فهرست مطالب

کاربرد شیمی در محیط زیست - پیاپی 28 (پاییز 1395)

نشریه کاربرد شیمی در محیط زیست
پیاپی 28 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا حقیقی*، زهرا جوانشیر، عزیز باباپور صفحات 1-6
    امروزه به دلیل روند رو به افزایش جمعیت و نیازهای انسانی و به تبع افزایش آن مصرف انرژی، پدیده بحران انرژی در جهان وجود دارد. باد، آب، بیوگاز و زمین گرمایی از منابع انرژی پاک هستند. طبیعی است که استفاده از این انرژی ها عدم آلودگی محیط زیست را به همراه خواهد داشت. یکی از مهمترین روش های ذخیره سازی انرژی حرارتی استفاده از مواد تغییرفاز دهنده است. این مواد با همه مزایا، یکسری مشکلاتی از جمله پایین بودن ضریب هدایت حرارتی دارند. در این تحقیق، از پارافین به عنوان مواد تغییر فاز دهنده و از نانو ذره CuO به عنوان بهبود دهنده خواص حرارتی در فرآیند ذوب استفاده شد. به منظور بررسی خواص و رفتار حرارتی نانوکامپوزیت از قبیل دماهای تغییر فاز، گرمای نهان ذوب و همچنین مورفولوژی نانوکامپوزیت ها، به ترتیب تستهای DSC،SEM ،FT-IR بر روی نمونه ها انجام گرفت. داده های DSC حاکی از آن است که در فرآیند ذوب، درصد وزنی نانوکامپوزیت CuO3 شرایط بهینه دارد. تصاویر SEM نشان دهنده توزیع و پخش نانو ذرات بصورت متناسب در پارافین میباشند. در جهت تایید تشکیل نانوکامپوزیت ها، نانوذرات و پارافین با استفاده از تکنیک FT-IR مورد بررسی قرار گرفتند و نتایج طیف ها تشکیل نانوکامپوزیت ها را تایید کردند.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، مواد تغییر فاز دهنده، نانو ذره، بهینه سازی انرژی، گرمای نهان ذوب
  • احمد اصل هاشمی *، علی نویدی بخشایش صفحات 7-21
    کمبود آب در بسیاری از کشورهای خشک و نیمه خشک یک نگرانی عمده و یک نیاز روز افزون محسوب میشود. از طرفی اغلب مواد آلی حاضر در فاضلابها را میتوان تصفیه کرد، اما تعداد موادی که با بهرهگیری از فرآیندهای معمول حاضر، قابل تصفیه نیستند و یا کمی تصفیه میشوند، رو به فزونی است. از این رو کشورها میبایستی با مدیریت صحیح مصرف و یافتن منابع آب جایگزین به جای منابع متداول، بر این بحران غلبه نمایند. در این راستا تحقیقات جدید به منظور تبدیل مولکولهای پیچیده و مقاوم به مولکولهای سادهتر منجر به معرفی روش های جدید تحت عنوان فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) گردید. این فرآیندها به منظور تصفیه پسابهای صنعتی از جمله پسابهای کارخانه های تولید مواد شیمیایی، پالایشگاه ها، صنایع لاستیک، صنایع کاغذسازی و بسیاری از صنایع دیگر با موفقیت بهکار گرفته شده اند. هدف اصلی تصفیه فاضلاب، تولید پساب مناسب جهت تخلیه به محیطهای پذیرنده است. به نحوی که استانداردهای تصفیه پساب رعایت شده و ضرر و زیان به محیط پذیرنده وارد نگردد. بنابراین تصفیه فاضلاب با فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته علاوه بر حفظ محیط زیست و ارتقاء سلامت عمومی، باعث بازگشت آب به طور مستقیم و غیر مستقیم به چرخه مصرف میگردد و با توجه به مسئله بحران آب در قرن اخیر، اهمیت موضوع هر چه بیشتر نمایان میشود.
    کلیدواژگان: (AOPS)، تصفیه، آب، فاضلاب
  • رضا مرادی *، حسن اقدسی نیا صفحات 23-28
    در این مقاله، فرکانس تولید حباب جوشش استخری اشباع در محلول استن خالص در محدوده شار حرارتی 1000 تا 75000 وات بر مترمربع بر روی استوان های افقی از جنس مس مورد بررسی قرار گرفت. داده های آزمایشگاهی با مدل های موجود مورد بررسی قرار گرفت. خطای مدل های مورد استفاده محاسبه شد. مشخص شد مدل Hatton and Hall کمترین خطا و بهترین همپوشانی و مدل Macfadden بیشترین خطا را با داده های آزمایشگاهی دارد.
