فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و نهم شماره 3 (پیاپی 97، پاییز 1399)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و نهم شماره 3 (پیاپی 97، پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/09
  • تعداد عناوین: 26
|
  • مریم قنبری، مریم صباغان*، معصومه قلخانی، فاطمه خالوندی صفحات 1-13
    هدف از پژوهش حاضر طراحی محتوای آموزش سنجش های شیمی سبز برای دانشجویان کارشناسی شیمی است. این پژوهش برحسب هدف از نوع کاربردی توسعه ای و از نظر جمع آوری و تحلیل داده ها از نوع توصیفی تحلیلی با استفاده از فن تحلیل محتوا می باشد. نمونه آماری استفاده شده مجموعه ی کتاب ها، مقاله ها، مجله ها و پایان نامه های مرتبط با شیمی سبز بوده که تا اشباع نظری داده ها انتخاب و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. با بررسی ادبیات و پیشینه موضوع درمورد چگونگی طراحی محتوای آموزشی شیمی سبز، با راهنمایی متخصصان این حوزه، طی چندین مرحله رفت و برگشتی کد گذاری محوری، سرفصل هایی تعیین شد و سپس براساس سرفصل های تعیین شده اهدافی برای هر مبحث در جدول هدف محتوا نوشته شد. نتیجه های پژوهش نشان داد که برای طراحی محتوای آموزش سنجش های شیمی سبز، دو مقوله ی سنجش های جرمی و سنجش های زیست محیطی، اصول شیمی سبز می تواند به صورت کمی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این دو مقوله روش های متنوعی برای ارزیابی سبز بودن یک واکنش (سنتز واکنش های آلی) شناسایی شدند، از جمله؛ اقتصاد اتمی، کارایی جرم واکنش، پارامتر بازیافت مواد، فاکتور زیست محیطی، شدت جرم فرایند و بازده جرم موثر که در یک چارچوب مفهومی ارایه شده اند.
    کلیدواژگان: آموزش شیمی سبز، سنجش های جرمی، اقتصاد اتمی، فاکتور زیست محیطی
  • شهناز حاجی زاده، وحیده تاجر کجینه باف*، مهدیه صادق پور صفحات 15-25
    استفاده از پوشش های خودتمیزشونده در صنعت شیشه، می تواند مشکل تمیزکردن شیشه ها را به میزان چشمگیری برطرف سازد. تیتانیا با داشتن ویژگی فوتوکاتالیستی، یکی از گزینه هایی است که توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است تا بر پایه ی کامپوزیت های آن بتوانند پوشش خودتمیزشونده فوتوکاتالیستی سنتز کنند. از این رو در پژوهش حاضر تلاش شد تا با سنتز کامپوزیت تیتانیا سیلیکا منگنز، شرایط رسیدن به این مهم بررسی شود. بدین منظور سل پایدار تیتانیا سیلیکا منگنز به روش پلیمری تهیه و با استفاده از روش غوطه وری بر سطح شیشه ی سودالایم پوشش داده شد. سپس عملیات گرمایی بر روی شیشه ی پوشش داده شده و پودر به دست آمده از سل خشک شده انجام گرفت. برای بررسی ویژگی های نمونه های سنتزی، از آنالیزهای طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) استفاده شد. فعالیت فوتوکاتالیستی کامپوزیت سنتزی نیز بر پایه ی میزان تخریب متیل اورنژ به عنوان مدل آلاینده در مجاورت آن و در حضور موج فرابنفش بررسی و تغییر غلظت محلول با استفاده از دستگاه طیف سنج فرابنفش مریی (UV-Vis) تعیین شد. ویژگی های خود تمیز شوندگی پوشش نیز با اندازه گیری زاویه ی تماس (CA) آب بر سطح آن مورد بررسی قرار گرفت.  به منظور بررسی و دیدن ریزساختار نمونه ی سنتزی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) استفاده شد. در این پژوهش با استفاده از روش سل ژل، پوشش کامپوزیتی تیتانیا سیلیکا منگنز با داشتن فاز آناتار با اندازه ی بلورک 8/9 نانومتر، زاویه ی ترشوندگی 4 درجه با نور مریی و قابلیت تخریب آلاینده ی متیل اورنژ با بازده 83% ، به عنوان یک پوشش فوتوکاتالیستی خودتمیزشونده ی  نانوساختار سنتز شد.
    کلیدواژگان: سل پلیمری، پوشش فوتوکاتالیست، خودتمیزشونده، تیتانیا سیلیکا منگنز، کامپوزیت نانوساختار
  • عزیز باباپور*، غلامرضا کریمی صفحات 27-34

    بحران انرژی در قرن حاضر، بشر را به فکر استفاده از منبع های نوین انرژی رهنمون ساخته است. یکی از این منابع بسیار کارآمد، مواد تغییرفازدهنده است. این مواد، افزون بر ذخیره انرژی به عنوان عایق های گرمایی نیز به کار می روند و استفاده از این مواد نیاز به سامانه های ایمن سازی مصرف انرژی را نیز، حذف می کند. این مواد با وجود همه برتری ها، مشکل هایی از جمله نشتی، کم بودن ضریب هدایت گرمایی دارند. بنابراین استفاده از نانوذره های فلزی، ساختار هسته پوسته و غیره می تواند ویژگی آن ها را بهبود ببخشد. در این پژوهش، اکتادکان نرمال به عنوان هسته و متیل متا اکریلات به عنوان پوسته انتخاب شده اند تا نانومواد تغییر فازدهنده با ساختار هسته پوسته سنتز شود. در این پژوهش از دستگاه هایی مانند TEM ،DSC ،SEM  و سونیکتور استفاده شد. نتیجه های آزمایش ها نشان داد که مواد تغییرفاز دهنده سنتز شده، قطر میانگین  nm79 داشته و ساختار هسته پوسته ای دارند. از سویی، نانومواد تغییرفاز دهنده دوغابی پس از سیکل های بسیار ویژگی های گرمایی خود را حفظ می کنند و این می تواند به عنوان پارامتر مثبت در مدیریت گرمایی سامانه های گوناگون ارزیابی شود. به صورت کلی می توان نتیجه گرفت که مواد تغییرفازدهنده و کامپوزیت های آن برتری زیادی دارند و این مواد می توانند در مدیریت گرمایی نقش ارزنده و حیاتی داشته باشند.

