فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و پنجم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1395)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و پنجم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/15
  • تعداد عناوین: 13
|
  • صنم ترخورانی، مرتضی ساسانی قمصری *، امیرحسین ساسانی قمصری صفحات 1-8
    در این پژوهش برای اولین بار نانوذره های کلوئیدی ژرمانیوم به عنوان یک منبع نور آبی توسط یک روش ساده تهیه شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش از ترکیب پلی وینیل پایرولیدین به عنوان ماده عامل دار کننده سطحی ذره ها و کنترل اندازه آن ها استفاده شده است. برای بررسی ویژگی های نوری نانو ذره ها تهیه شده، پرتو جذبی بازه ی مرئی- فرابنفش و پرتو نشری آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین از روش، پرتو سنجی تبدیل فوریه فروسرخ برای تعین نوع پیوند های شیمیائی استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی عبوری به منظور اندازه ذره ها و ریخت شناسی استفاده شد. نتیجه های تجربی نشان داد که نانوذره های تهیه شده کروی با تنوع اندازه بین 5 تا 10 نانومتر هستند. نانوذره های ژرمانیوم تهیه شده دارای قابلیت نشر نور آبی با قله واقع در 445 نانومتر هستند. همچنین، انرژی گاف نانوبلورها کلوئیدی ژرمانیم براساس نمودار Taucمورد بررسی قرار گرفت که برابر 2 الکترون ولت بود. ساختار شبه امورف نانوذره ها نیز توسط الگوی پراش اشعه X، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت
    کلیدواژگان: نانو ذره های ژرمانیوم، پلی وینیل الکل، ویژگی های نوری، پرتو سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT، IR)
  • رباب محمدی*، بخشعلی معصومی صفحات 9-20
    نانو ذره های 2Ag/Zn-TiO با نسبت های مولی گوناگون با دو روش گوناگون هیدروترمالو سل ژل تهیه شدند. نانوذره های تهیه شده به کمک پراش پرتوX(XRD) ،میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آشکارساز تجزیه عنصری(EDX)، هم دماهای جذب سطحی- دفع سطحی نیتروژن و آنالیز BET مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین تاثیر روش تهیه بر روی ساختار، اندازه، مساحت سطح ویژه و فعالیت کاتالیزگری نوری نانوذره های تهیه شده بررسی شد. فعالیت کاتالیزگری نوری نانوذره های تهیه شده به روش حذف کاتالیزگری نوری متیل اورانژ(MeO)از آب با تابش نور سیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نانوذره های تهیه شده با روش هیدروترمال به دلیل دارا بودن فاز آناتاز خالص، اندازه ذره های ریزتر، انباشتگی و تجمع ذره های کم تر و مساحت سطح ویژه بزرگ تر، فعالیت کاتالیزگری نوری بهتری را در حذف متیل اورانژ از آب نشان دادند.
    کلیدواژگان: نانو ذره های 2Ag، Zn، TiO، هیدروترمال، سل، ژل، فعالیت کاتالیزگری نوری
  • مهشید خرمیان، سید سیامک اشرف تالش* صفحات 21-31
    مشکل عمده بسیاری از داروها در صنعت داروسازی، فراهمی زیستی ناچیز آن ها، به واسطه حلالیت و نرخ انحلال پذیری ضعیف در بسیاری از حلال ها (به ویژه آب) می باشد. کاهش اندازه ذره های دارویی تا مقیاس نانو از جمله روش هایی است که در رفع این مشکل موثر شناخته شده است. در پژوهش حاضر، تولید نانو ذره های ایندومتاسین با استفاده از روش جت های برخوردی محدود شده طی فرایند رسوب گذاری ضد حلالی صورت پذیرفته است. همچنین اثر متغیرهای عملیاتی موثر در فرایند مانند سرعت همزن، نسبت فرونشانی، غلظت محلول دارویی و شدت جریان کل به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتیجه های به دست آمده از تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی دیده شد که با افزایش سرعت همزن از شرایط بدون هم زدن به 400 وrpm 1200، اندازه ذره ها از 215 تا nm 88 کاهش یافته است. در بررسی تغییرهای نسبت فرونشانی به صورت 5/1:1، 1:5 و 1:12، کاهش اندازه ذره ها از 129 تا 86 وnm80 دیده شد. بررسی افزایش متغیر غلظت از 10 تا mg/mL 50، کاهش اندازه ذره ها از 98 تا nm 77 را همراه با تجمع در ذره ها نشان داد. در بررسی تغییرهای شدت جریان کل نیز تاثیر این متغیر در کاهش اندازه ذره ها از 95 تا nm 86 به ازای افزایش آن از 300 تا ml/min600 دیده شد. همچنین نتیجه های آنالیز گرماسنجی پویشی تفاضلی موید این امر است که روش جت برخوردی به خوبی قادر به تولید پلی مورف های شبه پایدار خالص a داروی ایندومتاسین می باشد که می تواند به طور چشمگیری انحلال پذیری این ماده دارویی را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: نرخ انحلال، ایندومتاسین، جت های برخوردی، نانو ذرات
