در این تحقیق ، سنتز نانوساختارهای اکسید و سولفید عناصر واسطه مولیبدن و تنگستن انجام شد و پس از آن ، برخی از کاربردهای نانوساختارهای تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش سل – ژل و پیرولیز پاششی ، نانوذرات کروی شکل مولیبدن اکسید و تنگستن اکسید و با استفاده از روش هیدروترمال ، نانو میله های تنگستن اکسید تهیه شد. از نانوساختارهای حاصله به عنوان ماده اولیه برای تهیه نانوساختارهای مولیبدن سولفید و تنگستن سولفید استفاده شد. در این روش نانوساختارهای مولیبدن اکسید و تنگستن اکسید در مجاورت مخلوط گازهای ئیدروژن و نیتروژن ( به عنوان گاز احیاء کننده ) و گاز ئیدروژن سولفید ( به عنوان گاز سولفیدکننده ) در دمای بالا به نانوساختارهای سولفید فلز مربوطه تبدیل می شود. به همین روش می توان از پودر گوگرد به جای گاز ئیدروژن سولفید ( به عنوان منبع سولفید کننده ) و از گاز ئیدروژن به تنهائی ( به عنوان گاز احیاکننده ) استفاده نمود. روش هیدروترمال نیز برای تهیه نانوساختارهای مولیبدن سولفید مناسب است. سه کاربرد مهم صنعتی نانوساختارهای مولیبدن سولفید و تنگستن سولفید در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. با تبدیل نانوذرات مولیبدن سولفید تهیه شده به صورت محلول در روغن ، می توان از آن به عنوان نانوکاتالیست فرایند هیدروکراکینگ نفت خام سنگین استفاده نمود که این مسئله منجر به انجام واکنش در دمای پائین تر و بدست آمدن فرآورده های نفتی سبک تر می گردد. همچنین با تهیه نانوکاتالیستws2/sba-15 واستفاده از آن در فرایند گوگرد زدائی با ئیدروژن ، مقدار گوگرد موجود در برش نفتا ، از ppm 3200 به ppm 70 تقلیل یافت. در ضمن ، به کاربردن نانوذرات تنگستن سولفید به عنوان ماده افزودنی ضد سایش در فرمولاسیون روغن های صنعتی روانکار ، موجب کاهش میزان سائیدگی سطوح در مقایسه با سایر مواد افزودنی مشابه خواهد شد. در این تحقیق مشخص شده است که نانوساختارهای تنگستن اکسید می توانند به عنوان فتوکاتالیست در واکنش های تجزیه نوری آلاینده های آلی محیط زیست ( مانند رنگ های آلی ) استفاده شده و عملکرد خوبی داشته باشند.

میزان برداشت نفت ایران از مخازن نفتی، 15تا 25درصد است که این میزان، 10درصد از متوسط برداشت نفت در دنیا کمتر می باشد. از این رو لازم است با اعمال روش های کارآمد در جهت ازدیاد برداشت از مخازن نفت تلاش شود. به این منظور در این پژوهش، قابلیت امولسیون پایدار تهیه شده از هیبرید نانوساختارهای سیلیسیوم اکسید و نانولوله های کربنی چند دیواره برای تغییر خاصیت ترشوندگی سنگ مخزن از حا لت نفت-تر به آب-تر و کاهش کشش سطحی بین نفت(کروسین) و آب مقطر، به منظور استفاده در ازدیاد برداشت مخازن نفت مورد بررسی قرارگرفته ‏است. در این تحقیق، شش نوع هیبرید نانوساختارهای سیلیسیوم اکسید و نانولوله های کربنی چند دیواره ساخته شد و پایداری امولسیون روغن در آب آنها بررسی گردید. سیال های دو نمونه از پایداری بسیار خوبی برخوردار بود. بنابراین با استفاده ازسیال های پایدار تهیه شده، تغییرات ترشوندگی با انجام آزمون های کشش بین سطحی و زاویه تماس روی سنگ کربناته و سنگ ماسه ای ارزیابی شد. با مقایسه نتایج زاویه تماس سیال های تهیه شده و با عنایت به اشباع نمودن سنگ های مورد آزمایش با نفت مدل(کروسین) قبل از انجام آزمایش، ملاحظه می شود که با افزایش غلظت نانوذرات(2/0-0درصد وزنی)، زاویه تماس افزایش یافته است که این امر به معنای افزایش آب دوستی و به موجب آن افزایش خاصیت ترشوندگی سنگ می باشد. در ضمن نمونه هیبرید سنتز شده با روش امواج فراصوت نسبت به نمونه هیبرید سل-ژل عملکرد بسیار بهتری در کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی به حالت آب دوست داشته است.