    کلیدواژگان: نانو، مواد تغییرفازدهنده، نانوکامپوزیت، هسته پوسته، دوغابی
  • مهدی محمودیان*، احسان نوزاد صفحات 35-46
    در این مطالعه، عملکرد پوشش های خودترمیم شونده ی هیبریدی اپوکسی و پلی یورتانی پر شده با کپسول های زیر میکرونی دارای روغن بزرک و بنزوتری آزول بر روی نمونه هایی از جنس استیل مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی های کپسول های سنتز شده با استفاده از فناوری هایی مانند طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)  و آنالیز گرماسنجی وزنی (TGA) به منظور بررسی به ترتیب  ساختار شیمیایی، ریخت شناسی و پایداری گرمایی کپسول های سنتز شده مطالعه شد. همچنین توزیع اندازه ی ذره های سنتز شده با استفاده از فناوری پراکندگی دینامیک نور (DLS) به دست آمد. مقاومت خوردگی پوشش های تهیه شده با استفاده از فناوری های اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش تعداد آزمایش ها و همچنین تحلیل داده های به دست آمده در بررسی عملکرد پوشش ها از روش تاگوچی بهره برده شد. مقدار 52/59%  از روغن بزرک محبوس در درون کپسول ها محاسبه شد. ساختار پوسته و هسته با استفاده از فناوری FT-IR  تایید شد. ساختار کروی و همچنین سطح زبر کپسول ها با فناوری FESEM دیده شد. پایداری گرمایی کپسول های سنتز شده با استفاده از فناوری TGA حدود 200 درجه سلسیوس تعیین شد. اندازه ی ذره های سنتز شده با استفاده از فناوری DLS حدود 459 تا 719 نانومتر تعیین شد. عملکرد بهتر پوشش های هیبریدی در برابر خوردگی با استفاده از فناوری EIS تایید شد. رویداد خودترمیمی در محل خراش بر روی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری دیده شد.
    کلیدواژگان: کپسول زیرمیکرونی، خود ترمیمی، پوشش ضد خوردگی، فولاد، تاگوچی
  • شهرزاد عبدالمحمدی*، سیمین جانی تبار درزی، شیدا ایران فر صفحات 47-53
    در این پژوهش، نانو ذره های کروی روی اکسید خالص (ZnO NPs) و همچنین نانو ذره های روی اکسید آلاییده شده با رنگ رز بنگال (dye/ZnO) به آسانی و با روشی نوین سنتز شدند. ذره های به دست آمده با قابلیت جذب فوتون های نور مریی به عنوان فوتوکاتالیست اصلاح شده برای تجزیه ی آلاینده های فنلی مورد استفاده قرار گرفتند. نانوذره های ZnO و dye/ZnO با آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرح (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز گرمایی (TGA/DSC) و طیف سنجی مریی-فرابنفش (UV-Vis) شناسایی شدند. شکاف انرژی dye/ZnO در حدود eV 9/2 محاسبه شد. در مقایسه ی بین نانوذره های ZnO خالص و آلاییده شده با رنگ، نانوذره های ZnO آلاییده شده با رنگ فعالیت فوتوکاتالیستی بسیار بالاتری را برای تخریب فنل با تابش نور مریی از خود نشان دادند. نتیجه ها مشخص کرد که نانو ذره های روی اکسید آلاییده شده با رنگ می توانند به تقریب 96% از فنل را پس از 130 دقیقه نورتابی تخریب کنند، در حالی که نانوذره های روی اکسید خالص تنها 10% از فنل را در این زمان تخریب کردند. مکانیسم تخریب مبتنی بر تحریک نوری نیمه هادی روی اکسید و همچنین مولکول های رنگ و به دنبال آن انتقال بار می باشد.
    کلیدواژگان: آلاییده شده با رنگ، رز بنگال، نور مرئی، تخریب فنل، نانوذره های روی اکسید
  • علی ملکی*، فرشته حسن زاده افروزی، میرسعید اسماعیلی صفحات 55-66

    در این پژوهش، مشتق های 2-آمینو-3- سیانو-H4- پیران با واکنش تراکم سه جزیی دیمدون، آلدهیدهای آروماتیک و مالونونیتریل و در حضور نانوکامپوزیت رافینوز مغناطیسی به عنوان کاتالیستی سبز، زیست سازگار و ناهمگن تهیه شدند. فراورده های مورد نظر با بازده 80 تا 95 درصد و طی بازه زمانی 10 تا 30 دقیقه به دست آمدند. این نانوکامپوزیت با استفاده از روش‏ های مرسوم شامل طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، آنالیز تفرق  پرتو ایکس (EDX)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) و پراش پرتو ایکس (XRD) شناسایی شد. این روش دارای برتری هایی چون شرایط ملایم، زمان کوتاه واکنش، روش کار آسان، بازده عالی فرآورده ها، خالص‏سازی فرآورده ها بدون نیاز به روش های کروماتوگرافی است. ویژگی مغناطیسی نانوکامپوزیت موجب جداسازی آسان آن با استفاده از میدان مغناطیسی خارجی از مخلوط واکنش شد  سپس  کاتالیست برای  دست کم پنج بار  بدون کاهش چشمگیر فعالیت‏ های کاتالیستی آن مورد استفاده دوباره قرارگرفت.

    کلیدواژگان: کاتالیست سبز، رافینوز، نانوکامپوزیت مغناطیسی، 2-آمینو-3-سیانو-H4-پیران، واکنش چندجزئی
  • فاطمه فرجادیان*، سهیلا قاسمی، داریوش خلیلی، فاطمه زارع، محمد قلی نژاد، بهمن تمامی صفحات 67-79

    در این پژوهش پلی (2 وینیل پیریدین) پیوند شده بروی سیلیکا دارای نانو ذره های پالادیوم به عنوان یک سامانه کاتالسیتی ناهمگن و موثر تهیه شد. نخست اکریل آمیدو پروپیل سیلیکا از واکنش بین آمینو پروپیل سیلیکا و اکریلویل کلرید سنتز شد و سپس مونومر 2 وینیل پیریدین به روی این سیلیکای عامل دار شده به روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد پیوند شد. در پایان از واکنش این بستر پلیمری با پالادیم کلرید و سپس احیا با سدیم بوروهیدرید این کاتالسیت تهیه شد. این سامانه به وسیله روش های بسیاری به خوبی شناسایی شد. طیف بینی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) حضور گروه های عاملی، آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) مقدار پلی (2 وینیل پیریدین) پیوند شده بر بستر سیلیکا، ICP مقدار پالادیم قرار گرفته بر بستر، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ریخت شناسی کاتالسیت، طیف بینی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) حضور Pd (0) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) پخش نانو ذره های پالادیم در مقیاس نانو متری بدون انباشته شدن را نشان می دهد. این کاتالسیت به خوبی در واکنش های جفت شدن کربن کربن آریل یدید، برمید و حتی کلرید با ترکیب های الفینی و فنیل بورونیک اسید به ترتیب در واکنش های میزوروکی هک و سوزوکی میورا به کار گرفته شد. کاتالیست فعالیت بالایی را در واکنش های جفت شدن هک و سوزوکی نشان داد و تا هفت مرتبه پشت سرهم بدون کاهش چشمگیر در فعالیت، قابلیت بازیافت داشت. از برتری های دیگر این سامانه می توان به مدت زمان کوتاه واکنش به همراه راندمان مناسب و جداسازی ساده فراورده هایی از محیط واکنش اشاره نمود.