  • احسان تارقلی، سید مرتضی موسوی خوشدل *، محمدصفی رحمانی فر صفحات 33-42
    ابرخازن ها وسیله های ذخیره انرژی الکتریکی محسوب می شوند. مواد بر پایه گرافن، مواد امید بخشی برای استفاده در الکترود ابرخازن ها هستند. الکترودهای پایه گرافنی برتری های بسیاری دارند؛ در مقابل، یک محدودیت بزرگ که مانع از کاربردهای گسترده و صنعتی شان شده، محدود بودن ظرفیت ویژه آن ها است. مشخص شده که عامل محدود کننده در ظرفیت کل الکترودهای بر پایه گرافن ظرفیت کوانتومی این دسته از مواد است. در این پژوهش سعی بر آن بوده تا با استفاده از محاسبه های DFT، کارایی مشتق های گرافن برای استفاده در ابرخازن ها ارزیابی شود و راهکارهایی برای بهبود ابرخازن های موجود یا طراحی ابرخازن های جدید ارایه شود. کارایی الکترود متشکل از نانوصفحه های گرافنی عامل دار شده با گروه عاملی –COOH و دارای نقص های ساختاری تک حفره ای (9-5)، دو حفره ای (5-8-5) و استون والز مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که استفاده از پیکربندی های ترکیبی از نقص و عامل دار شدن با گروه عاملی -COOH، ظرفیت هایی به مراتب بیش تر از هر کدام از پیکربندی هابه تنهایی نشان می دهد. به طور خلاصه باید گفت که با انتخاب هوشمندانه ای از ترکیب نقص ساختاری و عامل دار کردن می توان ابرخازن هایی نامتقارن و با ظرفیت های بالا را طراحی و تولید کرد.
    کلیدواژگان: ابرخازن، گرافن عامل دار شده، محاسبه های DFT، ظرفیت کوانتومی
  • عظیم ضیایی حلیمه جانی*، پریچهر آقابزرگ نانوا، یزدانبخش لطفی نوسود، بهزاد خلیلی صفحات 43-55
    در این پژوهش روشی آسان و کارآمد برای تهیه 4-آریلیدین-2-آلکیل تیو-H4-تیازول-5-اون ها، همانند گوگرددار آزلاکتون ها، با واکنش تراکمی یک آلدهید با یک آمینواسید بر پایه دی تیوکاربامات، معرفی شده است. همچنین بیس ]2-(آلکیل تیو)-تیوآزلاکتون[ با استفاده از ترفتالدهید تهیه شده است. بازده های خوب تا عالی برای فراورده ها، روش کار آسان و تهیه مولکول های پیچیده با استفاده از مواد اولیه ساده مهم ترین برتر ی های این روش می باشند.
    کلیدواژگان: 4، آریلیدین، 2، آلکیل تیو، H4، تیازول، 5، اون ها، واکنش ارلن مایر، پلاچ، دی تیوکاربامات، آمینو اسید، تیازولون
  • باقر افتخاری سیس*، مریم زیرک، نسرین برجسته، ارتان شاهین صفحات 57-64
    6،3-دی فنیل پیرازین-5،2-دی اون طی دو مرحله از واکنش فنیل گلی اکسال با آمونیوم استات در آب در دمای محیط و به دنبال آن واکنش با هیدروکسیل آمین هیدروکلرید در حضور سود در حلال اتانول/آب در شرایط بازروانی تهیه شد و به عنوان لیگاندی کارآمد در واکنش هک کاتالیز شده با پالادیم بین آریل هالیدها و آلکن های گوناگون مورد استفاده قرار گرفت. فراورده های هک با بازده خوب تا عالی تهیه شدند. ساختار لیگاند به دست آمده افزون بر FT-IR و NMR با استفاده از فناوری کریستالوگرافی X-Ray تک بلور هم مورد تایید قرار گرفت. روش تهیه آسان، ارزان قیمت بودن و مقاومت در برابر هوا و رطوبت از برتری های لیگاند به دست آمده می باشد.
    کلیدواژگان: پیرازین، واکنش هک، فنیل گلی اکسال، پالادیم
  • علی یگانه فعال *، مریم موجدیان، مهدی کلهر، عبدالمحمد عطاران، رضا تبارکی صفحات 65-75
    در این پژوهش از یک ترکیب که برای اولین بار تهیه و گزارش شده است به عنوان یک حسگر فلورسانی برای اندازه گیری فلوئور استفاده شده است. فلوئورید، یک ماده معدنی طبیعی است که در پوسته زمین به فراوانی یافت می شود. عنصر فلوئور و یون آن بسیار سمی بوده و در منطقه هایی که میزان فلوئور کم باشد، پوسیدگی دندان ها دیده می شود. مانند هر ماده دیگر، اگر فلوئورید بیش از اندازه و بی رویه مصرف شود مسمومیت ایجاد می کند.این موضوع نشان دهنده اهمیت اندازه گیری فلوئورید در نمونه های دارای فلوئورید به ویژه خمیر دندان است.
