فصلنامه نانو مواد
پیاپی 33 (بهار 1397)

خازن فلز- اکسید- نیمه رسانا بر اساس تغییر در تابع کار فلز، گاز هیدروژن را آشکارسازی می کند. نانوذرات پالادیم به روش شیمیایی سنتز شده و با استفاده از آنالیز های TEM و طیف UV مشخصه یابی شده اند. تاثیر نانوذرات پالادیم به عنوان فلز کاتالیزوری بر روی زمان پاسخ دهی و زمان برگشت پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین میزان جذب و واجذب گاز هیدروژن در نانوذرات پالادیم بر حسب فشار گزارش شده است. نتایج نشان می دهند که ساختار Pd/SiO2/Si یک نانوحسگر خازنی با سرعت پاسخ دهی بالا برای آشکارسازی گاز هیدروژن می باشد. مقایسه میان غلظت های 1 و 2% هیدروژن در نیتروژن نشان می دهد که با افزایش غلظت گاز هیدروژن زمان پاسخ دهی از 2 به s 5/1 کاهش یافته است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که پاسخ دهی نانوحسگر با استفاده از نانوذرات پالادیم بهبود یافته است.

در این تحقیق نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن Fe3O4 اصلاح شده با مخلوط پلیمری نشاسته/کربوکسی متیل سلولز به عنوان حامل برای ارسال هدفمند داروی خوراکی ضد ویروس آسیکلوویر (ACV) سنتز گردید. نانوذرات سنتز شده با تغییر نسبت نشاسته/کربوکسی متیل سلولز، درصد بارگذاری دارو و غلظت اتصال دهنده عرضی اصلاح گردیدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که این نانوذرات دارای شکل تقریبا کروی هستند. طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و پراش اشعه ایکس (XRD)، علاوه بر نشان دادن پوشیده شدن سطح نانوذرات با مخلوط پلیمری نشاسته/کربوکسی متیل سلولز، عدم وجود هر نوع برهمکنش شیمیایی بین دارو، پلیمر و اتصال دهنده عرضی را نیز نشان دادند. طیف سنجی ماوراء بنفش (UV-Vis) نشان داد که بیش از 60/93 درصد داروی آسیکلوویر می تواند در نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده محبوس گردد. روند رهاسازی در محل دارو در هر دو محیط اسیدی و بازی به طور گسترده بررسی گردید که نتایج بدست آمده وابستگی میزان رهاسازی دارو به افزایش مقادیر اتصال دهنده عرضی و کربوکسی متیل سلولز استفاده شده در سنتز نانوذرات را نشان داد. فرآیند رهاسازی آهسته ی دارو حدود 14 ساعت به طول انجامید. نتایج بدست آمده با روند غیر فیکی رهاسازی دارو همخوانی دارد. نتایج این پژوهش نشان داد که نانوذرات سنتز و بارگذاری شده با داروی آسیکلوویر، برای کاربردهای رهاسازی هدفمند داروهای خوراکی مناسب هستند.

حذف فلز سنگین سرب بوسیله فرآیند جذب و رسوب دهی به عنوان سازوکارهای عمومی کاهش آسیب ناشی از این فلز مورد توجه است. در این پژوهش ارزیابی ترمودینامیکی حذف یون Pb2+ از محلول های آبی بوسیله نانو بلورک های تری کلسیم فسفات بررسی شد. تاثیر غلظت اولیه یون سرب، دما، و تغییرات ساختاری در اثر فرآیند جذب مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی های فازی از دستگاه پراش اشعه ایکس و جهت بررسی تغییرات ساختاری از میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه یون مورد بررسی و دما ظرفیت جذب افزایش می یابد. بیشینه ظرفیت جذب بدست آمده در غلظت اولیه 400 میلی گرم در لیتر و جرم جاذب 01/0 گرم در دما و pH محیط برابر با 4300 میلی گرم بر گرم است. مقادیر 4140 ژول بر مول و 98/92 ژول بر مول درجه کلوین به ترتیب برای تغییرات استاندارد آنتالپی و تغییرات استاندارد آنتروپی جذب محاسبه شد.