پس از تولید اولیه و ثانویه نفت، بیش از 50 درصد نفت موجود در مخزن باقی می ماند لذا برای برداشت بیشتر از این مخازن باید روش های ازدیاد برداشت اعمال شوند. در این پژوهش اثر هیبرید گاما آلومینا- نانولوله های کربنی چند دیواره روی ترشوندگی مخازن نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از این نانو هیبرید می توان ترشوندگی سطوح سنگ ها ی مخازن نفت را تغییر داد و از حالت نفت-تر به آب-تر تبدیل کرد. بدین منظور هیبرید آلومینا-نانولوله های کربنی چند دیواره با روشهای مختلف سنتز شد و بعد از بررسی الگوی پراش پرتو x، fe-sem، bet، بهترین نمونه ها برای امولسیون سازی انتخاب گردیدند نانوسیال مورد استفاده با کاهش کشش بین سطحی و افزایش تر شوندگی، باعث افزایش برداشت مخازن نفتی می گردد. تغییرات آب دوستی با استفاده از روشهای زاویه تماس و کشش بین سطحی روی سنگ های ماسه ای و کربناته ارزیابی شده است. با مقایسه نتایج زاویه تماس و کشش بین سطحی دیده می شود که با افزایش غلظت نانوذرات(2/0-0 درصد وزنی)، زاویه تماس افزایش یافته که این امر به معنای افزایش آب دوستی و به موجب آن افزایش خاصیت ترشوندگی سنگ می باشد. در ضمن نمونه هیبرید سنتز شده با سدیم هیدروکسید با روش هیدروترمال عملکرد بسیار بهتری روی کاهش کشش بین سطحی و تغییر تر شوندگی داشته است.

در این پروژه فرایند مرکاپتان زدایی از جریان گازی با استفاده از کاتالیست برپایه نانو ساختار کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور حذف مرکاپتان از مخلوط گازی با استفاده از نانوکاتالیست بر پایه نانولوله های کربنی چند دیواره و گرافن اکساید مورد بررسی قرار گرفت. برای ساخت این کاتالیست از نانو لوله های کربنی عامل دار و گرافن اکساید به عنوان پایه استفاده شد و سپس اورگانو متالهای کبالت فتالو سیانین، پورفیرین آهن، سدیم فسفات بر روی آن بار گذاری شد. و سپس برای تعیین مشخصات کاتالیست از آنالیزهای xrd, ftir,tem, sem استفاده شد و در نهایت متغییرهای عملیاتی شامل دما، بارگذاری فلز، نسبت سرعت حجمی گاز ورودی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که در بهترین شرایط با قرار دادن پارامتر دما در ?c 200 و میزان بارگذاری فلز در w20% و همچنین قرار دادن سرعت حجمی گاز ورودی در hr-12000 خود می توان به بیشترین میزان حذف مرکاپتان 99/99 % دست یافت .

هدف از انجام این تحقیق ، سنتز نانو ساختارهای منیزیم اکسید است. به این منظور با بررسی منابع علمی روش های مختلف سنتز مواد مذکور شناسایی و روش هایی که انجام آن امکان پذیر و اقتصادی هستند، انتخاب شدند. در این تحقیق نانو ذرات منیزیم اکسید به روش های همرسوبی ، سنتز احتراقی (مایکرویو) و آسیا کاری سنتز شده است. جهت کنترل کیفیت و بررسی مورفولوژی نمونه ها از آزمون های sem ، tem ، xrdو tga استفاده شد. بر اساس مورفولوژی محصول بدست آمده و میانگین اندازه ذرات آن با استفاده از نتایج آزمون های مذکور، بهترین نمونه ها انتخاب شدند. با استفاده از نمونه های انتخاب شده سنتز منیزیم اولئات انجام وجهت کنترل کیفیت و بررسی ساختاری نمونه های منیزیم اولئات سنتز شده از آزمون های tbnو ft-ir استفاده شد. سپس بهترین نمونه منیزیم اولئات سنتز شده انتخاب و عملکرد آن به عنوان دترژنت روغن های روانساز و بازدارنده های خوردگی محلول در روغن مخصوص چاه ها و خطوط لوله انتقال گاز بررسی گردید. شایان ذکر است، این مواد افزودنی برخلاف سایر مواد افزودنی مورد استفاده در صنعت، در طبیعت تجزیه پذیر بوده و دوستدار محیط زیست می باشند. بنابراین انجام این تحقیق گامی در جهت پیشبرد شیمی سبز است