه سانتی گراد و مدت 33 روز کهنگی، این اثر برجسته تر بود. آزمون atr-ftirبه عنوان آزمونی جهت شناسایی تخریب شیمیایی ساختار پلیمری فوم انجام شد. این آزمون برای نمونه¬های 33 روز کهنگی با دماهای 95 و 20- درجه سانتی¬گراد بکار گرفته شد. در دمای 20- درجه سانتی گراد به دلیل عدم حضور حرارت و وجود آب، تنها عامل تخریب هیدرولیز بود. لکن، در دمای 95 درجه سانتی-گراد تخریب بیشتری مشاهده شد. در حقیقت این تخریب حرارتی به تخریب ناشی از هیدرولیز افزوده شده است. با مقایسه طیف¬های دو نمونه می¬توان گفت عامل اصلی تخریب پدیده هیدرولیز بوده و به مراتب بیشتر از تخریب حرارتی سبب از بین رفتن ماده پلیمری شده است. آزمون جذب آب برای تعیین ضریب نفوذ آب به درون فوم پلی¬یورتان در دماهای 25، 70 و 95 درجه سانتی¬گراد انجام شد. محاسبه ضریب نفوذ برای این سه دما نشان از وابستگی شدید به دما دارد. برای به دست آوردن این وابستگی و بیان آن در قالب رابطه ریاضی، از معادله آرنیوس استفاده شد. این رابطه، دقیق ترین رابطه تجربی است که برای نفوذ در جامدات مورد استفاده قرار می¬گیرد. از این رابطه ضریب نفوذ در دمای بینهایت و انرژی فعال سازی برای نفوذ آب درون فوم سلول بسته پلی¬یورتان محاسبه شد. برون یابی کهنگی 16، 26، و 33 روز در دمای 95 درجه سانتی گراد به ترتیب برابر348، 566 و 730روز بود.

تکنیک¬های جداسازی با غشاهای مایع از طریق جداسازی حل شونده از حلال در یک مرحله با ترکیبی از استخراج و عاری سازی جزء حل شونده انجام می¬شود. نیاز کم به انرژی، امکان جابجابی غلظت¬های خیلی پایین حل شونده و فلاکس بالای انتقال جرم فرآیندهای جداسازی غشای مایع را جذاب¬تر و اقتصادی¬تر از سایر روش¬های جداسازی نموده است. از میان انواع مختلف غشاهای مایع ، غشای مایع امولسیونی (elm) مزایای سطح تماس بالا، نرخ بالای فرآیند استخراج/عاری سازی و بازده¬ی بالا را دارد. تکنیک elm به عنوان یک تکنیک کارآمد جداسازی برای جداسازی و غنی سازی زمانی که اجزایی که باید جدا شوند در غلظت¬های بسیار پایین باشند. تکنیک elm به صورت موفقیت آمیز برای جداسازی و غنی¬سازی فلزات سنگین، فلزات گران¬بها، پروتئین¬ها و آنزیم¬ها به کار رفته است. انتخاب حامل، امولسیون کننده، اندازه امولسیون و فاز رقیق کننده مناسب از میان سایر شرایط عملیاتی، فاکتورهای کلیدی هستند که بازده¬ی استخراج یون را کنترل می¬کنند. گلیسین یک جامد کریستالی سفید رنگ و دارای مزه¬ی شیرین است. از میان 20 اسید آمینه طبیعی که بلوک-های سازنده¬ی پروتئین¬ها هستند، گلیسین ساده¬ترین اسید آمینه است، که فعال نوری نیست و ساختار منحصر به فرد غیر کایرال دارد. این اسید آمینه برای سالم نگه داشتن سامانه¬های عصب مرکزی و گوارش ضروری است. گلیسین به تولید منظم اسید معده کمک می¬کند و در بسیاری از مواد تجاری ضد اسید موجود است. نشان داده شده است که گلیسین جذب معدوی داروهای مشخصی از جمله آسپرین را افزایش می¬دهد. گلیسین را می¬توان از طریق سنتز بیولوژیک یا هیدرولیز پروئین تولید نمود. با این وجود، جداسازی و خالص سازی آن از مخلوط تخمیری یا پروتئین هیدرولیز¬شده عملیات نسبتا دشواری است. هدف این تحقیق مطالعه جداسازی گلیسین محلول مصنوعی آبی با استفاده از تکنیک elm است. استخراج ناپیوسته¬ی گلیسین با استفاده از فرآیند غشای مایع امولسیونی صورت پذیرفت. اثر پارامتر¬های عملیاتی از قبیل غلظت ماده¬ی فعال سطحی، غلظت حامل، نسبت حجمی فاز امولسیون به فاز خارجی آبی، سرعت همزدن و سرعت امولسیون سازی بر سرعت استخراج بررسی شد. روش ترکیب مرکزی رویه پاسخ (ccrsm) برای بهینه نمودن استخراج گلیسین از محلول آبی به کار رفت. فاز غشایی حاوی d2ehpa ( دی-2 اتیل هگزیل فسفریک اسید) ، اسپن 80 و پارافین مایع بود. توزیع اندازه قطرات در امولسیون توسط روش پراکندگی نور دینامیک (dls) مشخصه یابی شد. نتایج نشان می¬دهد که میانگین توزیع اندازه قطرات آب در روغن در حدود 84 نانومتر بود. تجمع کوچک قطرات با میانگین اندازه بیش از 800 میکرومتر نیز مشاهده شد. این تجمع قطرات به دلیل ناپایداری امولسیون و انعقاد قطرات در حین فرآیند است. تحت شرایط بهینه، نتایج نشان دادند که استخراج حدود 5/90 % قابل حصول است. میزان بهینه مقادیر غلظت ماده¬ی فعال سطحی، غلظت حامل، نسبت عاری سازی، سرعت همزدن و سرعت امولسیون سازی به ترتیب 94/4 % ( حجمی/حجمی)، 54/0 (وزنی/حجمی)، 38/0 ( حجمی/حجمی)، 621 ( درو بر دقیقه) و 18500 (دور بر دقیقه) بود. تورم غشا یک پدیده نامطلوب است که ممکن است در حین همه¬ی فرآیندهای elm رخ دهد. تورم در حین استخراج گلیسین به دلیل انتقال آب و پارگی غشا بود. نتایج نشان می¬دهد که تورم غشا، با افزایش غلظت ماده¬ی فعال سطحی، غلظت حامل و سرعت همزدن افزایش پیدا کرد. کلمات کلیدی: غشای مایع امولسیونی، گلیسین، استخراج ، تورم.

