اساس این تحقیق استفاده از فناوری نانو در کاهش اتلاف انرژی است که بخش مهمی از تحقیقات عصر حاضر را به خود اختصاص داده است. کمیت مهمی که در این راستا به بررسی آن پرداخته شده است ویسکوزیته نانو سیالات می باشد که برای اندازه گیری آن از دستگاه ویسکومتر دیجیتال استفاده شد. نانو سیالات مورد مطالعه عبارتند از اکسید تیتانیم در پروپیلن و اتیلن گلیکول و مخلوط این دو سیال که میزان ویسکوزیته این نانو سیالات نسبت به سیال پایه بررسی گردید. به منظور بررسی اثر مدت زمان موج دهی اولتراسونیک بر نانوسیالات، تغییرات ویسکوزیته آنها در مدت زمان های مختلف موج دهی بررسی شد. از آنجا که پایداری نانو سیالات یکی از پارامترهای مهم کاربرد آنها در صنایع گوناگون می باشد، در تمامی مراحل پایداری نانو سیالات بررسی شد. پس از آن به بررسی عوامل موثر بر ویسکوزیته نانو سیالات از قبیل دماو کسر حجمی نانو ذرات پرداختیم و مشاهده شد در تمامی نانو سیالات با افزایش کسر حجمی نانو ذرات، ویسکوزیته افزایش می یابد و پایداری نانو سیالات رقیق تر بیشتر می باشد. ویسکوزیته تمام نانو سیالات با افزایش دما کاهش یافت. سپس به منظور مطالعه خواص رئولوژی نانو سیالات و تعیین نوع رفتار آنها به بررسی اثر شدت برش بر ویسکوزیته پرداختیم. در مرحله بعد به مطالعه اثر سیال پایه بر ویسکوزیته نانو سیالات پرداختیم و مشاهده شد مقدار افزایش ویسکوزیته برای نانو سیالی که ویسکوزیته سیال پایه در آن کمتر است، بیشتر می باشد. نتایج این مرحله همچنین نشان داد نانو سیالی که سیال پایه در آن از ویسکوزیته بالاتری برخوردار است، پایدارتر می باشد.

در این پایان نامه از شبکه عصبی موجک برای پیش بینی ویسکوزیته مخلوط سیال در محدوده وسیع دما و فشار استفاده شد. با استفاده از این روش با داشتن سه ورودی دما، دانسیته و کسر مولی خروجی یعنی ویسکوزیته محاسبه گردید. نوع الگوریتمی از شبکه عصبی مصنوعی که مورد استفاده قرار گرفت، الگوریتم پس انتشار خطا با شیوه آموزش کاهش شیبی بود که این نوع الگوریتم از الگوریتم های با سرپرست(ناظر) می باشد. نتایج حاصل از روند محاسباتی شبکه عصبی مصنوعی با این نوع الگوریتم با نتایج حاصل از معادلات موجود در مقالات در زمینه پیش بینی ویسکوزیته در محدوده وسیعی از فشار و دما مقایسه گردید. مقایسه این نتایج نشان داد که شبکه های عصبی موجک بکار رفته قدرت زیادی در پیش بینی ویسکوزیته در دامنه دما و فشار دارد و توانایی رقابت با شیوه های استفاده از معادلات تئوری و تجربی دارد. مزیت دیگر استفاده از شبکه عصبی مصنوعی علاوه بر پیش بینی نتایج بهتر برای ویسکوزیته مخلوط سیال ها، در این است که نیاز به ارائه مدل های پتانسیلی و محاسبات پیچیده جهت به دست آوردن انتگرال برخورد را بر طرف می کند. و در یک کلام این شبکه ها با توجه به قدرت تعمیم دهی بالا ی آنها نیاز به معادلات را کاهش می دهند. همچنین می توانند به عنوان ابزاری جهت پیش بینی همزمان چند خصوصیت ترمودینامیکی استفاده شوند.