کروم شش ظرفیتی (VI) و یون سیانید (CN) بعنوان آلاینده های سمی متداول در پساب های صنعتی به حساب می آیند. روش های متعددی برای حذف آنها در نظر گرفته شده است. ولی علیرغم اینکه این آلاینده ها همزمان در پساب وجود دارند این روش ها برای حذف جداگانه آنها بکار رفته است. از این رو هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر حضور یون سیانید بر فرآیند حذف فتوکاتالیستی کروم (VI) توسط نانوذرات TiO2 تحت تابش نور UV است. بعد از انجام فرآیند حذف کروم (VI) در حضور یون سیانید، پارامترهای موثر بر حذف کروم (VI) مانند غلظت یون سیانید، pH محلول و مقدار کاتالیست مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار حذف کروم (VI) در عدم حضور و حضور یون سیانید به ترتیب 47 و 87% حاصل شد. بررسی نتایج حاصل از اندازه گیری مقدار تبدیل کروم (VI) به کروم (III) نشان داد که با مقدار بهینه غلظت یون سیانید (ppm 30) و مقدار کاتالیست (g/l 1) بیشترین بازدهی حذف کروم (VI) (89%) حاصل می شود. در ضمن نتایج بازدهی حذف کروم (VI) در pHهای پایین مناسب تر است. با مشخص شدن شرایط بهینه فرآیند، مدل های سینتیکی نیز مطالعه شد. نتایج تایید می کند که فرآیند حذف فتوکاتالیستی کروم (VI) در حضور یون سیانید و توسط TiO2/UV از مدل شبه درجه اول پیروی می کند. در واقع حذف کروم (VI) در حضور یون سیانید به عنوان عامل کمک کننده به جدایش الکترون- حفره، بازدهی بالاتری داشته است. چون نرخ بالای باز ترکیب الکترون- حفره در فرآیند فتوکاتالیستی از محدودیت های اصلی به شمار می آید.

در این پژوهش، تاثیر نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته اصلاح شده با ویتامین B12 بر خواص حرارتی پلیمر پلی لاکتیک اسید بررسی شد. نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 ابتدا با روش همرسوبی سنتز و با سیلیکا پوشش دار شدند. سپس نانوذرات مغناطیسی پوشش دار شده با سیلیکا، با ویتامین B12 اصلاح گردید و نهایتا نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده به عنوان یک تقویت کننده حرارتی به پلیمر پلی لاکتیک اسید اضافه می شوند. ساختار نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با پراش سنجی پرتو X ((XRD، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) تایید شد. TEM نشان داد نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده مورفولوژی کروی با اندازه متوسط در محدوده nm 30-25 دارند. خواص حرارتی نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید با آنالیز گرما وزن سنجی (DTG/TGA) تحلیل و بررسی شد. منحنی های DTG و TGA نشان داد با ترکیب 5% وزنی از نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته اصلاح شده به پلی لاکتیک اسید، دمای تخریب در کاهش وزن 5% (T5) از سیستم نانوکامپوزیتی، C° 27 بیشتر از پلی لاکتیک اسید خالص است و خاکستر باقیمانده سیستم نانوکامپوزیتی در مقایسه با پلی لاکتیک اسید خالص از 54/0 به 48/2% افزایش یافت. نتایج آنالیز گرما وزن سنجی نشان داد نانوذرات مغناطیسی هسته-پوسته اصلاح شده با ویتامین B12 می توانند خواص حرارتی پلیمر پلی لاکتیک اسید را بهبود بخشند.

در این پژوهش، نانوکامپوزیت B4C-BN با درصدهای وزنی 0، 10، 20، 30 و 40 از h-BN مخلوط شد و سپس توسط فرآیند پرس گرم در دماهای 1650، 1750 و C° 1850 تحت فشار MPa 30 تولید شد. تاثیر نانوذرات h-BN از طریق بررسی ریزساختاری توسط دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تست دانسیته مورد بررسی قرار گرفت. بررسی آنالیز XRD و SEM نمونه ها بعد از فرآیند پرس گرم نشان داد که بهترین دما برای فرآیند پرس گرم دمای C° 1850 می باشد و با توجه به نتایج بدست آمده با افزایش میزان h-BN از 0 تا 40% وزنی رفتار دانسیته نسبی نانوکامپوزیت B4C-BN از 99 به 97% وزنی کاهش یافت.