    پرتو سنجی فلورسانی، با توجه به حساسیت بالای آن برای این منظور در این پژوهش به کار گرفته شد. افزون بر گزارش یک سامانه تازه نور تابی فلورسانی، کاربرد تجزیه ای این سامانه در اندازه گیری ترکیب های آسکوربیک اسید، اوره، استامینوفن و یون فلوئورید بررسی شد. بر اساس نتیجه های به دست آمده، این سامانه برای اندازه گیری یون فلوئورید در یک نمونه حقیقی به کار رفت. اثر عامل های گوناگون مانند pH ، غلظت مشتق باز شیف و نیروی یونی بر شدت فلورسانی مشتق باز شیف بررسی شد. برای اندازه گیری یون فلوئورید از روش افزایش استاندارد استفاده شد. گستره دینامیکی، حد تشخیص، دقت و صحت روش تعیین شد. گستره دینامیکی 6-10×7/4 –4-10× 31/4، حد تشخیص 6-10× 1/2 و انحراف استاندارد میانگین برای 5 n= اندازه گیری برابر 098/1 درصد برای غلظت 4-10 مولار به دست آمد. اثر کاتیون ها بر این سامانه نور تابی فلورسانی جدید بررسی شد. این نتیجه ها نشان می دهد که این روش از دقت بسیار خوبی بر خوردار است. بررسی اثر عامل های مزاحم همچون برخی از کاتیون ها و آنیون ها نشان داد این روش برای اندازه گیری یون فلوئورید به عنوان یک روش تجزیه ای نو دلخواه بوده و به عنوان یک حسگر جدید فلورسانی حساس فلوئورید می تواند مطرح شود.
    کلیدواژگان: باز شیف، فلوریمتری، فلوئورید، خمیر دندان، تیوفن
  • فرشته مشکانی، مهران رضایی* صفحات 77-86
    فرایند انتقال آب گاز یکی از قدیمی ترین واکنش های کاتالیستی ناهمگن می باشد که در صنعت برای تولید هیدروژن با خلوص بالا و کاهش کربن مونوکسید از گاز سنتز به کار می رود. در این پژوهش، نانوکاتالیست های فلزهای نجیب (Pt، Ir، Rh، Ru و Pd) بر روی پایه آلومینیوم اکسید پایدار شده با منیزیم اکسید ساخته شد و در فرایند انتقال آب – گاز دما بالا برای تولید هیدروژن با خلوص بالا به کار گرفته شد. کاتالیست های تهیه شده با روش های پراش پرتو اشعه ایکس (XRD)، اندازه گیری مساحت سطح با روش جذب سطحی نیتروژن (BET)، آنالیز احیای برنامه ریزی شده دمایی (TPR)، جذب شیمیایی هیدروژن سولفید و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی ویژگی های ساختاری کاتالیست های تهیه شده بیانگر آن بود که کاتالیست ها دارای مساحت سطحی در بازه ی 85 تا /g2m 179 هستند. آنالیز TEM این کاتالیست ها نیز نشان دهنده ساختار نانوبلورهای با متوسط اندازه کوچک تر از 5 نانومتر می باشد که نتیجه های به دست آمده در تطابق با نتیجه های به دست آمده از آنالیز جذب شیمیایی هیدروژن سولفید برای محاسبه اندازه بلوری فلز فعال می باشد. همچنین بررسی فعالیت کاتالیست ها در فرایند انتقال آب گاز نشان داد که از میان کاتالیست های ساخته شده، تبدیل کربن مونوکسید بر روی کاتالیست های Rh و Ru بیش تر بوده که ناشی از انجام همزمان واکنش جانبی متاناسیون می باشد. نتیجه های کاتالیستی نشان داد که میزان تشکیل متان بر روی کاتالیست Pt ناچیز بوده و می توان چنین بیان کرد که تمام تبدیل کربن مونوکسید برروی این کاتالیست مربوط به واکنش انتقال آب – گاز می باشد. افزون بر این، کاتالیست Pt در مدت زمان 10 ساعت فعالیت پایداری را بدون کاهش در میزان تبدیل مونوکسید کربن نمایش داد.