چکیده امروزه در صنایع شیمیایی جایگزینی اسیدهای مایع با اسیدهای جامد به دلیل سازگاری بهتر با محیط زیست، کاهش آلودگی محیط، سهولت استفاده، کاهش مشکلات خوردگی دستگاه ها و تجهیزات، اتلاف کم و جداسازی و بازیافت آسان رشد چشمگیری داشته است. در این تحقیق از اسید جامد پتاسیم آهن زیرکونیم فسفات به عنوان کاتالیزوری مناسب و قابل بازیافت در آلکیلاسیون فریدل-کرافتس ترکیب های آروماتیک مختلف در شرایط تقطیر برگشتی و بدون حلال استفاده شده است. همچنین تهیه ?-آمینونیتریل ها از تراکم سه جزئی آلدهیدهای آروماتیک، مشتق های آنیلین و تری متیل سیلیل سیانید، در شرایط بدون حلال و در دمای اتاق در حضور اسید جامد زیرکونیوم هیدروژن سولفات مورد بررسی قرار گرفت. امروزه استفاده از مایع های یونی به دلیل فشار بخار پایین، پایداری حرارتی بالا، خواص فیزیکی و شیمیایی قابل طراحی و همچنین حلالیت بسیار خوب ترکیب های آلی و معدنی به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده است. با تغییر کاتیون و آنیون در ساختار مایع های یونی، مایع های یونی با خواص اسیدی طراحی شده اند که از آنها می توان به جای اسیدهای معدنی در واکنش هایی که به کاتالیزور اسیدی نیاز دارند، استفاده کرد و واکنش های آلی را بصورتی موثر و در شرایط ملایم انجام داد. در این تحقیق از تری اتیل (بوتیل-4-سولفونیک اسید)آمونیوم هیدرون سولفات به عنوان یک مایع یونی اسیدی قابل بازیافت در تبدیل بعضی از گروه های عاملی استفاده شد. در ابتدا تری اتیل (بوتیل-4-سولفونیک اسید)آمونیوم هیدرون سولفات تهیه و به وسیله طیف های ir، 1h nmr و 13c nmr شناسایی شد و سپس ثابت هامت و pka آن اندازه گیری شد. با استفاده از این مایع یونی اسیدی، از واکنش آلدهیدهای آروماتیک با 2-نفتول و آمیدهای مختلف در دمای 120 درجه سانتی گراد و در شرایط بدون حلال، 1-آمیدوآلکیل-2-نفتول ها با بازده زیادی تهیه شدند. تهیه h14-دی بنزو[a,j]زانتن ها ازآلدهیدها و 2-نفتول با استفاده از کاتالیزور اسیدی تری اتیل (بوتیل-4-سولفونیک اسید)آمونیوم هیدرون سولفات در شرایط بدون حلال انجام شد. همچنین از مایع یونی اسیدی تری اتیل (بوتیل-4-سولفونیک اسید)آمونیوم هیدرون سولفات به عنوان کاتالیزوری موثر در تهیه مشتق های پیریمیدینون ها در شرایط بدون حلال و در دمای 100 درجه سانتی گراد استفاده شد. در نهایت واکنش تراکم پیچمن به منظور تشکیل کومارین ها با استفاده از ترکیب های فنلی مختلف و ?-کتواسترهای متفاوت در حضور کاتالیزور اسیدی تری اتیل (بوتیل-4-سولفونیک اسید)آمونیوم هیدرون سولفات و در شرایط بدون حلال انجام شد.

نفوذ مایعات در کانال های میکرو و نانو از اهمیت ویژه ای برخوردار است چراکه از این فرآیند می توان در کنترل و جداسازی ترکیبات و مولکول های مختلف استفاده کرد. در مطالعه و بررسی این گونه سیستم ها توجه به این نکته ضروری است که صعود مایعات در کانال های میکرو و نانو اساساً با کانال های ماکروسکوپی متفاوت است و این تفاوت تأثیر بسزایی در کاربرد این سیستم ها دارد. نفوذ سیالات در کانال های ماکروسکوپی از معادله لاپلاس پیروی کرده و به عواملی چون کشش سطحی سیال، زاویه تماس سیال با دیواره ی لوله مویین و همچنین شعاع لوله بستگی دارد اما نفوذ سیالات در میکرو و نانو کانال ها از معادله ی لاپلاس پیروی نمی کند وعوامل دیگری چون ویسکوزیته سیال و طول لغزش علاوه بر عوامل ذکر شده ی قبلی در این امر دخیل هستند. در واقع در بررسی نفوذ سیالات در میکرو و نانوکانال ها نیروی وزن قابل صرفنظر بوده ولی از نیروی ویسکوزیته نمی توان صرفنظر کرد که نهایتاً معادله ای که می تواند رفتار سیالات در این نوع کانال ها توصیف کند به معادله ی لوکاس واشبرن معروف است. در این تحقیــق،از دو نوع محلول الکترولیت شامل روی کلرید و سدیم کلرات، و غیرالکترولیت شامل n- بوتانول، ایزوبوتانول، ترشیو بوتانول، -nهپتانول و -nپروپانول، به منظور بررسی سرعت نفوذ در کانال های میکرو استفاده شد. تأثیر عوامل مختلفی چون قطر میکرولوله، غلظت و قدرت یونی محلول در محلول های الکترولیت، و قطر میکرولوله و ازدحام فضایی مولکول های سیال در محلول های غیر الکترولیت، بر سرعت نفوذ سیال مطالعه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایشات مشخص شد که طول میکرولوله بر سرعت نفوذ سیال در درون میکروکانال ها بی تأثیر می باشد ولی با افزایش قطر لولـــه موئین، سرعت نفوذ کاهش می یابد. از طرف دیگر هر چه محلول غلیظ تر باشد سرعت نفوذ زیادتر از حالتی است که محلول رقیق باشد. سیالات دارای قدرت یونی بیشتر تمایل بیشتری به نفوذ در درون میکرو کانال ها داشته و سرعت نفوذ آن از محلولی که دارای یون های با بار کمتر است، بیشتر خواهد بود. هم چنین هر چه تعداد کربن های موجود در ترکیب بیشتر باشد، یا طول زنجیر کربنی بلندتر شود، سرعت نفوذ در میکرو کانال ها کاهش می یابد. در بررسی سرعت نفوذ در نانو کانال ها فقط سیالات غیرالکترولیت نام برده مورد مطالعه قرار گرفت و اثر ازدحام فضایی مولکول های سیالات بر سرعت نفوذ، درآن ها، محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایشات نانو کانال مشخص شد که هر چه مولکول های سیال دارای ازدحام فضایی بیشتری باشند یا تعداد کربن های موجود در ترکیب بیشتر و طول زنجیر کربنی بلند تر باشد سرعت نفوذ در نانو کانال ها کاهش می یابد.