    کلیدواژگان: ناهمگن، کاتالیست، نانو ذره های پالادیوم، هک میزوروکی، سوزوکی میورا
  • نعمت طهماسبی*، زهرا مالکی صفحات 81-91
    در سالیان اخیر کاتالیست های نوری نیم ه رسانا به دلیل فعالیت کاتالیست نوری که تحت تابش نور خورشید از خود نشان می دهند، توجه زیادی در تصفیه آب را به خود جلب کرده اند. در این پژوهش از روش ساده و یک مرحله ای هیدروترمال برای ساخت کاتالیست نوری ترکیبی WO3.0.33H2O/BiOCl استفاده شد. مشخصه یابی نمونه ها با روش های گوناگونی  مانند پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)،  اندازه گیری طیف عبور پخشی (DRS) و فناوری جذب / واجذب گاز نیتروژن انجام شد. عملکرد کاتالیست نوری نمونه ها با تخریب رودامین به عنوان مدل آلودگی و تحت تابش لامپ زنون (55 وات) و لامپ ال  ای  دی (30 وات) به ترتیب به عنوان منابع نور شبیه ساز خورشید و مریی بررسی شد. نتیجه ها نشان داد تغییر نسبت بیسموت به تنگستن تاثیر زیادی بر عملکرد کاتالیست نوری نمونه ها دارد و نمونه ساخته شده با نسبت بیسموت به تنگستن 0/1 بهترین عملکرد در مقایسه با دیگر نمونه ها را از خود نشان داد. در حضور 10 میلی گرم از این کاتالیست نوری در داخل 60 میلی لیتر محلول رنگ رودامین بی (mg/L 10(و تحت تابش لامپ زنون در مدت زمان 80 دقیقه به تقریب 80% مولکول های رودامین بی تخریب شدند. با توجه به نتیجه های به دست آمده عملکرد کاتالیست نوری بالای نمونه WO3.0.33H2O/BiOCl  برای تخریب مولکول های رودامین بی در مقایسه با دیگر نمونه ها به عواملی مانند گاف انرژی کوچک تر (eV 21/2 ~)، سطح موثر بزرگ تر (m2/g 60/26) و جفت شدگی دو نیمه رسانای WO3.0.33H2O و BiOCl نسبت داده شد. آزمایش مربوط به تعیین گونه های فعال در واکنش های کاتالیست نوری نشان می دهد حفره ها و رادیکال های اکسیژن مهم ترین نقش در تخریب مولکول های رودامین بی روی کاتالیست نوری ترکیبی  WO3.0.33H2O/BiOCl را بر عهده دارند.
    کلیدواژگان: هیدروترمال، WO3.0.33H2O، BiOCl، کاتالیست نوری
  • داریوش افضلی*، فریبا فتحی راد صفحات 93-100
    در این کار نانوذره های دو فلزی پالادیم روی با استفاده از روش سونوشیمی در نسبت های مولی گوناگون بر روی بستر عامل دار شده کربن ولکان سنتز شدند. ساختارهای سنتزی به وسیله طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، پراش پرتو ایکس و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفتند. فعالیت الکتروکاتالیستی نانوساختارهای سنتزی در اکسایش سوخت های اتیلن گلیکول و گلیسرول بررسی و با نانوذره های تک فلزی پالادیوم توسط ولتامتری چرخه ای و روبش خطی مقایسه شد. بر پایه نتیجه های به دست آمده، بیش ترین و کم ترین فعالیت بر پایه چگالی جریان در فرایند اکسایش به ترتیب مربوط به Pd2Zn/C و Pd/C می باشد. بررسی مکانیسم اکسایش ولتامتری این دو الکل در سطح آند پوشش داده شده با Pd2Zn/C نشان دهنده این است که فرایند تحت کنترل جرم می باشد و گونه برای اکسایش به سمت الکترود نفوذ می کند. نتیجه ها نشان می دهد که این نانوکاتالیست دو فلزی یک گزینه خوبی به عنوان کاتالیست آندی برای پیل های سوختی الکلی مستقیم است.
    کلیدواژگان: نانوکاتالیست پالادیوم روی، الکترواکسایش، پیل سوختی، اتیلن گلیکول، گلیسرول
  • صغری فرهی*، فریده بهره بر صفحات 101-110
    در این پژوهش نخست در یک واکنش افزایشی آزا مایکل نمونه اثر کاتالیستی تعدادی از مایع یونی پروتونی بررسی شد. نتیجه ها نشان داد 4-N ، N - دی متیل آمینوپیریدینیوم استات اثر کاتالیستی بهتری دارد. سپس، واکنش افزایشی مایکل آمین های گوناگون با پذیرنده های مایکل شامل n بوتیل آکریلات، آکریلونیتریل  و متیل وینیل کتون در حضور این مایع یونی پروتونی در شرایط بدون حلال و در دمای  C° 100 مطالعه شد. واکنش آمین های نوع اول آروماتیک وآلیفاتیک با n بوتیل آکریلات و آکریلونیتریل موفقیت آمیز بود و تنها فرآورده مونو N آلکیله شده فراهم آمد. واکنش مورفولین به عنوان یک آمین آلیفاتیک نوع دوم با سه پذیرنده مایکل شامل متیل وینیل کتون، n بوتیل آکریلات و آکریلونیتریل سریع انجام شد.
    کلیدواژگان: مایع یونی پروتونی، 4-N، N-دی متیل آمینوپیریدینیوم استات، واکنش افزایشی مایکل، بدون حلال
  • راضیه رضوی*، محبوبه زاهدی فر، سید علی احمدی صفحات 111-117

    فرایندهای صورت بندی به انرژی نسبتا پایینی نیاز دارند. ویژگی های فضا شیمیایی یک مولکول، چه از نظر پیکربندی و چه از نظر صورت بندی، می توانند بر واکنش پذیری آن تاثیرگذار باشند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار گوسین با دو روش B3LYP/6-311G  و B3LYP/6-311G (d,p)  واکنش افزایش هالوژن ها به آلکن با استخلاف های متیل و ترشیو بوتیل در حضور نوکلیوفیل های متفاوت، از جمله.HCN ، HPMe2 و HPMePh  بررسی شد و بهینه سازی ساختاری و پارامترهای واکنش پذیری ترکیب ها فضا گزینی در واکنش های گوناگون محاسبه شد نتیجه ها نشان داد که افزایش برم به سیکلو هگزن با استخلاف متیل در محیط نوکلیوفیل HPMePh از پایداری بیش تری برخوردار می باشد.

    کلیدواژگان: شیمی فضایی، الکن، فضا گزینی، تابعیت دانسیته چگال
  • لیلا حکم آبادی*، حیدر رئیسی صفحات 119-129

    برهم کنش بین داروی ضدسرطان 5 فلورواوراسیل و بازهای پورینی DNA  و RNA  (آدنین و گوانین) به روشB3LYP با تابع پایه ی 6-311++G** در فاز گاز و حلال های آب، کربن تتراکلرید،  استون و متانول مطالعه شد و پارامترهای هندسی، انرژی برهم کنش و فرکانس های کششی مرتبط با پیوند هیدروژنی  به دست آمد. به منظور درک بهتر این برهم کنش ها، که از نوع پیوند هیدروژنی می باشند، نظریه ی اتم ها در مولکول های بادر(AIM) به کار گرفته شد و انرژی پیوند هیدروژنی به روش اسپینوزا محاسبه شد. همچنین محاسبه های تک نقطه به روشM06-2x  با همان تابع پایه ذکر شده در محلول های کربن تتراکلرید و آب انجام شد. نتیجه ها نشان داد که انرژی برهم کنش در این روش افزایش یافته است ولی  ترتیب پایداری کمپلکس های پیوند هیدروژنی تغییری نکرده است. مشخص شد که پیوندهای هیدروژنی دوگانه و سه گانه قوی بین منومرها تشکیل شده که منجر به تغییر پارامترهای هندسی و ساختار الکترونی ترکیب ها شده است. این مطلب، با استفاده از محاسبه های دانسیته ی الکترون تایید شد. مقایسه فاصله ها و زاویه های پیوند هیدروژنی نشان داد که پیوندهیدروژنیN(O)B···H-NFU، که در آن 5 فلورواوراسیل به عنوان دهنده ی پروتون عمل می کند، از پیوند هیدروژنی OFU···H-NB  قوی تر است. همچنین دیده شد که پیوند هیدروژنی در حلال های دارای پیوندهیدروژنی ضعیف تر از فاز گاز و حلال های بدون پیوند هیدروژنی می باشد.