    کلیدواژگان: جوشش، ضریب انتقال حرارت، جنس سطح، زیری سطح
  • حسین شیخلویی*، حوریه آقایی صفحات 29-37
    فنل از جمله ترکیبات سمی مهم و حائز اهمیت حاضر در فاضلاب های صنعتی محسوب می شود. به طور معمول از روش های فیزیکوشیمیائی یا بیولوژیکی متعارف به منظور تصفیه آب ها و فاضلاب های حاوی غلظت های بالای فنل استفاده می شود. در مطالعه حاضر ابتدا هیدروژل نانو کامپوزیتی بر پایه کاراگینان و سدیم آلژینات در حضور سدیم مونتموریلونیت به عنوان نانو کلی سنتز سپس برای مطالعه جذب فنل از نمونه های آبی مورد استفاده قرار گرفت. آکریل آمید به عنوان مونومر (AAM)، متیلن بیس آکریل آمید (MBA) به عنوان شبکه ساز آلی و پتاسیم پر سولفات (KPS) به عنوان آغازگر مورد استفاده قرار گرفتند. برای بررسی هیدروژل بدست آمده از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده گردید. در این مطالعه اثر پارامترهای تجربی مختلف نظیر pH، زمان تماس، غلظت اولیه فنل و میزان نانوکلی در حذف فنول ها توسط هیدروژل های نانو کامپوزیتی سنتز شده بررسی و شرایط بهینه حاصل گردید. ایزوترم جذب با مدل های لانگ مویر و فروندلیچ مورد بررسی قرار گرفت که برای این پژوهش مدل لانگ مویر مناسب تر تشخیص داده شد. با توجه به نتایج حاصل هیدروژل های نانو کامپوزیتی سنتز شده به pH و تغییر مقدار کاراگینان و سدیم آلژینات حساس می باشند و با افزایش مقدار نانوکلی در محیط اسیدی ظرفیت جذب نانوکامپوزیت نیز افزایش می یابد. زمان جذب تعادلی 3 ساعت محاسبه گردید. در ضمن مدل سینتیک شبه مرتبه اول، سینتیک شبه مرتبه دوم و مدل نفوذ داخل مولکولی که برای ارزیابی میزان پارامترهای سینتیکی و پارامترهای ترمودینامیکی فرآیند تخمین زده میشود، در نظر گرفته و بررسی شد که معادله درجه دوم برای این بررسی مناسب تر است.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، هیدروژل، کاراگینان، سدیم آلژینات، سدیم مونتموریلونیت، حذف فنل
  • رسول پلالک، زهرا حیدری، حسن آبسالان صفحات 39-44
    در این مطالعه یک روش اکسایشی برای برش و باز کردن انتهای نانولوله های کربنی چند دیواره که به روش رسوب بخارات شیمیایی سنتز شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. اثر زمان های عملیاتی مختلف (5، 10،20، 30 و 40 دقیقه) به عنوان پارامتر موثر در برش طول نانو لوله های کربنی با استفاده از محیط اکسیدکننده پرمنگنات پتاسیم و اسید سولفوریک (نسبت مولی 3 به 1)، بررسی شد. نمونه های اولیه و مورد عملیات به وسیله ی طیف سنج مرئی و فرابنفش (UV–visible) و همچنین آنالیزهای میکروسکوپ های نوری(OM) و الکترونی تراگسیلی (TEM) و روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش زمان عملیات اکسایش و حرارت دهی با امواج الکترومغناطیس، منجر به کاهش طول نانولوله های کربنی طی 40 دقیقه از 79 میکرومتر به 1 میکرومتر میشود. نکته ی قابل توجه این است که در زمانهای 20 دقیقه هم برش عمودی و هم برش طولی نانولوله های کربنی مشاهده می شود که این برش طولی منجرب به تولید نانو صفحات گرافن میشود. این روش به علت سهولت و سرعت در انجام عملیات، میتواند به عنوان یک روش موثر در برش طولی نانو لوله های کربنی و تولید نانوریبون مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: نانو لوله های کربنی چند دیواره، برش، گرافن، امواج الکترومغناطیس، پرمنگنات پتاسیم
  • نیلوفر پناهپور*، رضا حاجیان صفحات 45-52