هدف از انجام این پروژه بررسی ویسکوزیته ی نانوسیالات و عوامل موثر بر آن از قبیل دما، شدت برش، غلظت نانوذرات، زمان موج دهی اولتراسونیک و نوع سیال پایه می باشد. می دانیم که عمده ترین کاربردهای نانوسیالات بر پایه خواص انتقال حرارت آن می باشد، از این رو مناسب ترین نانوسیالات برای سیستم های خنک کننده، نانوسیالاتی با بالاترین ضریب انتقال حرارت می-باشند. با توجه به اینکه نانولوله های کربنی دارای هدایت گرمایی بالایی هستند، در این پروژه به همراه مخلوط اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول برای تهیه ی نانوسیالات مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تهیه ی نانوسیالات از روشهای شیمیایی و مکانیکی که به ترتیب شامل عامل دار کردن شیمیایی سطح نانولوله ها و اعمال امواج اولتراسونیک می باشد استفاده شده است. برای تهیه پایدارترین نانوسیال، نانولوله های قطبی شده در مدت زمان های مختلف در سیال پایه موج دهی شدند. ضمن این بررسی ها مشاهده شد که با افزایش زمان موج دهی ویسکوزیته ی نانوسیالات افزایش یافته و بعد از رسیدن به یک مقدار ماکزیمم، کاهش می یابد. با توجه به اینکه افزایش و کاهش ویسکوزیته به ترتیب مربوط به باز شدن کلاف های درهم پیچیده و شکسته شدن نانولوله ها می باشد، بهترین زمان برای تهیه نانوسیال، زمانی است که ویسکوزیته ماکزیمم مقدار خود را داشته باشد. زیرا با شکسته شدن نانولوله ها، نسبت سطح به حجم و در نتیجه هدایت گرمایی نانولوله ها کاهش می یابد. با بررسی این زمان ها در غلظت های مختلف نانولوله های کربنی مشاهده کردیم که با افزایش غلظت نانولوله ها، ضمن افزایش ویسکوزیته ی نانوسیال، زمان بهینه نیز افزایش می یابد. با توجه به اینکه هدف تهیه یک نانوسیال پایدار می باشد، ضمن بررسی زمان های موج دهی، تغییرات ویسکوزیته-ی نانوسیالات بلافاصله بعد از قطع عمل موج دهی تا مدت یک ماه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که با افزایش غلظت نانولوله ها پایداری نانوسیال کاهش می یابد. سپس به بررسی اثر دما روی ویسکوزیته ی نانوسیالات پرداختیم. این بررسی ها نشان داد که در تمامی غلظت ها، با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش می یابد. ویسکوزیته ی نسبی در غلظت های پایین مستقل از دما بود اما در غلظت های بالاتر با افزایش دما، یک روند کاهشی داشت. همینطور نتایج نشان داد که تغییرات ویسکوزیته با دما در غلظت های بالاتر شدت بیشتری داشت. با بررسی اثر شدت برش روی ویسکوزیته ی نانوسیال، رفتار غیرنیوتنی نانوسیال و رفتار نیوتنی سیال پایه ثابت شد. علاوه بر این میزان وابستگی ویسکوزیته ی نانوسیالات به شدت برش در غلظت های بالاتر مشهودتر بود. به عبارتی نانوسیالات رقیق تر تا حدودی رفتار نیوتنی از خود نشان دادند. به منظور بررسی اثر نوع سیال پایه روی ویسکوزیته ی نانوسیال، بررسی های فوق روی نانوسیالاتی با سیال پایه شامل درصد حجمی متفاوت نسبت به اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول انجام شد. مشاهده شد که با افزایش ویسکوزیته ی سیال پایه، ویسکوزیته ی نانوسیال و پایداری آن افزایش می یابد.

لایه ی نفوذ و بستر کربنی آن به عنوان یکی از اجزای مهم پیل سوختی پلیمری نقش های مهمی از جمله ایجاد مسیری برای خروج آب تولیدی و ورود همگن گازهای واکنش دهنده به لایه ی کاتالیست ، ایجاد استحکام برای مجموعه ی الکترود-غشا و کاهش مقاومت تماسی را بر عهده دارد. در گام اول این تحقیق انواع بسترهای کربنی از لحاظ خصوصیات فیزیکی از جمله مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری توسط دستگاه طراحی شده به همین منظور مورد مطالعه قرار گرفت. لازم به ذکر است که این دستگاه قادر است نفوذپذیری و مقاومت الکتریکی محیط های متخلخل را در تراکم های مختلف به صورت همزمان اندازه گیری نماید. در گام بعدی برای بررسی اثر لایه ی میکرومتخلخل، جوهر این لایه حاوی پودر کربن ولکان و محلول تفلون به روش های مختلف حمام فراصوت، فراصوت پیوسته، فراصوت ضربانی و همزن مغناطیسی مخلوط گردید و پس از نشاندن روی بستر کربنی خصوصیات فیزیکی آن ها در تراکم های مختلف بررسی شد. در گام آخر به منظور بررسی اثر تراکم لایه ی نفوذ روی عملکرد پیل ، لایه ی نفوذ ساخته شده به روش حمام فراصوت که دارای بیشترین میزان نفوذپذیری بود، بعد از نشاندن لایه ی کاتالیست در تراکم های مختلف به عنوان کاتد در پیل مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج منحنی های پلاریزاسیون نشان داد که عملکرد پیل حاوی الکترود دارای لایه ی نفوذ ساخته شده به روش حمام فراصوت با تراکم12% لایه ی نفوذ نسبت به پیل های با تراکم 21% و30% لایه ی نفوذ بهتر می باشد. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی در سه ناحیه ی سینتیکی، اهمی و غلظتی نیز این نتایج را تایید می کند. کلمات کلیدی: بستر کربنی؛ مقاومت الکتریکی؛ نفوذپذیری؛ تراکم لایه ی نفوذ؛ پیل سوختی پلیمری