    کلیدواژگان: 5-فلورواوراسیل، آدنین، گوانین، نظریه تابعیت چگالی، داروهای ضد سرطان
  • زهرا جوانشیر*، مریم رضوی مهر صفحات 131-140
    منتول مهم ترین ماده موجود در اسانس نعنا و کارواکرول از جمله مواد موثر مهم گیاه آویشن می باشند. ترکیب های کارواکرول و منتول دو ترکیب مهم با ویژگی های دارویی بسیاری می باشند که یکی از ویژگی های مهم آن ها ویژگی آنتی اکسیدانی آن ها می باشد که موجب کاربرد گسترده این دو ترکیب شده است. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای ساختاری،  گاف انرژی HOMO-LUMO ، قطبش پذیری، سختی، پتانسیل شیمیایی، شاخص الکتروندوستی و بار الکتریکی دو ترکیب آنتی اکسیدان منتول و کارواکرول در فاز گازی در حلال های متانول٬ دی متیل سولفوکسید و دی کلرومتان می باشد. محاسبه ها با استفاده از نظریه تابعی دانسیته با روش B3LYP و با مجموعه پایه 6- 311G+(d,p)  انجام شده اند. مطابق محاسبه های انجام شده برای ترکیب های منتول و کارواکرول گاف انرژی در حلال دی متیل سولفوکسید بیش ترین مقدار و در  فاز گازی کم ترین به دست آمد. حضور حلال در منتول باعث افزایش سختی شیمیایی شد  و  برای کارواکرول حلال تاثیر چندانی در سختی شیمیایی ایجاد نکرد. مقایسه پتانسیل شیمیایی ترکیب منتول و کارواکرول واکنش پذیری بیش تر کارواکرول  نسبت به منتول به دلیل کم تر بودن پتانسیل شیمیایی کارواکرول را نشان داد. نرمی و الکترو ن دوستی برای منتول در فاز گازی بیش ترین مقدار به دست آمد و در مورد ترکیب کارواکرول در فاز گازی و حلال تفاوت چندانی دیده نشد.
    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی٬ هومو لومو٬ منتول٬ کارواکرول٬ اثرهای حلال
  • محمدجواد ابراهیم خانی، حسین قنادزاده گیلانی* صفحات 141-154

    یکی از فرایند های اصلی در صنایع پالایشی صنعت نفت، استخراج هیدروکربن های آروماتیک از هیدروکربن های آلیفاتیک است. بر این اساس پیش بینی دقیق رفتار فازی این سامانه ها می تواند باعث بهبود استخراج مایع مایع شود.  در این مطالعه، رفتار ترمودینامیکی فازی سامانه سه جزیی هیدروکربن های آلیفاتیک و آروماتیک به همراه مایع های یونی توسط سامانه استنتاجی فازی عصبی تطبیقی (ANFIS) و شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) پیش بینی شد.  ورودی های مدل در مدل سازی سامانه استخراج مایع   مایع،  نسبت مولی ترکیب های آلیفاتیک، آروماتیک و مایع های یونی در خوراک و هم چنین جرم مولکولی آ ن ها و دمای سامانه استخراج در نظر گرفته شد و همچنین خروجی مدل نیز نسبت مولی ترکیب های آلیفاتیک و آروماتیک در فاز غنی از آلکان و نسبت مولی ترکیب های آروماتیک و مایع های یونی در فاز غنی از مایع های یونی در نظر گرفته شد. پارامترهای طراحی این شبکه های عصبی ازجمله تعداد نرون و شعاع خوشه چینی شبکه های MLP و ANFIS به منظور بهتر شدن دقت پیش بینی آن ها، با روش بهینه سازی تکاملی الگوریتم ژنتیک (GA) بهینه شدند. مقایسه دقت پیش بینی شبکه های ANFIS و MLP با داده های آزمایش بر اساس پارامترهای آماری R2 ، RMSD و MAD برای مدل ANFIS به ترتیب 9996/0، 0190/0 و0129/0 و برای مدل شبکه عصبی MLP به ترتیب 9996/0، 0204/0 و0127/0 به دست آمد. همچنین مقایسه ای بین دقت پیش بینی شبکه های ANFIS و MLP با مدل ترمودینامیکی NRTL برای دو سامانه گوناگون استخراج مایع مایع انجام شد، میانگین RMSD  آن ها برای دو سامانه استخراج به ترتیب 0093/0، 0110/0 و 0113/0 به دست آمد. نتیجه های پارامترهای آماری نشان دهنده این است که این شبکه ها در پیش بینی رفتار ترمودینامیکی تعادل مایع  مایع با دقت به نسبت مناسبی دارند و روش موثری هستند.

    کلیدواژگان: استخراج مایع مایع، سامانه استنتاجی فازی عصبی تطبیقی (ANFIS)، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP)، الگوریتم ژنتیک (GA) و مایع های یونی
  • حسین قنادزاده گیلانی*، طاهره جنگجوی شالدهی صفحات 155-162

    در این مطالعه، استخراج والریک اسید در سامانه های دوفازی آبی پلی اتیلن گلیکول با وزن مولکولی 4000  گرم بر مول و نمک های سدیم دی هیدروژن فسفات (4PO2NaH)، دی پتاسیم هیدروژن فسفات) 4HPO2K) و دی آمونیوم هیدروژن فسفات (4HPO2(4NH)) در دماهای 35 و 25 درجه سلسیوس بررسی شده است. اثر نوع نمک و غلظت آن، دما و pH  بر روی تشکیل سامانه دوفازی آبی مورد مطالعه قرار گرفت. دیده شد که با افزایش غلظت نمک، ضریب توزیع پذیری و درصد استخراج والریک اسید کاهش می یابند. نوع نمک در استخراج والریک اسید تاثیر مهمی دارد به گونه ای که نمک سدیم دی هیدروژن فسفات نسبت به دو نمک دیگر، ضریب توزیع پذیری و درصد استخراج بالاتری (%44) از خود نشان داده است. همچنین استخراج والریک اسید در محیط با دمای کم تر (دمای 25 درجه سلسیوس)، نتیجه بهتری داشت. در این مطالعه، pH های 5،6،7،8 مورد بررسی قرار گرفت و دیده شد ضریب توزیع پذیری والریک اسید در pH کم تر (pH=5)، بیش تر خواهد بود و بیشینه درصد استخراج والریک اسید برای بهترین نمک (سدیم دی هیدروژن فسفات) تا50% به دست آمد.

