نام پژوهشگر: نرگس محمدیان

سنتز و بررسی عملکرد نانولوله های کربنی ایجاد کننده احتراق
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1390
  نرگس محمدیان   مهران غیاثی

نانولوله ها به علت دارا بودن ساختار ویژه و خواص منحصر به فرد همچنین مقاومت و استحکام کششی بالا، هدایت بالا و ...کاربردهای متعددی پیدا کرده اند. تحقیقات گسترده ای در زمینه سنتز نانولوله های کربنی انجام شده و یکی از مهمترین اهداف، یافتن روشی برای تولید آن ها بوده که علاوه بر ایجاد محصولی با کیفیت بالا، قابلیت تولید در مقیاس انبوه را داشته و از لحاظ اقتصادی به صرفه باشد. در این پایان نامه از روش شناورسازی بخار کاتالیست که از روش های رسوب دهی بخارشیمیایی است و قابلیت تولید انبوه را دارد، استفاده شد. زایلن به عنوان خوراک کربنی، فروسن به عنوان کاتالیست و هیدروژن گاز حامل و ایجاد کننده محیطی کاهنده انتخاب گردید. به منظور هدفمند کردن آزمایشات و بهینه سازی شرایط عملیاتی از نرم افزار آماری طراحی آزمایش7design expert و روش رویه پاسخ مرکب مرکزی استفاده شد. با توجه به ثابت بودن قطر لوله راکتور مورد استفاده در طول آزمایشات، غلظت کاتالیست در محدوده 6- 1 درصد جرمی ، دما c? 1200-800 و جریان گاز حامل cc/min280-160انتخاب شدند. طراحی آزمایش در پنج سطح و با توجه به محدوده های تعریف شده برای هر یک از پارامترها صورت گرفت. نتایج بدست آمده از آنالیز رامان نمونه های سنتز شده، نشان دادند که تاثیر افزایش دما، غلظت و دبی هیدروژن بر کیفیت نانولوله های سنتز شده بصورت افزایشی-کاهشی بوده و بنابراین شرایط عملیات بهینه در ناحیه ای مابین محدوده های تعریف شده است. مدل ریاضی کیفیت نانولوله های کربنی به صورت رابطه درجه دومی از 3 فاکتور اشاره شده، بدست آمد. نتایج حاصل از مقایسه مدل و داده های تجربی حاکی از آن است که مدل با دقت خوبی رفتار سیستم را پیش بینی می کند و تنها ترم های برهمکنش بین پارامترها اثر مهمی بر کیفیت نانولوله های ستز شده ندارند. با استفاده از مدل تعریف شده و نرم افزار آماری نقطه بهینه بصورت غلظت کاتالیست wt%79/3، دما c?976 و جریان هیدروژن cc/min 184 بدست آمد که با مشاهدات تجربی تطابق کامل را داشت. به منظور کاستن احتمال توده ای شدن هسته های رشد، در مرحله سنتز نانولوله در شرایط بهینه ای که مدل تعیین کرد از تیوفن استفاده شد که به سبب ایجاد ممانعت فضایی مابین هسته های رشد احتمال چسبیدن آن ها تا حد زیادی کاهش یافت. اما از آنجا که استفاده از غلظت های بالای گوگرد باعث مسمومیت کاتالیست می گردد، در شرایط بهینه دما،غلظت و جریان، چندین آزمایش با غلظت های متفاوت از تیوفن انجام شده و از طریق آنالیز جرمی حرارتی درصد جرمی 5/2به عنوان غلظت مناسب تیوفن گزارش شد. در بخش دوم این پایان نامه به بررسی میزان حساسیت نانولوله های تک دیواره خالص سازی نشده در برابر نور متمرکز پرداخته شد. در این قسمت نیز برای بررسی دقیق تر رفتار نانولوله ها، از نرم افزار 7design expert و روش رویه پاسخ مرکب مرکزی استفاده شد. پارامترهای مستقل این آزمایش درصد ناخالصی آهن موجود در نانولوله کربنی در محدوده wt%50-10 و فرکانس نور ساطع شده hz 5-1 انتخاب و آزمایشات در سه سطح طراحی شدند. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که نانولوله ها در حالتی که مقدار ناخالصی آهن بیشتری داشته و همچنین در معرض نور با فرکانس پایین تری قرار می گیرد به میزان بیشتر از خود واکنش نشان داده و اکسید یا محترق می شوند. مدل ریاضی غلظت دی اکسید کربن تولید شده در اثر احتراق نانولوله ها به صورت رابطه درجه دومی حاصل شد. نتایج حاصل از مقایسه مدل و داده های تجربی حاکی از آن است که مدل با دقت خوبی رفتار سیستم را پیش بینی می کند و بهترین شرایط احتراق را برای نانولوله ها با درصد ناخالصی 50 و در برابر فرکانس نزدیک به 2 بدست آورد که منطبق بر داده تجربی حاصل از آزمایش بود.