چکیده در این مطالعه به منظور بررسی میزان جذب هیدروژن در نانو کامپوزیت های پالادیوم – پلی آنیلین سه نمونه متفاوت از این نانو کامپوزیت -ها سنتز شد. روش سنتز به این صورت بود که نانوالیاف های پلی آنیلین با سه روش الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای، پتانسیل ثابت و جریان ثابت بر روی الکترود gc حاوی یک لایه از کاتالیست پالادیوم، سنتز شد. همچنین در این مطالعه اثر ایزوپروپیل الکل و سیکلوپنتانون به عنوان حلال برای ساخت نانو کامپوزیت هی پالادیوم-پلی آنیلین مورد بررسی قرار گرفت. برای ساخت نانو-کامپوزیت های پالادیوم-پلی آنیلین دو روش وجود دارد. در روش اول از پلی آنیلین به عنوان بستر استفاده می کنند ونانو ذره های پالادیوم را به وسیله روش های شیمیایی و الکتروشیمیایی بر روی این بستر پلیمری رسوب می دهند.، مزیت این روش این است که چون پلی آنیلین یک پلیمر متخلخل است نانو ذره های پالادیوم را در خود جای داده و مساحت سطح الکترود را افزایش می دهد. روش دوم این است که پلی آنیلین را بر روی نانو ذرات پالادیوم سنتز کنند، که در این پایان نامه از این روش استفاده شده است. سپس میزان جذب هیدروژن، پایداری و برگشت پذیری این نانو کامپوزیت ها با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای محاسبه شده و با الکترود اصلاح نشده مقایسه گردید. همچنین از روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) برای بررسی سرعت انتقال الکترون، خصوصیات و رسانایی و انتقال بار در سطح الکترود های اصلاح شده و اصلاح نشده استفاده شد. نتایج نشان داد که سنتز پلی آنیلین بر روی الکترود پالادیوم باعث جابجایی پتانسیل های اکسایش – کاهش هیدروژن به ترتیب به سمت پتانسیل های منفی تر و مثبت تر، افزایش میزان جذب هیدروژن و همچنیین افزایش پایداری کاتالیست می شود. به علاوه منحنی های eis مشخص کرد که الکترود اصلاح شده رسانایی بیشتری را نسبت به الکترود اصلاح نشده از خود نشان می دهد. سپس پایداری وابسته به دمای نمونه ها به وسیله آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga ) مورد آزمایش قرار گرفتند. داده های tga ثابت کرد روش سنتز پلی آنیلین تاثیر مهمی بر پایداری حرارتی پلی آنیلین های سنتز شده به سه روش الکترو شیمیایی جریا ثابت، پتانسیل ثابت و ولتامتری پرخه ای دارد. یک فرآیند تجزیه سه مرحله ای که به وسیله کار های قبلی تایید شده است مشاهده گردید. و ثابت شد که که الکترود اصلاح نشده دریک فرایند افزایش دما از دمای محیط تا? c 700 شامل یک کاهش وزن دو مرحله ای است درحالی که الکترود های اصلاح شده متحمل یک کاهش وزن سه مرحله ای می شوند. پیشنهاد شده است که مرحله اول کاهش وزن مربوط به تبخیر مولکول های آب است. در دماهای بالاتر مولکول های اسیدی که به سطح پلی مر پیوند یافته اند جدا می شوند و تبخیر می شوند. مرحله سوم کاهش وزن که در همه نمونه های تاکترود های اصلاح شده به روش های الکترو شیمیایی جریا ثابت، پتانسیل ثابت و ولتامتری پرخه ای مشاهده شده است مربوط به تخریب کامل نانو الیاف های پلی آنیلین و آزاد شدن مولکول های امونیاک است که در دما های بالاتر از ? c 700 اتفاق می افتد. به منظور دستیابی به کاتالیست ارزان و پایدار در برابرگونه های مسمومیت زا( ناشی از اکسایش متانل) . این کامپوزیت یعنی pt/c و نانوذرات (pani) کاربرد در پیل سوختی متانلی، کامپوزیتی از نانوفایبرهای پلی آنیلین سنتز شد. به منظور gc بوسیله الکتروپلیمریزاسیون درجا آنیلین و تری فلوئورومتان سولفونیک اسید در سطح الکترود pani/pt/cنتایج الکترود اصلاح شده با نتایج حاصل ،pt/c آشکارسازی اثرنانوفایبرهای پلی آنیلین سنتزی بر الکترواکسیداسیون متانل در سطح کاتالیست طیف بینی امپدانس ،(cv) اصلاح نشده مقایسه شد. بدین منظور روشهای گوناگون مانند ولتامتری چرخه ای pt/c/gc از کرونوآمپرومتری استفاده شدند. میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز برای تعیین مورفولوژی لایه کاتالیست به کار گرفته شد. سنتز الکتروشیمیایی در داخل لایه کاتالیست موجب بهبود فعالیت کاتالیتیکی کاتالیست، ایجاد تاخیر در اکسایش متانل در pani شد. نتایج نشان دادند که به کاربردن نانوفایبرهایمابین pani نشان می دهند که نانوفایبرهای متخلخل مسموم شدن آن و بالا بردن خواص مکانیکی کاتالیست می شود. تصاویرنانوذرات پالادیوم تشکیل شده و با ایجاد اتصال الکتریکی بین نانوذرات، مهاجرت و تجمع آنها را نیز در حین اکسایش متانل کاهش می دهند. کلمات کلیدی: نانو کامپوزیت پالادیوم – پلی آنیلین، نانو ذرات پالادیوم، جذب هیدروژن.