هدف از این کار پژوهشی بررسی خواص ضد سایش و کاهش دهنده اصطکاک، بار پذیری و کاهش ارتعاشات صوتی ترکیب افزودنیهای شامل نانو ذره کربنات کلسیم کریستالی و سولفونات منیزیم ابر بازی, سولفونات کلسیم ابر بازی, زینک دی آلکیل دی تیو فسفات به روغن پایه می باشد. بدین منظور، نانو سیال های مورد نظر را تهیه و پس از پایدار کردن آنها، تحت آزمایش سایش به وسیله دستگاه پین روی دیسک قرار می دهیم قرار می دهیم.

اخیراً آلودگی آب ها توسط فلزات سنگین به یک مشکل جدی زیست محیطی تبدیل شده و بطور گسترده مورد بحث قرار گرفته ‏است. یکی از روش های نوید بخش برای جداسازی یون های فلزی از محلول های آبی، غشاء مایع امولسیونی می باشد.‏‎ ‎تکنولوژی ‏غشاء مایع به دلیل انتخاب پذیری بالا، هزینه و صرف انرژی کم در فرآیند، تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در این ‏تحقیق، قابلیت غشاء مایع امولسیونی برای استخراج و غنی سازی فلز هافنیم از محلول آبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. این فلز ‏دارای مقاومت تشعشعی و مقاومت خوردگی بالایی می باشد و در میله های کنترلی راکتورهای هسته ای استفاده می شود. کاربرد ‏دیگر این فلز در آلیاژهایی با سایر فلزات نسوز مانند تنگستن، نیوبیوم و تانتولیوم می باشد.‏

هدف از این پژوهش، استخراج و غنی سازی یون زیرکونیوم از محلول آبی مصنوعی با استفاده از روش تفکیک با کف به طور پیوسته و بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند شدت جریان گاز نیتروژن و پارامترهای محلول مانند غلظت اولیه خوراک(زیرکونیوم کلراید)، غلظت ماده فعال سطحی(سدیم دودسیل سولفات) و ph در بازیافت و غنی سازی فلز مورد نظر می باشد. به منظور ارزیابی تاثیر این چهار مشخصه مجموعه ای از آزمایش ها توسط نرم افزار طراحی آزمایش ها و به شیوه ی رویه پاسخ تعیین شدند و تجزیه و تحلیل نتایج با استفاده از آنالیز anova انجام گرفت. مدل بدست آمده به صورت درجه دوم برای نسبت غنی سازی و درصد بازیافت با استفاده از روش رویه پاسخ می باشد.