    کلیدواژگان: تولید هیدروژن، انتقال آب، گاز، فلزهای نجیب، نانوکاتالیست
  • مسعود کیخوایی*، ماشااله رحمانی، مریم مهرپور صفحات 87-97
    در این مقاله، یک روش جدید استخراج یک مرحله ای سریع و آسان براساس فناوری «میکرو استخراج مایع مایع پخشی در سرنگ» برای تغلیظ مقدارهای کم پالادیوم قبل از اندازه گیری آن با اسپکتروفوتومتر فرابنفش مرئی مجهز به میکرو کووت معرفی شده است. در روش ارایه شده، واحد استخراج کننده یک سرنگ شیشه ای معمولی میباشد که تمامی مرحله های استخراج، تغلیظ و جداسازی در آن انجام می شود. روش کار به این صورت است که مخلوطی از رودانین (عامل کمپلکس دهنده)، بنزیل الکل (حلال استخراجی) و اتانول (حلال پخشی) به سرعت توسط یک سرنگ یک میلی لیتری به نمونه آبی دارای پالادیوم که در یک سرنگ 10 میلی لیتری قرار دارد، تزریق می شود. این عمل باعث می شود تا همراه با تشکیل کمپلکس پالادیوم با رودانین، کمپلکس به درون فاز الکلی استخراج شود. این فاز برای تعیین غلظت، به اسپکتروفوتومتر منتقل شده و در برابر محلول های استاندارد که به روش همانندی تهیه و استخراج شده بودند، تعیین غلظت شد. به منظور جلوگیری از رسوب کردن رودانین، به محلول نمونه، فعال کننده سطحی سوتیل پریدینیوم کلرید منوهیدرات افزوده شد. اثر پارامترهای موثر بر استخراج کمپلکس پالادیوم رودانین مانند نوع و حجم حلال های پخشی و استخراجی، حجم و pH نمونه، غلظت لیگاند و اثر مقدار فعال کننده سطحی مورد بررسی قرار گرفته و بهینه شدند. در شرایط بهینه، برای روش پیشنهادی، محدوده خطی منحنی برازش بین 2000-120 میکرو گرم بر لیتر پالادیوم و مقدار انحراف استاندارد نسبی 81/5 درصد به دست آمد. فاکتور تغلیظ وحد تشخیص روش به ترتیب 75 میکروگرم بر لیتر و 8/44 برابر محاسبه شدند. کل زمان تجزیه شامل انجام مرحله های میکرو استخراج، کمتر از ده دقیقه می باشد. این روش به طور موفقیت آمیزی برای تعیین پالادیوم در 3 نمونه آب (آب شهر، آب دریاچه و آب معدنی) به کار رفت.
    کلیدواژگان: میکرو استخراج مایع، مایع پخشی در سرنگ، تعیین پالادیوم، اسپکتروفوتومتری فرابنفش، مرئی
  • حمدالله صالحی*، حسن نظری صفحات 99-107
    در این مقاله ویژگی های ساختاری و الکترونی ازجمله ثابت شبکه، مدول حجمی، تراکم پذیری،بهینه سازی حجم ، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت ها و چگالی ابرالکترونی نیم رسانای منیزیم سلنید (MgSe) درفازهگزاگونال برای ساختارB4 مورد بررسی قرار می گیرد. محاسبه ها با استفاده ازروش امواجتخت تقویت شدهخطیباپتانسیل کامل، درچارچوبنظریهتابعیچگالی (DFT) وبا استفادهازنرمافزار Wien2kصورتگرفت.نتیجه هایبه دستآمدهیک گاف نواری مستقیم eV 7/2در نقطهرا نشان می دهد. هم چنین یک خصوصیت یونی را برایا ین ترکیب نشان می دهد، که از ویژگی های ترکیب های II-IV است وبا نتیجه های تجربی و نظری به دست آمده از روش های دیگران سازگاری خوبی دارد.