در سال های اخیر، به دلیل توسعه شیمی سبز، مایع های یونی به عنوان جایگزینی مناسبی برای حلال های آلی متداول و همچنین به عنوان کاتالیست های سبز مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. مایع های یونی نمک های آلی هستند که در دمای کمتر از c? 100 مایع هستندrtils) .) شایع ترین این ترکیب ها حاوی کاتیون های آمونیوم، پیریدنیوم، فسفونیوم یا کاتیون ایمیدازولیوم می باشند. با توجه به خواص بی نظیر ils تعداد فزاینده ای از مهندسین و دانشمندان توجه خود را در برنامه های مختلف بر روی ils متمرکز کرده اند، همان طور که تعداد بیشتری از مقالات چاپ شده در سال های اخیر مربوط به ils هستند. ویژیگی های خاص این ترکیب ها شامل: غیر فرار، غیر قابل اشتعال، فشار بخار پایین، قابلیت بازیابی، توانایی حلالیت بالا در واکنش های آلی و معدنی به عنوان جایگزینی برای حلال های آلی و همچنین به عنوان کاتالیست استفاده می شود و یکی دیگر از ویژیگی های خاص این ترکیب ها، پایداری حرارتی بالا، که در رنج وسیعی از تغییرات دما باقی می مانند (معمولاً بیش ازc? 200). از همه مهمتر، ils سمیت پایین و رسانایی بالا همراه با پایداری الکتروشیمیایی قابل توجه را نشان می دهند. به طوری که آن ها را می توان جایگزین حلال های آلی فرار در الکتروشیمیایی و به صورت مصنوعی در فرایندهای جداسازی با عنوان سبز استفاده کرد. علی رغم ویژیگی جالب توجه و اهمیت کاربردی از ilsگزارشات محدودی بر اساس بسیاری از خواص شیمیایی و فیزیکی آن ها در دماهای مختلف در اندازه گیری های دقیق وجود دارد. بنابراین در این دو پروژه ما به سنتز و گزارش نتایج حاصل از مطالعات بر روی خواص فیزیکی، الکتروشیمیایی، ترمودینامیکی و خواص انتقالی از چهار مایع های یونی اسیدی برونستد: تری بوتیل آمونیوم کلراید، تری بوتیل آمونیوم نیترات، تری بوتیل آمونیوم هیدروژن سولفات و تری بوتیل آمونیوم دی هیدروژن فسفات مخلوط با آب و پنج مایع یونی اسیدی لوئیس مخلوط با dmso که برای اولین بار سنتز شده اند و شامل[bu3nbn]cl- 2(mclm) (mclm = alcl3, fecl3, zncl2, sncl4, cucl2) و از لحاظ اهمیت در میان ilsجزء مهمترین و مورد استفاده ترین برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی هستند مورد توجه قرار داده شد. خواص این نه ils شامل: چگالی، ویسکوزیته، ضریب شکست، کشش سطحی، پایداری حرارتی، هدایت الکتریکی، هدایت گرمایی و ph به عنوان تابعی از دما ازc? 20 تا ازc? 90 با دقت در فشار اتمسفر اندازه گیری شد. از تکنیک هایی شامل:chns tlc, 1h-nmr, ft-ir و اسپکتروسکوپی جرمی برای تا?یید سنتز مایع های یونی استفاده شد و سپس با استفاده از تست های icp, tga پایداری حرارتی و درصد فلز به کار رفته در مایع های یونی مورد بررسی قرار گرفت. و با استفاده از uv-vis پارامتر هامت مایع های یونی اسیدی برونستد را بدست آورده شد. و با استفاده از روش تیتراسیون اسید و باز بتوان ph, pka مایع های یونی را بدست آورد. و نهایتاً خواص فیزیکی بدست آمده را در دماهای مختلف با معادلات مناسب برازش کرده، برای مثال برای ویسکوزیته دینامیک با معادله معروف vogel-fulcher-tammann (vft) برازش داده شد و پارامترهای برازش را بدست آمدند.

در کار تحقیقاتی اول شش مشتق جدید فوران دی کربوکسیلات به عنوان استانداردهای فلوئورسانس پیشنهاد شده اند. ویژگی های طیف سنجی آنها مانند بازده ی کوانتومی فلوئورسانس و بازده ی کوانتومی نورتابی شیمیایی مطالعه شده است و با دیگر استانداردهای فلوئورسانس پذیرفته شده، مورد مقایسه قرار گرفته اند. ویژگی های شایان توجه آنها مانند بازده ی کوانتومی فلوئورسانس بالا (بین100/0 تا 001/1)، بازده ی کوانتومی نورتابی شیمیایی متوسط (بین 069/0 تا 170/2)، پایداری در برابر پرتوهای نور فرابنفش و طیف نشری ساده و بدون ریزساختار، آنها را جایگزین مناسبی نسبت به استانداردهای فلوئورسانس شناخته شده کرده است. در کار تحقیقاتی دوم یک روش سریع و ساده جهت ارزیابی ظرفیت آنتی اکسیدانی آنتی اکسیدان های چربی دوست و آب دوست با استفاده از واکنش نورتابی شیمیایی پروکسی اگزالات ها در حضور یکی از مشتقات فوران دی کربوکسیلات معرفی شده در کار تحقیقاتی اول به عنوان یک فلوئورفور جدید، پیشنهاد شده است. مقادیر ظرفیت آنتی اکسیدانی 50 درصد و 90 درصد ) ac50 وac90 ( در تمامی آنتی اکسیدان های مورد مطالعه، اندازه گیری و مورد بحث قرار گرفته شده است. هم چنین مشخص شده است که روش پیشنهادی آزاد از فرونشانی فیزیکی و دخالت اکسیدانت می باشد. به همین دلیل از این روش می توان جهت اندازه گیری دقیق ظرفیت آنتی اکسیدانی در به دام انداختن رادیکال های آزاد استفاده نمود. سپس ظرفیت آنتی اکسیدانی سه نوع روغن زیتون تجاری به این روش اندازه گیری شده است.