    کلیدواژگان: سامانه های دوفازی آبی، پلی اتیلن گلیکول، والریک اسید، ضریب توزیع پذیری، درصد استخراج
  • طاهره جنگجوی شالدهی، حدیثه معصومی، حسین قنادزاده گیلانی*، هلن حسین پور صفحات 163-170
    سامانه های دوفازی آبی یک محیط مناسب برای جداسازی زیست مولکول ها فراهم می کنند زیرا در این گونه سامانه ها، آب به مقدار کافی در همه مرحله های فرایند وجود دارد و از سوی دیگر هدف، جداسازی زیست مولکول ها و حفظ فعالیت آن ها می باشد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی پارامتر های موثر بر استخراج آسکوربیک اسید به کمک نمک های سولفات و پلیمر پلی اتیلن گلیکول در سامانه های دو فازی آبی می باشد. اثر وزن مولکولی پلی اتیلن گلیکول (4000 و 8000 گرم بر مول)، نمک های (MnSO4،  Na2SO4، MgSO4)، غلظت نمک و همچنین اثر pH  بر روی تشکیل سامانه دوفازی در دماهای 32 و 37 و 42 درجه سلسیوس بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که با افزایش وزن مولکولی پلیمر، ضریب جداسازی و درصد استخراج آسکوربیک اسید کاهش می یابد. همچنین با افزایش غلظت نمک و دما، ضریب جداسازی و درصد استخراج آسکوربیک اسید افزایش می یابد. جداسازی آسکوربیک اسید تا حد زیادی بستگی به نوع نمک دارد. نمک  MnSO4 نسبت به دو نمک دیگر درصد استخراج بالاتری (%4/37)را نشان داد.  دیده شد ضریب توزیع پذیری آسکوربیک اسید در pH  کم تر(pH=5)،بیش تر خواهد بود و بیشینه ضریب جداسازی آسکوربیک اسید برای بهترین نمک (MnSO4) 423/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: سامانه های دوفازی آبی، آسکوربیک اسید، پلی اتیلن گلیکول، ضریب جداسازی، نمک های سولفات
  • حکیمه شریفی فرد*، زهرا هاشمی شهرکی، اصغر لشنی زادگان صفحات 171-183
    امروزه، جداسازی آلاینده گوناگون از جمله فلزهای سنگین از پساب های صنعتی بسیار مورد توجه است. از جمله روش های جداسازی روش جذب سطحی می باشد که در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این مطالعه جداسازی فلز سمی کادمیوم از محلول های آبی با استفاده از جذب سطحی بر روی کربن فعال بررسی شد و فرایند انتقال جرم توسط یک مدل ریاضی مدل سازی شد. کربن فعال استفاده شده از فعال سازی شیمیایی تفاله انگور به دست آمد و به منظور شناسایی ویژگی های آن، آنالیزهای شناسایی BET، FT-IR و SEM  انجام شد. اثر پارامترهای عملیاتی فرایند، از جمله pH محلول، مدت زمان تماس، غلظت اولیه کادمیوم و دما بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که فرایند جذب تک لایه است و بیش ترین ظرفیت جذب کربن فعال تولید شده 142 میلی گرم کادمیوم در هر گرم کربن می باشد. به منظور تعیین پارامترهای انتقال جرم، یک مدل ریاضی ارایه شد و با حل این مدل، ضریب های انتقال جرم برای انتقال یون های کادمیوم  از محلول تا جذب بر روی سطح کربن فعال محاسبه شدند. آنالیز حساسیت پارامترهای انتقال جرم نشان از اهمیت بیش تر مرحله های انتقال جرم بیرونی و نفوذ روزنه ای در جذب سطحی دارد. هم چنین فرایند احیا و استفاده دوباره جاذب نیز بررسی شد.
    کلیدواژگان: جذب سطحی، کربن فعال، تفاله انگور، کادمیوم، مدل سازی
  • سید حسین کثیریها، مرضیه لطفی*، مجتبی شفیعی صفحات 185-195
    در این پژوهش با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا و پراکنده سازی نانورس (مونت موریلونیت) در بستر رزین فنولیک لنت ترمزی تولید شد که افزون بر ترمز گیری روان و مطمین، عمر بالایی نیز دارد. مقدار بهینه نانو رس %5/2 تعیین شد تا از کلوخه شدن نانورس و عدم توزیع یکنواخت آن در بستر رزین فنولیک و همچنین کاهش ویژگی های مکانیکی لنت ترمز جلوگیری شود. با توجه به نتیجه های به دست آمده از آزمون های انجام شده، در دو فرمولاسیون لنت ترمز یکسان؛ یکی بدون نانورس و دیگری دارای (%5/2) نانو رس، به ترتیب خمش نمونه از 9/61 مگاپاسکال به 2/70 مگاپاسکال، سختی نمونه از 83  به 91  A) (Shore  ،  سایش  از7 -10×2308/4  به 7-10×8674/3 و ضریب اصطکاک از 228/0 به 232/0 تغییر کرد و همچنین برای اثبات نانو بودن ذره نانورس از آنالیز SEM  استقاده شد.
    کلیدواژگان: پلیمریزاسیون درجا، تست سایش، رزین فنولیک، لنت ترمز، نانورس
  • علیرضا زارع زاده، امیرعباس ایزدپناه*، شهریار عصفوری صفحات 197-210

    نظریه زنجیره دوتایی سخت ساده شده، همراه با نظریه آماری سیال تجمعی زنجیره اغتشاش (PC-SAFT) که برای سامانه های دوجزیی نرمال آلکان ها توسط نصری فر به کار برده شده و از دقت خوبی برخوردار است، به سامانه های دوجزیی کربن دی اکسید  هیدروکربن و نیتروژن هیدروکربن و گاز طبیعی توسعه داده شد. پارامتر های m ، σ و  برای کربن دی اکسید، نیتروژن، ایزوبوتان و ایزوپنتان محاسبه شدند. نتیجه ها نشان داد که برای این مواد درصد خطای متوسط به دست امده با استفاده از این معادله حالت برای فشار بخار کربن دی اکسید ، نیتروژن، ایزوبوتان و ایزوپنتان به ترتیب 7/2، 3/0، 1/2 و 2/2 و برای حجم مایع اشباع 2/1، 1/1، 1/3 و 5/1 می باشد. با به کار بردن kij  برای تصحیح برهم کنش های پراکندگی، تعادل بخار مایع سامانه های دو جزیی کربن دی اکسید  هیدروکربن و نیتروژن هیدروکربن مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه های به دست آمده از این معادله حالت به ترتیب با معادله حالت SAFT  و PC-SAFT مقایسه شد. نتیجه ها نشان داد که این مدل از عملکرد بهتری نسبت به این دو معادله حالت برخوردار است. سرانجام مدل برای پیش بینی دمای نقطه شبنم مخلوط های چندجزیی گاز طبیعی به کار برده شد و برای این سامانه ها نیز خطای به دست آمده از پیش بینی مدل کم تر از معادله حالت PR78 شد.

    کلیدواژگان: مدل سازی، تعادل بخار مایع، معادله حالت PC-SAFT-D ساده شده، مخلوط گاز طبیعی
  • شایان فقیهی، جمشید مقدسی*، محمد جامی الاحمدی صفحات 211-223
    یکی از مشکل های حال حاضر که جامعه های جهانی به آن گرفتار هستند، آلودگی محیط زیست ناشی از آزادسازی گازهای گلخانه ای می باشد. جدا سازی و دخیره سازی کربن یکی از مطمین ترین راه حل های کوتاه تا بلند مدت برای کاهش گازهای اسیدی مخاطره آمیز تولید شده در صنایع گوناگون می باشد. هرچند که سفره های آب نمک عمیق کاندید مناسبی برای ذخیره سازی حجم بالایی از گاز کربن دی اکسید می باشند، ولی مخزن های تخلیه شده نفت و گاز نیز می توانند هم زمان گزینه مناسبی برای ذخیره گاز و هم روشی مطمین برای افزایش تولید هیدروکربن ها باشند. برای آن که یک عملیات ذخیره سازی موفقیت آمیز باشد، ضروری است که توان ذخیره سازی مخزن، تزریق پذیری، و فاکتور نگهداری آن مورد بررسی قرار گیرد. هرچند تاکنون پژوهش های آزمایشگاهی کمی به ویژه روی بحث تزریق پذیری مخزن انجام شده است؛ به طوری که این فاکتور به طور مستقیم توسط ویژگی های سنگ و سیال مانند تراوایی مطلق و نسبی کنترل می شود. بنابراین، تعیین و اندازه گیری منحنی های تراوایی نسبی و نقطه های پایانی آن ها در فهم ویژگی های جریانی درون محیط متخلخل الزامی می باشد. در اولین بخش این پژوهش، منحنی های تراوایی نسبی آب/ کربن دی اکسید برای سه نمونه سنگ با تراوایی مطلق متفاوت اندازه گیری شده است. برای این منظور ارزیابی های آزمایشگاهی در بعد مغزه روی سنگ های کربناته انجام گرفته است. در ادامه برای تعیین مکانیسم های پیش رو در تزریق گاز کربن دی اکسید به یک لایه، و همچنین ارزیابی درصد گاز حبس شده، از گاز نیتروژن با همان شرایط اولیه با تقریب بسیار خوبی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: ذخیره سازی کربن دی اکسید، تراوایی نسبی، گازهای گلخانه ای، سیلاب زنی، مکانیسم
  • طیبه قزوینیان، احد قائمی*، محمدامین ثباتی صفحات 225-236

    در این پژوهش فرایند نمک زدایی  و حذف آب از نفت خام توسط فراصوت در مقیاس آزمایشگاهی  مورد بررسی قرار گرفته است. اثر پارامترهای عملیاتی شامل قدرت تابش و زمان  فراصوت ، دما و میزان تزریق تعلیق شکن بر راندمان حذف نمک و آب بررسی شده است. نتیجه ها نشان داد که با به کار بردن امواج فراصوت مقدار نمک نفت خام اهواز 1 با تزریق ppm 40 تعلیق شکن از 471 میلی گرم بر لیتر به 18/76 میلی گرم بر لیتر کاهش یافته و مقدار آب از 19/9 درصد به 1/1 درصد کاهش یافته است که میزان نمک زدایی  38/83% و میزان آب گیری 03/88% بوده است. مقدار نمک نفت خام اهواز 4 با تزریق ppm 30 تعلیق شکن  از 353 میلی گرم بر لیتر به 2/49 میلی گرم بر لیتر کاهش یافته و مقدار آب از 36/11 درصد به 2 درصد کاهش یافته است که میزان نمک زدایی  06/86% و میزان آب گیری 4/82% بوده است. این نتیجه ها در بالاترین دمای آزمایش، 80 درجه سلسیوس و فرکانس 10  کیلو هرتز به دست آمد که با تقریب بسیار نزدیک به راندمان واحد، مصرف تعلیق شکن را به نصف کاهش داد. در شرایط عملیاتی دلخواه، نتیجه ها نشان می دهد که تابش فراصوت می تواند در نمک زدایی  از نفت خام بر کاهش میزان مصرف تعلیق شکن و افزایش راندمان فرایند موثر باشد. هم چنین یافته های پژوهش نشان می دهد که روش ترکیبی فراصوت و تعلیق شکن بهترین روش به دنبال استفاده از تعلیق شکن می باشد.