    تری متوپریم یک آنتی بیوتیک باکتریواستاتیک وسیع الطیف است که در درمان عفونتها بخصوص عفونتهای ادراری مصرف دارد. در مقابل سولفادیازین در درمان بیماری های عفونی باکتریایی مانند، عفونت دستگاه ادراری، عفونت گوش کاربرد دارد. ترکیب تری متو پریم و سولفا دیازین به صورت سینرژیسم عمل نموده و معمولا اثر باکتری کشی علیه بسیاری از باکتری های گرم مثبت و گرم منفی دارد. در روش کمترین مربعات معکوس (ILS) 81 مخلوط دو جزئی در 9 سطح مختلف در دامنه غلظتی 5/0 الی 90 میکرومولار ساخته شد. طیف های 81 نمونه در دامنه طول موجی 210 الی 340 نانومتر ثبت و جهت سری کالیبراسیون و سری پیشگویی مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین (RMSE) محاسبه شده در روش کمترین مربعات معکوس برای مخلوط دو گونه سولفادیازین و تری متو پریم به ترتیب برابر است با 79/3 و 71/1 و ضریب همبستگی در این روش (کم ترین مربعات معکوس) برای مخلوط دو گونه سولفادیازین و تری متوپریم به ترتیب 9815/0 و 9893/0 محاسبه گردید. همچنین حد تشخیص برای سولفادیازین و تری متوپریم به ترتیب 25/0 و91/0 محاسبه گردید. این روش تکرارپذیری خوبی با درصد انحراف استانداردهای نسبی 34/1% الی 68/5% برای سولفادیازین و 15/02% الی 95/4% برای تری متوپریم داشت. روش کمترین مربعات معکوس برای اندازه گیری همزمان سولفادیازین و تری متوپریم در نمونه شیر خوراکی با سطح اطمینان 9/99% بهکار گرفته شد. توافق رضایت بخش بین نتایج محاسبه شده و مقادیر واقعی، نشانگر قابلیت موفقیت روش کمترین مربعات معکوس برای اندازه گیری سولفادیازین و تری متو پریم در حضور یکدیگر در نمونه حقیقی بوده است.
    کلیدواژگان: سولفادیازین، تری متوپریم، کم ترین مربعات معکوس، محصولات لبنی
  • سمانه قنبرلو *، عزیز باباپور، سحر فلاحتپیشه صفحات 53-62
    در بین فناوری های نسل بعدی، یک سلول سوختی غشاء الکترولیت پلیمری (PEMFC) تصور می شود که یک روش رایج برای تولید برق با دارا بودن استفاده ی گسترده ی آن در تمام برنامه های کاربردی در آینده ای نزدیک باشد. با توجه به بهره وری بالا و سازگاری آن با محیط زیست، این فناوری مورد علاقه ی مهندسین خودرو و دانشمندان می باشد و در نتیجه به عنوان یک گزینه ی امید بخش برای جایگزین موتورهای احتراق داخلی در بخش حمل و نقل محسوب میگردد. با این حال، چالش های فنی از جمله دوام، عملکرد و روش ساخت مقرون به صرفه وجود دارد که به منظور تجاری سازی آن نیاز به رسیدگی دارند. با در دسترس بودن کامپیوترهای قدرتمند، مدلسازی سلول سوختی در آزمایش های دهه ی گذشته به عنوان روش درک فیزیک داخل سلول سوختی غشاء الکترولیت پلیمری مورد علاقه واقع شده است. در این پژوهش به معرفی انواع پیل سوختی و انواع میدان جریان در داخل پیل سوختی غشاء الکترولیت پلیمری پرداخته شده است. سپس به مدلسازی PEMFC با جریان مارپیچ به صورت مروری پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی، غشاء الکترولیت پلیمری، افت فشار، مدل سازی، مش بندی
|
  • Pages 7-21
    Water shortages in many countries in arid and semiarid a major concern and a growing need for numerous. However, most organic material in the sewage treatment plant, but the number of materials using common processes currently available treatment are not or little plants are growing out of this country must, with proper management, use and sourcing water rather than replace conventional sources, to overcome this crisis. In this regard, recent research into complicated molecules resistant to simpler molecules led to the introduction of new technologies as advanced oxidation processes (AOPs), respectively. The process for industrial effluents such as wastewater chemical factories, refineries, rubber, paper making industry and many other industries have been successfully employed. The main objective of wastewater treatment, wastewater is suitable for discharge into the receiving environment. So that the waste water treatment standards have been met and losses to the environment are not receptive to enter.