عملکرد پیل سوختی پلیمری توسط تکنیک های الکتروشیمیایی مورد ارزیابی قرارمی گیرد . یکی از این روش ها ، تکنیکی استاندارد به نام منحنی پلاریزاسیون است . این منحنی که از رسم پتانسیل بر حسب دانسیته جریان در یک شرایط عملیاتی ثابت به دست می آید ، دو فرم پایدار و غیر پایدار دارد که در این پایان نامه فرم پایدار مورد بررسی قرار می گیرد . یک منحنی پلاریزاسیون ایده آل ، سه ناحیه مهم دارد ، پلاریزاسیون اکتیواسیون ، پلاریزاسیون اهمی و پلاریزاسیون غلظتی . در حقیقت این سه نوع پلاریزاسیون دلیل کاهش ولتاژ پیل ، از مقدار تئوری آن می باشند . روابط نیمه تجربی متعددی ، با توجه به داده های تجربی برای منحنی پلاریزاسیون ارائه شده است . که در آن ها عبارت مربوط به عبارت غلظتی تنوع بیشتری دارد .در این پایان نامه در ابتدا از روابط رایج برای بررسی منحنی پلاریزاسیون 12 سری داده در فشار و دماهای مختلف استفاده شد. در ادامه کار به ارائه چهار رابطه جدید برای ناحیه غلظتی پرداخته شد و نتایج نشان می دهند که یکی از معادلات پیشنهادی بخوبی قادر به پیش بینی داده های تجربی بود و حداکثر متوسط خطاها 5/0 درصد می باشد و ضمناً پارامتر دانسیته جریان محدود کننده مستیقماً در این رابطه ظاهر شده است . کلمات کلیدی : پیل سوختی پلیمری ، منحنی پلاریزاسیون ، پلاریزاسیون غلظتی ، دانسیته جریان محدودکننده.

نظریه انسکوگ که در اصل بر پایه مدل کره سخت برای محاسبه خواص انتقالی گازها پیشنهاد شده است با اصطلاحاتی برای گازهای حقیقی به کار برده میشود. از معروفترین این اصطلاحات نظریه انسکوگ اصلاح شده است که توسط خود انسکوگ پیشنهاد گردیده که در آن بجای فشار از فشار حرارتی استفاده گردیده میگردد. این نظریه با محدودیتهای دما و چگالی همراه است. همجنین برای محاسبه نیاز به معلوم بودن فشار حرارتی در دما و چگالی مورد نظر و داده های دقیق ضرایب ویریال است. در این پایان نامه از نظریه انسکوگ بر اساس مدل کره سخت برای محاسبه ویسکوزیته گازهای فوق بحرانی استفاده گردیده و جهت محاسبه ویسکوزیته گازهای فوق بحرانی استفاده گردیده و جهت محاسبه ویسکوزیته گازها در محدوده وسیع دما و چگالی قطر کره سخت به صورت تابعی از دما و چگالی در نظر گرفته شده است.