سنتز مشتقات 2-آمینوپیریمیدین با استفاده از کاتالیزور sba-15-nh2، سنتز ترکیب جدید 2-آمینو-4-هیدروکسی-6-(25،26،27،28-تترابوتوکسی کالیکس[4]آرن) پیریمیدین-5-کربونیتریل و بررسی خواص آن، سنتز مشتقات 2-آمینو-h4-بنزو[h]کرومن و 3-آمینو-h1-بنزو[f]کرومن با استفاده از کاتالیزور sba-15-nh2 تحت امواج اولتراسونیک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران - پژوهشکده علوم 1391
  نرگس محمدیان   مریم میرزا آقایان

ترکیبات پیریمیدین و کرومن به دلیل طیف وسیعی از اثرات دارویی و بیولوژیکی نظیر خواص ضد باکتری، ضد قارچی، ضد سرطانی و... بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته شده اند. بنابراین در این پایان نامه سنتز ترکیبات 2-آمینو پیریمیدین (a-h54)، سنتز ترکیب جدید 2-آمینو-کالیکس[4]آرن پیریمیدین (56)، سنتز ترکیبات 2-آمینو-h4-بنزو[h]کرومن (a-g66) و همچنین سنتز ترکیبات 3-آمینو-h1-بنزو[f]کرومن (a-c67) از طریق واکنش چند جزئی با استفاده از روش های جدید مورد بررسی قرار گرفته شده است. در بخش اول، مشتقات 2-آمینو پیریمیدین (a-h54) با استفاده از واکنش آلدهیدهای مختلف، اتیل سیانواستات و گوانیدینیوم کربنات در حضور کاتالیزور عامل دار شده sba-15-nh2 در نقطه جوش حلال اتانول با بهره های خوب تا عالی (66 تا 98 درصد) سنتز شده اند. در بخش دوم این پایان نامه سعی شده است که سنتز ترکیب 2-آمینو-4-هیدروکسی-6-(25،26،27،28-تترابوتوکسی کالیکس[4]آرن) پیریمیدین-5-کربونیتریل (56) با استفاده از کاتالیزور sba-15-nh2 و حلال اتانول به روش واکنش های چند جزیی (mcrs) ارائه شود. از طرف دیگر نتایج بدست آمده در این پایان نامه نشان می دهد که ترکیب (56) دارای خاصیت فلورسانی است و پتانسیل مناسبی برای شناسایی dna دارا می باشد. در بخش پایانی، شرایط بهینه برای سنتز ترکیبات 2-آمینو-h4-بنزو[h]کرومن (a-g66) و 3-آمینو-h1-بنزو[f]کرومن (a-c67) اتخاذ شده است. ترکیبات 2-آمینو-h4-بنزو[h]کرومن (a-g66) و 3-آمینو-h1-بنزو[f]کرومن (a-c67) در اثر واکنش آلدهیدهای مختلف، مالونونیتریل و ? یا ?- نفتول با استفاده از 24 مول درصد کاتالیزور عامل دار sba-15-nh2 در حلال استونیتریل تحت امواج اولتراسونیک و در مدت زمان های بین یک تا پنج ساعت با بهره های بین 88 تا 99 درصد سنتز شده است. از مزایا ی این روش می توان به بهره های بالای محصولات، مراحل پایانی ساده، کاتالیست ارزان قیمت اشاره کرد.