    Keywords: (AOPs), purified water, sewer
  • Pages 23-28
    In this article, the frequency of products bubble boiling lacustrine saturated in pure acetone in term of heat flux in range of 1000 to 75000 assigned wat per square meter on horizontal cylindrical Copper is studied laboratory data with existing models which we have studied, Fault models used to calculate, which Hatton and Hall models had lowest fault for the error and the best overlap moreover Macfadden model had the most fault estimated in comparison with laboratory data,have been determined.
     
    Keywords: conversion, heat transfer coefficient, surface substance, rough
  • Pages 29-37
    In this work, experiments were carried out for synthesis of carrageenan and Na-Alginate - based nanocomposite hydrogels and study phenol adsorption behavior. Nanocomposite hydrogels based on kappa – carrageenan, Na-Alg were synthesized using Sodium montmorillonite as nano clay. Acriyl Amid and methylene bisaaylamid and potasium per sulfate were used as monomer and crosslinker respectively. The adsorption of phenol by the nanocomposite hydrogels was investigated. The structures of nanocomposite hydrogels were investigated by (FTIR, XRD, SEM) techniques. The adsorption kinetic data were analyzed using pseudo - first order, pseudo - second order models. It was found that pseudo - second order kinetic model was the appropriate model, describing the adsorption kinetic. Adsorption equilibrium was attended whitin 3 hourse. Equilibrium data were fitted to the Langmuir, frendlictl isotherm models and isotherm constants were determind. The Equilibrium data were best representing by the Langmuir isotherm model.
    Keywords: hydrogel, nanocomposite, phenol, Carrageenan, Na-Alginate sodium montmorillonite, Adsorption
  • Pages 39-44
    In this study, an oxidation method for cutting and multi-walled carbon nanotubes open end which have been synthesized by chemical vapor deposition, is studied. Prototypes and operations by visible and ultraviolet spectroscopy (UV-visible), as well as analysis of optical microscopy (OM) and transmission electron (TEM) and scanning (SEM) were studied. The results showed that the durations of oxidation and heating with electromagnetic waves, leading to a reduction in the length of carbon nanotubes is 40 minutes from 79 micrometers to 1 micrometer. This is due to the ease and speed of operation, can be used as an effective method for longitudinal and production of carbon nanotubes used Nanvrybvn.
    Keywords: Multi-walled carbon nanotubes, cutting, graphene, electromagnetic waves, potassium permanganate
  • Pages 45-52
    Trimethoprim is a broad-spectrum bacteriostatic antibiotics to treat infections especially consumption urinary tract infections. In contrast sulfadiazine is used the treatment of bacterial infectious diseases, such as urinary tract infections, ear infections. The combination of sulphadiazine and trimethoprim has antibacterial effect against many gram positive and gram negative bacteria.In this method (inverse least squares) 81 binary mixtures were prepared in different levels in the range of 0.5 to 90 micromolar (mM). and the spectra of The RMSE values were 3.79 and 1.71 for sulfadiazine and trimethoprim respectively. samples recorded in the range of 210 to 340 nm for calibration and prediction series. The detection limits for Sulfadiazine and Trimethoprim calculated as 0.25 and 0.91 µmol.L- Respectively.This work Havegoodrepeatability with the relative standard deviations 1.34 % to5.68 % and 2.15 % to 4.95 % for sulfadiazineandtrimethoprim respectively. Finally, this method was successfully applied for simultaneous determination of trimethoprim and sulfadiazine in dairy products (low-fat milk and full-fat milk)

    Keywords: sulphadiazine, trimethoprim, Inverse Least Square, dairy products (milk)
  • Pages 53-62
    However, technical challenges such as durability, performance and cost-effective manufacturing methods that need to be addressed in order to commercialize it. With the availability of powerful computers, modeling of fuel cell tests in the past decade as a way of understanding the physics of polymer electrolyte membrane fuel cell of interest is located. In this study, the introduction of fuel cells and polymer electrolyte membrane fuel cell types within the flow field are discussed. The modeling of PEMFC with spiral flow is presented for review.
    Keywords: Fuel cells, polymer electrolyte membrane, pressure drop, modeling, mesh