در بخش اول این رساله برهمکنش های بین بازشیف های چهار دندانه ای [n2s2] و آلبومین سرم انسانی با بهره گیری از روش های محاسباتی و طیف سنجی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی نشان می دهد که هر سه بازشیف در جایگاه 3 آلبومین سرم انسانی (زیر واحد ib) قرار می گیرند و تمایل زیادی برای اتصال به این پروتئین از خود نشان می دهند. از تجزیه و تحلیل داده های شبیه سازی می توان نتیجه گرفت که اتصال این بازشیف ها به آلبومین سرم انسانی باعث تغییر در ساختار دوم آن نمی گردد ولی از میزان فشردگی آن می کاهد. به علاوه هنگامی که غلظت ثابتی از آلبومین سرم انسانی با مقادیر مختلف بازشیف ها تیتر شد کاهش قابل ملاحظه ای در شدت نشر آن مشاهده گردید و مقادیر ثابت اتصال برای آن ها برابر با m-1 105 × 36/2، m-1 105 × 64/2 و m-1 105 × 279/0 به دست آمد. طیف جذبی هر سه بازشیف نیز با افزایش غلظت پروتئین تغییر یافت که این تغییر نیز به دلیل ایجاد برهمکنش های قوی بین بازشیف ها وآلبومین سرم انسانی می باشد. مقادیر به دست آمده برای تغییر آنتالپی و تغییر آنتروپی استاندارد، مقادیر منفی می باشند که بیان گر این مطلب است که بر همکنش های وان دروالس و پیوندهای هیدروژنی می توانند نقش مهمی در برهمکنش بین این بازشیف ها و آلبومین سرم انسانی ایفا نمایند. در بخش دوم رساله با استفاده از روش داکینگ مولکولی، تعدادی بازدارنده ی جدید با تمایل اتصال بالا برای پروتئین ??-توبولین گزارش شده است. این قسمت از مطالعه شامل دو بخش اصلی است. در بخش اول، طراحی دارو با استفاده از روش اصلاح ترکیبات صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا یک دسته ترکیب، شامل تریپروستاتینa و نوزده مشتق از پیش سنتز شده ی آن انتخاب گردیده و با بهره گیری از ابزار داکینگ مولکولی، انرژی و شیوه ی اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال ??-توبولین، ارتباط بین ساختار و فعالیت این ترکیبات و اثر استخلاف های موجود در موقعیت های مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج داکینگ مولکولی نشان داد که همه ی این ترکیبات در داخل جایگاه اتصال کلشی سین قرار گرفته و انرژی اتصال آن ها در محدوده ی 21/7- تا 70/9- کیلوکالری بر مول می باشد. در مرحله ی بعدی با توجه به نکات کلیدی حاصل از مطالعه ی ترکیبات از پیش سنتز شده، بیش از صد مشتق تریپروستاتینa طراحی و انرژی اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال مورد مطالعه قرار گرفته است و از میان آن ها سیزده ترکیب با بهترین تمایل اتصال (انرژی اتصال در محدوده ی 58/9- تا 74/10- کیلو کالری بر مول)، انتخاب و به عنوان بازدارنده های جدید ??-توبولین گزارش شده اند. در مرحله ی آخر تعدادی از بهترین ترکیبات انتخاب شده و از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی دقیق تر رفتار دینامیکی این ترکیبات و پروتئین ??-توبولین استفاده شد. نتایج نشان داد که بین ??-توبولین و این ترکیبات، کمپلکس های پایدار تشکیل می گردد و پیکربندی این ترکیبات در داخل جایگاه اتصال پروتئین مشابه با ساختارهای به دست آمده از داکینگ مولکولی است. در بخش دوم مطالعه، طراحی دارو با استفاده از روش غربال گری مجازی صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا تعداد زیادی از مشتقات 2و5-دی کتو پی پرازین از پایگاه داده های اینترنتی zinc، انتخاب شده و با استفاده از روش داکینگ مولکولی انرژی های اتصال آن ها در داخل جایگاه اتصال-??توبولین محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بیست عدد از این ترکیبات دارای خاصیت بازدارندگی قوی برای پروتئین-??توبولین می باشند. همه ی این بیست ترکیب دارای انرژی اتصال در محدوده ی بین 49/11- تا 05/14- کیلو کالری بر مول می باشند و با پیکربندی مشابه در داخل جایگاه اتصال کلشی سین قرار می گیرند. سپس بهترین ترکیب انتخاب شده و از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی دقیق تر رفتار دینامیکی آن و پروتئین ??-توبولین استفاده شد. نتایج نشان داد که بین ??- توبولین و این ترکیب، کمپلکس پایداری تشکیل می گردد و تغییر شدیدی در پیکربندی این ترکیب در طول زمان شبیه سازی مشاهده نمی شود. علاوه بر آن میزان فشردگی برای پروتئین در طول زمان شبیه سازی، بدون حضور این ترکیب شدیدتر است.

از بین نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم، نانولوله های آن بخاطر داشتن خواص منحصر بفردی ازجمله نسبت سطح به حجم بالا و انتقال الکترون در یک بعد، مورد توجه قرار گرفته اند. شکاف باند دی اکسید تیتانیوم حدود 3/2-3/1 الکترون ولت است به همین دلیل این فوتوکاتالیست در ناحیه uv فعال است . برای کاهش شکاف باند دی اکسید تیتانیوم از دوپ کردن آن با سایر ترکیبات استفاده می شود. در این پایان نامه، نانولوله ها دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با فلزاتی نظیر مس، آهن، کروم، روی و کادمیم به روش آندایزینگ همزمان و آندایزینگ به همراه غوطه وری، تهیه شده و مورفولوژی، ساختار و خواص نوری وفوتوکاتالیستی آن ها با استفاده از تکنیک های xrd, edx, fe-sem و uv-visible مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تصاویر fe-sem نشان داد در اثر آندایزینگ، نانولوله های دی اکسید تیتانیوم تهیه شده اند. با بررسی طیف¬های edx و xrd، حضور فلزات مورد نظر در نانولوله های دی اکسید تیتانیوم اثبات شد. همچنین طیف سنجی uv-visible نشان داد که در اثر دوپ این فلزات، شکاف باند دی اکسید تیتانیوم کاهش پیدا کرده است. میزان شکاف باند نانولوله های دی¬اکسیدتیتانیوم دوپ شده در محلول های 0/04مولار نیترات مس، 0/005 مولار پتاسیم کرومات و 0/009 مولار فری سیانیدپتاسیم که به روش آندایزینگ همزمان تهیه شده بودند به ترتیب 2/65، 2/82 و 2/6 الکترون ولت بدست آمد وهمچنین میزان شکاف باند نانولوله های دی اکسیدتیتانیوم دوپ شده به روش غوطه وری، در 3 ساعت غوطه وری در محلول سولفات روی، 1 ساعت غوطه وری در محلول کلریدکادمیم و 3 ساعت غوطه وری در محلول کلرید کروم به ترتیب 2/98، 2/9 و 2/85 الکترون ولت بدست آمد. در ادامه خاصیت فوتوکاتالیستی این نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها تحت تابش نور مرئی، در محلول رنگی متیلن بلو قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه های دوپ شده تحت تابش نور مرئی قادر به تخریب رنگ متیلن بلو هستند. این در حالی است که نانولوله های دی اکسید تیتانیوم فقط در حضور نور uv توانستند باعث تخریب رنگ متیلن بلو شوند. در نتیجه، در اثر دوپ شدن مس، کروم، آهن، روی وکادمیم در نانولوله های دی اکسید تیتانیوم فعالیت فوتوکاتالیستی آن ها در ناحیه مرئی بهبود یافت.