    کلیدواژگان: مدول حجمی، ساختار نوارهای انرژی، FP، LAPW، MgSe
  • سید البرز مجذوب حسینی، تقی سالم نوش* صفحات 109-114
    در این پژوهش، کاربرد ترکیب های خانواده پلیمر پلی اکریل آمیدی به منظور کاهش نفوذ آب و تثبیت خاک کانال های انتقال آب بررسی شد. ترکیب های پلی اکریل آمیدی خانواده بزرگی از پلیمرها می باشندکه دارای گستره ویژگی های فیزیکی و شیمیایی وسیعی می باشند. در این پژوهش ترکیب پلیمر با ساختار شیمیایی هیبریدی آلی- معدنی محلول در آب تهیه شد و به عنوان کاهش دهنده نفوذ آب از کانال خاکی انتقال دهنده آب پیشنهاد و مورد ارزیابی قرارگرفت. نتیجه ها نشان داد زمانی که ترکیب موردنظر با یک غلظت مشخص در کانال خاکی انتقال دهنده آب کشاورزی استفاده می شود، با همراهی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی موجود در آب به ساختار مشخصی تبدیل شده و در کف کانال و کناره های آن لایه ای نفوذ ناپذیر به آب تشکیل می دهد
    کلیدواژگان: ترکیب های هیبرید آلی، معدنی، پلی اکریل آمید، کاهش نفوذ آب، کانال های خاکی
  • محمدرضا احسانی*، سجاد فرازمند، محمد مهدی شادمان صفحات 115-126
    یکی از مشکل های صنعت، پدیده ایجاد رسوب های واکسی مواد نفتی می باشد. یکی از راه های جلوگیری از ایجاد رسوب های واکسی، استفاده از بازدارنده شیمیایی برای کاهش نقطه ریزش می باشد. باوجود مطالعه های انجام گرفته یافتن افزودنی هایی که بتواند نقطه ریزش را کاهش دهد و از نظر اقتصادی به صرفه باشد و از نظر شیمیایی و زیست محیطی نیز در سطح بهینه و قابل قبولی باشد، مشکل است. در این مطالعه اثر افزودنی های پلیمری صنعتی که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد، بر کاهش دمای نقطه ریزش سه نمونه فرآورده نفتی دیزل سبک، دیزل سنگین و نفت کوره شرکت پالایش نفت اصفهان بررسی شد و افزودنی بهینه با غلظت بهینه انتخاب شد. نتیجه ها نشان می دهد غلظت ppm 500 از هم پار اتیلن وینیل استات 28 درصد، موجب کاهش دمای نقطه ریزش دیزل ترکیبی (مخلوط دیزل سبک و سنگین) به میزان 12 درجه سلسیوس می شود. هم چنین، غلظت ppm 300 زا هم پار اتیلن وینیل استات 19 درصد، دمای نقطه ریزش نفت کوره را 9 درجه سلسیوس کاهش می دهد. بر طبق نتیجه های این مطالعه، استفاده از هم پار اتیلن ونیل استات با ویژگی های معین به جای استفاده از فراورده های پالایشی همچون کروسین و بازدارنده های تجاری نقطه ریزش پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: نقطه ریزش، هم پار اتیلن ونیل استات، دیزل، نفت کوره، واکس
  • کنترل پیش بین هایبرید مبتنی بر مدل PWA برای فرایند خنثی سازی pH با لحاظ تغییرهای نرخ حجمی بافر
    مهوار طباطبایی مواهبی، مهدی خدابنده*، احمد سیف صفحات 127-135
    در این مقاله یک کنترل کننده پیش بین هایبرید بر پایه مدل تکه ای معین PWA برای فرایند خنثی سازی pH ارایه شده است. سامانه های هایبرید شامل دو نوع متمایز از اجزاست، زیر سامانه هایی با دینامیک پیوسته و گسسته که با هم در تعاملند. روش های کنترل بهینه در کنترل این سامانه ها سهم به سزایی دارند که از آن میان کنترل پیش بین بیش تر مورد توجه قرار گرفته است. کنترل کننده ارایه شده در این روش کلیه ویژگی های کنترل پیش بین کلاسیک را داراست و به علت استفاده از روش برنامه نویسی مربعی در حل مسئله بهینه سازی، محاسبه های آسانی دارد. روش کنترل ارایه شده در این مقاله بر اساس روش کنترل پیش بین افزایشی تعمیم یافته (GIPC) و بر پایه مدل تکه ای خطی معین PWA طراحی شده است. این روش بر روی یک فرایند خنثی سازی pH اعمال و با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی شده است. نتیجه های شبیه سازی، موید عملکرد مناسب کنترل کننده با وجود تغییرهای نقطه های مرجع و تغییرهای نرخ حجمی بافر می باشد
    کلیدواژگان: فرایند خنثی سازی pH، کنترل پیش بین افزایشی تعمیم یافته (GIPC)، کنترل کننده پیش بین هایبرید، مدل تکه ای معین PWA
|
  • Sanam Tarkhorani, Morteza Sasani Ghamsari *, Amir Hossein Sasani Ghamsari Pages 1-8
    In this study, as a blue light source, colloidal germanium nanoparticles were synthesized by a simple method and their optical properties were also studied.Polyvinyl pyrrolidone as a surface modifier and the particle size controller was used. To investigate the optical properties of prepared nanoparticles, UV-Vis absorption, and emission spectroscopy were employed. Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy was used to determine the type of chemical bond. FT-IR spectrum indicates that the germanium nanocrystals are well passivated with minimal surface oxidation. TEM was used to confirm particle size and morphology.Experimental results showed that the synthesized Ge nanoparticles have a spherical shape with size variation between 5 to 10 nm. Germanium nanoparticles exhibit blue light-emitting with PL peak located at 445 nm. Also, the direct optical band gap of Ge colloidal nanocrystals was evaluated by Tauc's theory. The direct band gap energy value of Ge colloidal nanocrystals is equal to 3.12 eV. The crystallinity of Ge nanoparticles was also evaluated by X-ray diffraction pattern analysis.