    کلیدواژگان: نفت خام، پرتو فراصوت، تعلیق شکن، تعلیق آب در نفت، نمک زدایی
  • مجتبی راجی، امیر دشتی، ماشاءالله رضاکاظمی*، نسیبه حاجیلری صفحات 237-246
    در این پژوهش، به مدل سازی و بررسی فرایند گوگردزدایی  با روش غشایی از ترکیب دیزل موجود در پالایشگاه اصفهان با استفاده از فرایند غشایی پرداخته شد. برای مدل سازی پارامترهای فشار خوراک ورودی به ماژول غشایی (5تا 9 بار)، میزان مصرفی عامل اتصال عرضی (5/1تا 3 درصد وزنی TMOS)، دمای اتصال عرضی (65تا °C 85) و زمان اتصال عرضی (5/0تا 5/2 ساعت) به عنوان پارامترهای ورودی و میزان گوگردزدایی  از ترکیب خوراک ورودی به ماژول غشایی (دیزل با میزان گوگرد ppm 6380) به عنوان پارامتر خروجی در نظر گرفته شد. در این مطالعه 4 نوع غشا شامل پلی دی متیل سیلوکسان، پلی اتیلن گلایکول، پلی اترسولفون و پلی اکریل نیتریل موردبررسی قرار گرفت. برای  مدل سازی فرایند تراوش تبخیری، از ابزار شبکه عصبی و برنامه نویسی ژنتیکی استفاده شد. برای پیدا کردن شرایط بهینه مدل سازی با شبکه عصبی الگوریتم آموزشی لونبرگ مارکواردت با یک لایه استفاده شد و تعداد نرون ها تغییر داده شد تا شرایط بهینه پیدا شود. بیشینه مقدار R2 (9341/0) برای شبکه عصبی با الگوریتم آموزشی لونبرگ مارکواردت با 6 نرون در لایه مخفی به دست آمد. بیشینه مقدار R2 (8997/0) برای برنامه نویسی ژنتیکی به دست آمد. مدل ریاضی برنامه نویسی ژنتیکی را به خوبی می توان برای پیش بینی مقدار گوگرد خروجی در هر شرایطی استفاده نمود. نتیجه های گوگردزدایی با فرایند غشایی آشکار کرد که با افزایش فشار ماژول میزان گوگرد موجود در ترکیب دیزل کاهش یافت. بیش ترین تاثیر پمپ فشار ماژول غشایی بر کاهش گوگرد در جریان دیزل ، در ترکیب PDMS و پلیمر PEG برای ساخت غشاها دیده شد.
    کلیدواژگان: مدل سازی، شبکه عصبی، برنامه نویسی ژنتیکی، هوش مصنوعی، غشا، جداسازی، گوگردزدایی
  • ولی الله موسوی، محمود فرزانه گرد، محمدحسین احمدی* صفحات 247-257

    چرخه رانکین آلی فناوری مناسب برای تبدیل منابع گرمایی باکیفیت پایین به الکتریسیته است. در این پژوهش سیکل رنکین آلی با محرک کلکتور لوله خلاء خورشیدی شبیه سازی و از منظر انرژی، اگزرژی و اگزرژی اقتصادی موردبررسی قرارگرفت سپس موردهای گوناگون ازجمله دما و فشار ورودی به توربین، اختلاف دمای پینچ تبخیرکننده سیکل آلی و شار خورشیدی ارزیابی شد. نتیجه ها نشان می دهد که بازده انرژی و اگزرژی به ترتیب 45.2 و 9.7 و مقدار کار خروجی و بازگشت ناپذیری نیز 51.5 و 1291.8 کیلووات م ی باشد. کلکتور خورشیدی و مخزن ذخیره به دلیل بالا بودن نرخ هزینه ابتدایی و تخریب، مهم ترین اجزا از منظر اگزرژی اقتصادی می باشند. نتیجه های تحلیلی بیانگر آن است که با افزایش دمای تبخیرکننده تاثیر مثبت بر عملکرد سیکل داشته و افزایش دمای پینچ تاثیر منفی بر عملکرد سامانه دارد در بحث اقتصادی، افزایش دمای تبخیرکننده و دمای پینچ منجر به کاهش نرخ هزینه ی کلی می شود. هم چنین تغییر شار انرژی خورشیدی، موجب بهبود عملکرد سامانه از دیدگاه اگزرژی اقتصادی شده و افزایش بازده انرژی و اگزرژی را در پی دارد.

    کلیدواژگان: اگزرژی اقتصادی، سیکل رنکین آلی، تحلیل پارامتری مخزن ذخیره سازی، کلکتور خورشیدی، انرژی تجدیدپذیر
  • سید سامان صالح یار، منصور شیروانی، احد قائمی* صفحات 259-266
    در این پژوهش جداسازی ذره های سیلیس، با استفاده از یک جداساز سیکلونی دارای دو ورودی خوراک و با بدنه دوار به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفت.  برای انجام آزمایش های تجربی از یک دستگاه سیکلون آزمایشگاهی استفاده شد. در آزمایش های تجربی اثر پارامترهای عملیاتی شامل اندازه ذره ها در بازه 15 تا 40 میکرون، شدت جریان هوا 30 تا 70 مترمکعب و سرعت دوران بدنه سیکلون از صفر تا 1900 دور بر دقیقه بر بازده سیکلون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد بزرگ تر شدن ذره ها حدود 1تا 2% ، افزایش شدت جریان حدود 3 تا %5 و افزایش سرعت بدنه حدود 10 تا %13 منجر به بهبود بازده سیکلون می شود. همچنین نتیجه ها نشان داد که دوران بدنه در جهت وارون جریان ورودی حدود 48 درصد از بازده سیکلون می کاهد. افت فشار سیکلون در حال دوران نشان داد این عدد در حالت دوار بیش تر از حالت ثابت بدنه می باشد ولی توزیع یکنواخت فشار باعث می شود تا اثر افت فشار روی بازده محسوس نباشد. نتیجه های آزمایشگاهی همچنین نشان می دهد افزایش شدت جریان و سرعت دوران بدنه سیکلون منجر به افزایش سرعت مماسی و در نتیجه افزایش نیروی گریز مرکز شده که نتیجه آن افزایش بازده سیکلون است.
    کلیدواژگان: ذره های سیلیس، سیکلون، بدنه دوار، بازده، سرعت دوران، سرعت هوا
  • حمیدرضا عظیمی*، عزت الله اسفندیاری، اسماعیل کریمی، سیما سروش، سیما ناظمی صفحات 267-272