از خاصیت فتوکاتالیستی tio2 می توان در تصفیه آلودگی ها استفاده نمود. با توجه به این که شکاف باند tio2نسبتا" زیاد (ev2/3) است, این ماده فقط در ناحیه امواج uv فعال می باشد. جهت فعال شدن این فتوکاتالیست در ناحیه مرئی و استفاده بهینه از نور خورشید باید به طریقی شکاف باند آن را کاهش داد. مطالعات نشان داده است که می¬توان با دوپ کردن برخی ترکیبات به این مهم دست یافت. در این پروژه، با روش آندایزینگ همزمان نانولوله های tio2-wo3 تهیه شده و با استفاده از تکنیکهای sem, xrd, edax و uv-visible مورفولوژی, ساختار و خواص نوری آن¬ها مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی ها تشکیل نانولوله ها, وجود تنگستن در این نانولوله ها و کاهش شکاف باند نسبت به tio2 را اثبات نمود. بررسی خاصیت فتوکاتالیستی این نانولوله ها در تخریب رنگ متیلن بلو نشان داد که در اثر دوپ تنگستن, خاصیت فتوکاتالیستی آن ها نسبت به tio2 بهبود یافته است به عبارت دیگر متیلن بلو بیشتری تخریب شده و در غلظت های مختلف تنگستن غلظت 0/012 مولار به علت پاسخ گویی بهتر به تست های ذکر شده به عنوان نمونه بهینه انتخاب شد. در ادامه این پروژه, برخی فلزات مثل طلا, پلاتین, پالادیم و کبالت که هر کدام در غلظت ها و زمان های خاصی در نانولوله¬های tio2 و tio2-wo3 به روش رسوب دهی به کمک نور دوپ شدند و با استفاده از تکنیک های sem, xrd, edax و uv-visible مورفولوژی, ساختار و خواص نوری آن ها مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که فلزات در سطح نانولوله ها حضور داشته و کاهش شکاف باند صورت گرفته است. خاصیت فتوکاتالیستی آن ها نیز برای تخریب رنگ متیلن بلو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مطالعات نشان داد که در اثر دوپ فلزات خاصیت فتوکاتالیستی آن ها بهبود یافته و دارای پایداری مطلوبی می باشند. در مورد دوپ فلز پلاتین نمونه pt/tio2-wo3در زمان 180 دقیقه به علت پاسخ گویی بهتر به تست¬های ذکر شده و تخریب رنگ بیشتر به عنوان زمان و نمونه بهینه انتخاب شد. برای نمونه های دوپ شده با فلز طلا نیز پس از انجام تست¬های مربوطه نمونه au/tio2-wo3 در زمان 60 دقیقه بهینه شد. در مورد پالادیم, نمونه pd/tio2-wo3 در زمان 60 دقیقه به عنوان نمونه و زمان بهینه انتخاب شدو همچنین کبالت نیز نمونه co/tio2-wo3در زمان 60 دقیقه به عنوان نمونه بهینه انتخاب شد.

نانوسیالات به سبب خصوصیات ویژه، توجهات بسیاری را در دو دهه اخیر به خود جلب کرده اند. یکی از مهمترین عرصه های کاربرد نانوسیالات در زمینه انتقال حرارت می باشد. یکی از متغیرهای مهم در زمینه انتقال حرارت، ویسکوزیته می باشد. در این پژوهش به بررسی چگونگی تأثیر عوامل عمده، از جمله مدت زمان موج دهی فراصوت، غلظت نانوذره، نرخ برش، دما و سیال پایه بر ویسکوزیته و خواص رئولوژیک نانوسیال پرداخته شده است. نانوسیالات مورد بررسی در این تحقیق، شامل نانوسیال معمولی (حاوی یک نوع نانوذره) و نانوسیال مرکب می باشند. اگر نانوذرات پراکنده شده در سیال پایه از دو یا چند نوع غیریکسان باشند، آنگاه نانوسیال را مرکب گویند. ایده استفاده از نانوسیال مرکب، دستیابی به حد متوازنی از خصوصیات مطلوب هریک از نانوذرات تشکیل دهنده می باشد. از آنجایی که آلومینا و اکسید مس هرکدام مزایا و معایبی دارند، از این دو ماده به عنوان نانوذرات مورد آزمایش در این پروژه استفاده شده است.

هدف این پایان نامه استخراج توابع همبستگی برای محاسبه ویسکوزیته و هدایت گرمایی گازهای خاص در ناحیه بحرانی با استفاده از داده های تجربی ضرایب انتقالی ویسکوزیته و هدایت گرمایی در چگالی های حول چگالی بحرانی و دماهای نزدیک دمای بحرانی است. با استفاده از چنین توابعی می توان ویسکوزیته و هدایت گرمایی این سیالات را در ناحیه بحرانی پیش بینی نمود.ویسکوزیته گازهای خالص در ناحیه بحرانی دارای انحراف قابل توجهی نسبت به رفتار منظم زمینه ای در محدوده وسیعتری از دما و چگال حول نقطه بحرانی مشاهده می شود.در این پایان نامه ابتدا مقادیر ویسکوزیته گازهای نیتروس اکسایدوتری فلوئورومتان و هدایت گرمایی گازهای نیتروژن ، ارگون ، دی اکید کربن ، متان و اتان با استفاده از معادله ‏‎ampl‎‏ و تطبیق ریاضی با مقادیر تجربی آنها محاسبه گردیده و سعی کردیم معادله جدید و عمومی برای هر دو خاصیت انتقالی ویسکوزیته و هدایت گرمایی ارائه دهیم.