    Keywords: Gel colloidal nanoparticles, Polyvinyl pyrrolidone, Optical properties, FT, IR
  • Robab Mohammadi *, Bakhshali Massoumi Pages 9-20
    Ag/Zn-TiO2 nanoparticles with various ratio moles were synthesized via two different
    Methods
    sol-gel and hydrothermal. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy-Dispersive X-ray (EDX) spectroscopy,N2 adsorption-desorption isotherm, and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis methods. Also,the influence of synthesis method on the crystalline structure, crystal size, surface area and photocatalytic activity of synthesized nanoparticles were investigated. Photocatalytic activity of prepared nanoparticles was investigated by photocatalytic removal of Methyl Orange (MO) under black light irradiation. Ag/Zn-TiO2 nanoparticles synthesized by hydrothermal method showed high photocatalytic activity during removal of methyl orange due to having pure anatase phase, an increase in the specific surface area, total pore volume, and the decrease in the crystallite size and agglomeration.
    Keywords: Ag, Zn, TiO2 nanoparticles, Hydrothermal, Sol, Gel, Photocatalytic activity
  • Mahshid Khorramian, Seyed Siamak Ashraf Talesh * Pages 21-31
    The great challenge of many drug candidates in the pharmaceuticals industry is their low bioavailability due to the poor solubility and low dissolution rate in the different solvent, especially in water. Reduce drug particle size to nano size including a method that is effective in obviation this problem. In this study, the antisolvent precipitation technique with confined two- impinging jets is developed to prepare nanoparticles of Indomethacin to overcome its poor solubility in water.The influence of the operating parameters, such as stirring speed, quenching ratio, drug solution concentration and overallvolumetric flow rate, were also experimentally investigated. The results of Scanning Electron Microscopy (SEM)photomicrographs was revealed that by increasing of stirring speed from without stirrer to 400 and 1200 rpm, the particle size decreased from 215 to 88 nm. In the investigation of the effect of changes of quenching ratio from 1:1.5 to 1:5 and 1:12, it was seen the particle size decreased from 129 to 86 and 80 nm. Increasing of concentration parameter from 10 to 50 mg/mL showed the decrease in particle size from 98 to 77 nm with aggregation. The investigation results of overall volumetric flow rate was showed that as it was increased from 300 to 600 ml/min, the particle size was decreased from 95 to 86 nm. Furthermore, the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis confirmed that the pure metastable srystal of a-form was effectively prepared by the two-impinging jets method and this can dramatically increase its solubility.
    Keywords: Dissolution rate, Indomethacin, Confined impinging jets, Nanoparticles
  • Ehsan Targholi, Seyed Morteza Mousavi Khoshdel *, Mohammadsafi Rahmanifar Pages 33-42
    Today, generation and storage of energy are one of the important areas of researches. Like an electrochemical battery, Supercapacitors are used to store electrical energy. Supercapacitors have attracted a great deal of attention thanks to their great advantages such as high power density, no memory effect, long life cycle and good stability. However, low specific energy is still their primary limiting factor for their usage as the electrical storage devices in industrial and commercial applications. Graphene-based materials are promising materials for use in supercapacitor electrodes. Despite many advantages of the graphene-based electrode, the major limitation of the low quantity of specific capacitance due to their low quantum capacitance remain. We explored the variations of quantum capacitance of graphene-based electrodes by functionalization and making defect. Overall, our results demonstrate that with creation of structural defects on functionalized graphene, a significant improvement in electrode capacity will be achieved. Some structural defects increase the capacity at the high voltage magnitudes. In contrast, some other structural defects increase the capacity at the lower voltage magnitudes. So, we could design the asymmetric Supercapacitors with high capacity using clever combination of functionalized graphene and structural defects.
    Keywords: Supercapacitors, Functionalized graphene, DFT, Quantum capacitance
  • Azim Ziyaei Halimeh Jani *, Parichehr Aghabozorg Nanva, Yazdanbakhsh Latifi Nosod, Behzad Khalili Pages 43-55
    Heterocyclic compounds containing two heteroatoms in the structure are well known molecules with diverse biologically activities. Among them, thiazoles, thiazolidines, thiazolidinones and thiazolones are the most important scaffolds associated in the structure of many naturally occurring biological active compounds. A simple and efficient procedure for the synthesis of 4-arylidene-2-alkylthio-4H-thiazol-5-ones, the thia analogue of azlactones, via the condensation reaction of an aldehyde with an amino acid based dithiocarbamate is described. Also the bis [2-(alkylthio)-thioazlactone] was prepared using terephthaldehyde. High to excellent yields of products, simple reaction procedure and synthesis of complex molecules with simple starting materials are the most advantages of this protocol.