    به منظور بررسی تاثیر تیامین  بر رشد و نمو و میزان تجمع بتاکاروتن در جلبک دونالیلا سالینا در محیط شور، محیط کشت  جلبک با مقدارهای بالای نمک دریاچه ارومیه (20 درصد وزنی حجمی) همراه با تیامین تهیه و اثرهای آن بر رشد جلبک مورد ارزیابی قرار گرفت. جلبک دونالیلا سالینا در دمای 28 درجه سلسیوس و شدت نور 100 لوکس در شیکرانکوباتور، رشد داده شد. تیمارهای مورد مطالعه شامل محلول 2 درصد (وزنی حجمی) نمک دریاچه ارومیه (شاهد)، محلول 20 درصد (وزنی حجمی) نمک دریاچه ارومیه، محلول 20 درصد (وزنی حجمی) نمک دریاچه ارومیه به همراه 25 میکرومولار تیامین بود. در این پژوهش برای تعیین اثر بخشی یا نبود اثر بخشی تیمارهای مورد مطالعه، پارامترهای شمارش سلولی، وزن خشک، میزان جذب شدت نور، میزان کلروفیل کل، کاروتنویید کل، پروتئین و سرانجام کاروتن موجود در نمونه ارزیابی شد. به طور کلی می توان عنوان نمود که اگرچه جلبک دونالیلا سالینا مقاوم به شوری است ولی تنش شوری 20 درصد (وزنی حجمی) سبب کاهش تقسیم سلولی آن می شود که بیانگر اثرهای منفی آن بر متابولیسم سلول است. افزودن تیامین همراه با کاهش اثرهای منفی شوری بر متابولیسم، تجمع بتاکاروتن به عنوان پیش ساز بیوسنتز ویتامین آ را افزایش داده و می توان از این ویتامین برایافزایش تولید این ترکیب با استفاده از جلبک مورد مطالعه بهره برد.

    کلیدواژگان: بتاکاروتن، تنش شوری، تیامین، دونالیلا سالینا
  • حسین دلاوری امرئی*، زهرا خوبکار صفحات 273-281

    تمرکز این پژوهش اصلاح طیفی نور سفید توسط محلول فیکوسیانین به منظور افزایش رشد ریزجلبک کلرلا بود. بدین منظور، دو راکتور زیستی نوری  صفحه تخت دو لایه ساخته شد. در راکتور اصلی و در لایه جلویی آن، ریزجلبک کلرلا کشت داده شد و لایه دیگر با محلول فیکوسیانین پر شد. همچنین در راکتور زیستی نوری شاهد (بدون فیکوسیانین) به جای فیکوسیانین از آب یون زدایی شده برای پر کردن  لایه جلویی استفاده شد. راکتورهای زیستی نوری به مدت 14 روز زیر تابش لامپ سفید به شدت μ mol photons/m2s 490، در دمای °C1±27 قرار گرفتند. نتیجه ها نشان داد که، نرخ بهره وری زیست توده (P) و بیشینه نرخ رشد ویژه (µmax) نسبت به سامانه شاهد، به ترتیب 75% و 90% افزایش داشته است. همچنین محتوای کلروفیل a به میزان چشمگیری افزایش پیدا کرد. در واقع در پایان کشت میزان کلروفیل در راکتور اصلی حدود 93% بیش تر از راکتور شاهد به دست آمد. ولی میزان لیپید سلولی زیر تابش نور اصلاح شده توسط فیکوسیانین کاهش پیدا کرد.

    کلیدواژگان: ریزجلبک، راکتور زیستی نوری، فیکوسیانین، کلرلا، اصلاح طیفی
|
  • Maryam Ghanbari, Maryam Sabbaghan *, Masoomeh Ghalkhani, Fatemeh Khalvandi Pages 1-13
    The purpose of this study was to design educational content of Green Chemistry Metrics for undergraduate chemistry students. Based on the purpose of the research, it was an applied-development type, and in terms of collecting and analyzing the data; a descriptive-analytical type is used. The statistical sample was a collection of books, articles, journals, and dissertations related to green chemistry which were selected and analyzed up to getting theoretical saturation. By reviewing related literature and investigating various sources on how to design the educational contents of the chemistry green, and also by directions of the field experts, during several revers phases of core coding, chapters were determined, then, according to the designated chapters, objectives were written for each topic in the target-content table. The results of this study showed that for the design of the content of training green chemistry measurements, two categories of mass measurements and environmental measurements can often be quantitatively evaluated in the twelve principles of green chemistry. In these two categories, there are various methods for assessing the greenness of a reaction (organic reaction synthesis) were identified, including atomic economy, reaction mass efficiency, material recovery parameter, environmental factor, process mass intensity, and effective mass efficiency are presented in a conceptual framework.
    Keywords: Green chemistry education, Mass metrics, Atomic economy, Environmental metrics
  • Shahnaz Hajizadeh, Vahideh Tajer Kajinebafb *, Mahdieh Sadeghpour Pages 15-25
    Using self-cleaning coatings in the glass industry can significantly improve the cleaning of glasses. Titania, with its photocatalytic properties, is one of the options that has attracted the attention of researchers to synthesize self-healing photocatalytic coatings based on their composites. Therefore, the present study attempted to study the conditions for the synthesis of titanium-silica-manganese composites. For this purpose, stable titanium-silica-manganese solids were prepared by polymer method and coated with Sedalim glass using the dipping method. Then the heat treatment was applied to the glass and powdered from the dried tuber. In order to study the properties of synthetic samples, Fourier Transform InfraRed (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), X-ray Diffraction Spectroscopy (EDS), and UV-Visible Intrusive Reflection (DRS) spectroscopy Became The photocatalytic activity of synthetic composite was also determined based on the degree of degradation of methyl esterification as a contaminant in its vicinity in the presence of ultraviolet waves. The solution concentrations were determined using a UV-vis spectrophotometer. Self-absorption properties of the coating were also measured by measuring the contact angle (CA) of the water on its surface. In order to investigate and observe the microstructure of the synthetic sample, a Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) was used. In this study, using a sol-gel method, Titanium-silica-manganese composite coating with an anatomic phase with a crystalline diameter of 8.9 nm, a 4-degree wettability angle under visible light, and the potential for degradation of methylene polysaccharide with a yield of 83%, it was synthesized as a nanostructured self-enveloping photocatalytic coating.
    Keywords: Polymer tubes, Self-extinguishing photocatalysts, Titania-silica-manganese, Nanostructured composites
  • Aziz Babapoor *, Gholam Rreza Karimi Pages 27-34

    The energy crises of the current century, led humans to ponder new energy sources. One of the interesting methods is the application of Phase Change Materials (PCMs), which is not only used for the purpose of storing heat energy but also is used for the purpose of heat insulation. Besides their advantages, PCMs may have some limitations such as leaking problems and low thermal conduction coefficient. Thus, adding metallic nanoparticles and shell-core structures can improve their thermal properties. In this research, N-octadecane is chosen as core and methyl methacrylate as a shell to synthesize nanoscale materials with core-shell structure. In this work, instruments including SEM, DSC, TEM, and sonicator have been used. The results of the experiments showed that synthesized phase change materials have a mean 79 nm diameter and have a core-shell structure. On the other hand, slurry nanophase change materials have maintained their thermal properties after many cycles and this can be considered as the main advantage in thermal management of different systems. In summary, it is revealed that PCMs and their composites possess advantages in thermal applications. These materials can have a critical and valuable role in thermal management.