    Keywords: arylidene, 2, alkylthio, 4H, thiazol, 5, ones, Erlenmeyer, Pl?chl reaction, Dithiocarbamate, Aminoacid, Thiazolone
  • Bagher Eftekhari, Sis *, Maryam Zirak, Maryam Zirak, Artan Shahin Pages 57-64
    3,6-Diphenylpyrazin-2,5-dione was prepared in two steps from reaction of phenylglyoxal monohydrate with ammonium acetate in water at room temperature, followed by subjecting with hydroxyl amine hydrochloride in the presence of NaOH in a mixture of EtOH/water under reflux conditions, and used as an efficient ligand in palladium catalyzed Heck reaction between aryl halides and various alkenes. The products were obtained in good to high yields.In addition to FT-IR and NMR, the structure of the ligand was also confirmed by single crystal X-ray crystallography. Easy preparation, inexpensiveness, and stability in air and moisture are the main advantageous of this ligand.
    Keywords: Pyrazine, Heck reaction, Phenylglyoxal, Palladium
  • Ali Yeganeh, Faal *, Maryam Mojedian, Mehdi Kalhor, Abdolmohammad Attaran, Reza Tabaraki Pages 65-75
    In this work, we synthesized a new thiophene derivative Schiff base as new luminophore. The aim of this study was determination of fluoride using 2-[(E)-(2-Hydroxy-4-methoxybenzylidene) amino] -4, 5, 6, 7- tetrahydro-1-benzothiophene-3-carboxamide [Ligand L] as new and intense fluorescence sensor by spectrofluorometric method. In this method, we optimized all reagents concentrations such as ionic, pH, luminophore concentration. Afterwards, we used a new fluorimetric method for determination of fluoride ion based on quenching effect of fluoride ion on fluorescence of thiophene derivative schiff base, as new luminophore. Despite previous methods, that had less selectivity and sensitivity, in this work we presented a new sensitive fluorimetric sensor for determination of fluoride with good selectivity, sensitivity and reproducibility. A linear calibration range was obtained from 4.31×10-6 – 4.70×10-4. The relative standard deviation was very good (1.098% for 10-4 M of F- and n=5) and the detection limit was acquired 2.1×10-6 M. In addition, interference of some anions and cations were investigated. The proposed method was successfully applied for the determination of fluoride in toothpaste samples.
    Keywords: Schiff base, Spectrofluorimetric, Toothpaste, Thiophene, Fluoride
  • Fereshteh Meshkani, Mehran Rezaei * Pages 77-86
    Water gas shift reaction is an essential process of hydrogen production and carbon monoxide removal from syngas. In this research, noble metal (Rh, Pt, Pd, Ir, and Ru) nanocatalysts supported on alumina stabilized with magnesium oxide were prepared and employed in high temperature water gas shift reaction for production of hydrogen. The prepared samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), N2 adsorption (BET), Temperature Programmed Reduction (TPR), H2S chemisorption and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The obtained results revealed that the prepared samples showed the BET surface area in the range of 85-179 m2/g. The TEM analysis results showed that the catalysts have a nanocrystalline structure with average crystal size of less than 5 nm, which is in agreement with H2S chemisorption results for measuring the active metal crystallite size. The obtained results indicated that among the prepared catalysts, Ru and Rh showed higher CO conversion due to undesirable methanation reaction. In addition, it was found that amount of methane formation was negligible over Pt catalyst, which implied that all converted carbon monoxide over this catalyst is related to the water gas shift reaction. This catalyst also exhibited stable catalytic performance without any decrease in CO conversion during 10 h time on stream.
    Keywords: hydrogen production, Water gas shift reaction, Nobel metals, Nanocatalyst
  • Massoud Kaykhaii *, Mashaallah Rahmani, Maryam Mehrpur Pages 87-97
    A new and rapid methodology has been developed and applied successfully for the determination of trace levels of palladium in real water samples. This technique is based on the combination of In-Syringe Dispersive Liquid-Liquid microextraction (IS-DLLME) and micro-volume UV–Vis spectrophotometry. All extraction, preconcentration and separation steps were performed in a convenient 10-mL glass syringe. By means of a 1-mL syringe, a mixture of rhodanin (complexing agent), benzyl alcohol (extraction solvent) and ethanol (dispersive solvent) was injected rapidly into the sample solution through the tip of 10 mL syringe which leads to the complexation of palladium and its extraction into the alcoholic phase. The extractant containing the target analyte was then transferred into UV-Vis spectrophotometer for analysis versus standards which were made in the same manner as the analyte. In order to prevent of precipitation of rhodanin, cetylpyridinum chloride surfactant was added to the aqueous samples before extraction. The factors influencing the extraction efficiency such as type and volume of extracting and disperse solvent, pH and volume of the sample and amount of ligand and surfactant were investigated and optimized. The developed protocol was found to have a linear calibration curve in the concentration range between 120 - 2000 µg/L with a limit of detection of 75 µg/L. Excellent enrichment factor of 44.8 fold was observed for the analyte. The repeatability of the method was satisfactory (RSD≤ 5.81%) and the total analysis time including microextraction was less than 10 min. The method has been successfully applied for the analysis of palladium in three spiked tap, lake and treated water samples.
    Keywords: Palladium determination, In syringe dispersive liquid, liquid microextraction, Water analysis, UV, Vis spectrophotometry
  • Hamdollah Salehi *, Hassan Nazari Pages 99-107
    In this paper, we investigate structure and electronic properties such as lattice constant, bulk modules, compression, energy band structure also states and electronic density of the semi-conductor MgSe in hexagonal phase for B4 structure .We Calculate those mentioned above by applying the Full Potential-Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method in the framework of Density Functional Theory (DFT) and by applying Wein2k-08 package. The obtained results showed the existence of energy gap straight 2.7 eV in Γ point. And also an ionic feature for this compound that is one of the properties of the II-IV group and being compatible enough with other experimental and theoretical results.
    Keywords: Bulk modules, Energy band structure, FP, LAPW, MgSe
  • Seyed Alborz Majzoob Hosseini, Taghi Salemnoush* Pages 109-114
    The current work considers the study of the application of polyacrylamide compounds in order to reduce and control seepage and water infiltration and also soil stabilization in the unlined earthen canals. Polyacrylamide compounds are a family of polymers with a wide range of physical and chemical properties. Of these compounds which being considered
    in the design and supervision of current research and of which so far not reported any risks regarding human health, are those water soluble hybrid inorganic- organic compounds that could be used in reducing seepage through earthen unlined canals and other water conveying structures. However, this could easily be possible when these polymeric compounds in a known concentration and as combined with appropriate inorganic elements inside upstream channel parameters are applied on these structures, it transform into structures that could deposit on the bottom and sides of the channel, creating a layer impermeable to water.
    Keywords: Hybrid inorganic, organic compounds, Polyacrylamide, Seepage reducing, Earthen canals
  • Mohammad Reza Ehsani *, Sajad Farazmand, Mohammad Mahdi Shadman Pages 115-126
    One of the industrial problems is the phenomenon of wax precipitation of oil fractions. One of the ways to prevent wax precipitation is the use of chemical inhibitors to reduce the pour point. Studying the effect of additives on specific oil samples could help in solving the wax precipitation problems at various oil processing stages. Despite the studies that have been done, finding materials that can decrease the pour point and be economically acceptable from one view, and well optimized and acceptable from other chemical and environmental view is still an unsolved problem. So it’s important to use effective materials that can act on preventing wax precipitation,or on decreasing the amount of precipitate, thus as a result it can decrease the pour point temperature. In this study, the effect of industrial polymer additives and surfactants which are economically acceptable on the decrement of pour point temperature was studied using three oil products samples: light diesel, heavy diesel and the fuel oil, products of Esfahan Oil Refining Co. In this study, optimized type and concentration of additive was studied before additive was chosen. The results showed that the copolymer ethylene vinyl acetate 28% at a concentration of 500 ppm reduced the pour point temperature by 12°C for diesel, also the copolymer ethylene vinyl acetate 19% at a concentration of 300 ppm reduced the pour point temperature by 9°C for fuel oil. Also results of this study showed ethylene vinyl acetate copolymer can be used as the pour point depressant of diesel and fuel oil instead of kerosene and other refinery products.
    Keywords: Pour point, Ethylene, vinyl acetate copolymer, Diesel, Fuel oil, Wax
  • Hybrid Predictive Control Based on PWA Model for a pH Neutralization Process with Considering Buffer Flow Variations
    Mahvar Tabatabaei Mavahebi, Mahdi Khodabandeh *, Ahmad Seif Pages 127-135
    In this paper, a model-based predictive control for hybrid systems based on the class of Piece Wise Affine (PWA) model is presented. Hybrid systems contain two distinct types of components.These components are subsystems with continuous and discrete dynamics which interact with each other. Optimal control methods for controlling these systems have the largest share which among them; model predictive control is considered more. The controller presented in this way has all the characteristics of classic predictive control and due to the quadratic programming method to solve the optimization problem, the calculation is easy. The control method proposed in this paper is designed based on Generalized Incremental Predictive Control (GIPC) and Piece Wise Affine (PWA) model. This method is applied on a pH neutralization process and is simulated using MATLAB software. The simulated results have confirmed the appropriate operation of the controller in facing of set point changes and buffer flow variations.
    Keywords: pH neutralization process, Generalized Incremental Predictive Control (GIPC), Hybrid predictive control, Piece Wise Affine (PWA) model