    Keywords: Nano, Phase change materials (PCMs), Nano-composite, Core-shell, Slurry
  • Mehdi Mahmoudian *, Ehsan Nozad Pages 35-46
    In this study, the effectiveness of hybrid epoxy and polyurethane self-healing coatings filled with Linseed oil loaded sub-micron capsules and Benzotriazole as an anticorrosion agent on steel films was investigated. The characteristics of the prepared capsules were perused through FT-IR, FESEM, and TGA techniques for chemical structure, morphology, and thermal stability, respectively. Furthermore, the size distribution of synthesized nanocapsules was studied with DLS technique. The corrosion resistance efficiency of the prepared coatings was investigated with EIS and optical microscopy imaging. In order to reduce the number of experiments and analyzing the obtained data, Taguchi design of experiments and data analysis was used. 52.59% of the encapsulated linseed oil was calculated. The core-shell structure of the capsules was affirmed with FT-IR. The spherical structure and the surface of the capsules were investigated using FESEM technique. The thermal stability of the capsules was determined at about 200°C through TGA. The sizes of the synthesized capsules were determined at about 459 to 719 nm with DLS technique. The better performance of hybrid coatings was confirmed with EIS. The occurrence of self-healing in the place of the scratch was observed using optical microscopy.
    Keywords: sub-micron capsule, Self-healing, anti-corrosion coating, Steel, Taguchi
  • Shahrzad Abdolmohammadi *, Simin Janitabar Darzi, Sheyda Iranfar Pages 47-53
    In this research, spherical ZnO nanoparticles (ZnO NPs) and also ZnO nanoparticles impregnated with Rose Bengal dye (dye/ZnO) were synthesized easily by a new method. The resulting particles with the visible light absorption ability were used as modified photocatalysts for the degradation of phenolic pollutants. ZnO nanoparticles and dye/ZnO were identified with X-Ray Diffraction (XRD) analysis, Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), thermal analysis (TGA/DSC), and UltraViolet-Visible spectroscopy (UV-Vis). The energy gap of dye/ZnO was calculated to be about 2/9eV. Experiments showed degradation of phenol by dye impregnated ZnO nanoparticles under visible light has better efficiency in comparison with the pure ZnO nanoparticles. At the time of 130 minutes, dye/ZnO nanoparticles could degrade approximately 96% of phenol, while the pure ZnO nanoparticles had 10% efficiency at the same time. The mechanism of the reaction is based on the optical excitation of both ZnO semiconductor and dye molecules and then charge transfer.
    Keywords: Dye impregnated, Rose Bengal, Visible light, phenol degradation, ZnO nanoparticles
  • Ali Maleki *, Fereshteh Hassanzadeh Afruzi, MirSaeed Esmaeili Pages 55-66

    In this study, 2-amino-3-cyano-4H-pyran derivatives were prepared through the three‐component condensation reaction between dimedone, aromatic aldehydes, and malononitrile in the presence of magnetic raffinose nanocomposite as green, biocompatible, and heterogeneous catalyst. The desired products were achieved within 10-30 minutes with yields of 80-95 percent. Synthetic nanocomposite has been characterized by conventional methods including Fourier Transforms InfraRed (FT‐IR) spectroscopy, Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis, Scanning Electron Microscopy (SEM) images, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Vibrating Sample Magnetometer (VSM), and X-Ray Diffraction (XRD) pattern. This protocol has advantages such as mild conditions, short reaction times, simple procedure, excellent yields of the products, and purification of the products by chromatography-free methods. The magnetic properties of the nanocomposite caused its easy separation by using the external magnetic field from the reaction mixture then the catalyst was reused at least five times without a significant decrease in its catalytic activity.

    Keywords: Green catalyst, Raffinose, magnetic nanocomposite, 2-Amino-3-cyano-4H-pyran, multicomponent reaction
  • Fatemeh Farjadian *, Soheila Ghasemi, Daryoosh Khalili, Fatemeh Zareh, Mohammad Gholinejad, Bahman Tamami Pages 67-79

    In this study poly(2-vinylpyridine) grafted silica-containing palladium nanoparticle as a heterogeneous and efficient catalytic system is introduced. Initially, acrylamidopropylsilica was prepared with the reaction of aminopropylsilica and acryloyl chloride and then 2-vinylpyridine monomer was grafted onto this functionalized silica by free radical polymerization. Finally, the catalyst was synthesized from the reaction of this polymeric matrix with palladium chloride and subsequent reduction with sodium borohydride. The system was characterized well through various techniques. The presence of functional groups was revealed with FT-IR spectroscopy, the amount of poly(2-vinylpyridine) grafted silica was determined by ThermoGravimetric Analysis (TGA), the amount of palladium on the polymeric matrix was obtained with ICP, Scanning Electron Microscopy (SEM) displayed catalyst morphology,  X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) exhibited the presence of Pd(0) and Transmission Electron Microscopy (TEM) images showed that palladium dispersed through polymer surface in nanoparticle size without any agglomeration. This catalytic system exhibited excellent activity in C-C cross-coupling reactions of aryl iodides, bromides, and also chlorides, with olefinic compounds in Heck-Mizoraki, and with benzylbronic acid in Suzuki-Miyaura reactions. The catalyst was recycled and reused up to seven times in the Heck and Suzuki coupling reaction without considerable loss of activity. Short reaction time along with high yields and easy separation and purification of products from the reaction mixture are among the other advantages of this catalytic system.

    Keywords: heterogeneous, catalyst, palladium nanoparticles, Mizoroki-Heck, Suzuki-Miyaura
  • Nemat Tahmasebi *, Zahra Maleki Pages 81-91
    In recent years, semiconductor photocatalysts have received great research interest for water purification due to their photocatalytic activity under solar light irradiation. In this study, a simple one-step hydrothermal method was used to synthesis a WO3.0.33H2O/BiOCl composite photocatalyst. The products were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), and N2 adsorption-desorption techniques. The photocatalytic properties of samples were investigated by photocatalytic degradation of RhB as a model pollutant under xenon lamp (55 W) and white light LED lamp (30 W) as simulated solar light and visible light sources, respectively. The results indicated that the Bi/W molar ratio has a significant effect on photocatalytic activity. The synthesized sample with Bi/W molar ratio of 1.0 displays the best photocatalytic performance compared with other samples. In the presence of 10 mg of this photocatalyst 80% of RhB solution (60 ml, 10 mg/L) could be degraded in 80 min under simulated solar light irradiation. The results indicated that the higher photocatalytic performance of dye molecules over WO3.0.33H2O/BiOCl composite could be ascribed to its larger specific surface area (26.60 m2/g), lower optical band gap (~2.21 eV) and interaction between WO3.0.33H2O and BiOCl. Also, the radical scavenger experiments exhibit that the holes (h+) and superoxide radicals (•O2) are the main active species in the photocatalytic degradation process of RhB over WO3.0.33H2O/BiOCl composite photocatalyst.
    Keywords: Hydrothemal, WO3.0.33H2O, BiOCl, photocatalyst
  • Daryoush Afzali *, Fariba Fathirad Pages 93-100
    In this work, Pd-Zn bimetallic nanoparticles were synthesized in different atomic ratios via a sonochemical method on pretreatment Vulcan XC-72R carbon. The synthesized structures were characterized by inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy, energy dispersive x-ray, powder X-ray diffractometry, and transmission electron microscopy. Electrocatalysis activity of synthesized nanostructures for ethylene glycol and glycerol as fuel was investigated and compared with monometallic palladium by cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry analysis. Based on the obtained results, the highest and lowest activity in the oxidation process was obtained for Pd2Zn/C and Pd/C, respectively. The investigation of the voltammetric oxidation mechanism of these alcohols on the Pd2Zn/C coated anode indicates that the process is mass controlled and the species diffused into the electrode for oxidation. The results suggest that this bimetallic nanocatalyst is a good candidate as an anodic catalyst for the direct alcohol fuel cells.
    Keywords: Pd-Zn nanocatalyst, Electrooxidation, Fuel cell, ethylene glycol, Glycerol
  • Soghra Farahi, *, Farideh Bahrehbar Pages 101-110
    In this research, first in a sample aza-Michael addition reaction, the catalytic activity of some protic ionic liquids was investigated. The results show that 4-(N,N-dimethylamino)pyridinium acetate had a superior catalytic activity. Then, Michael's addition reaction of different amines with Michael acceptors including n-butyl acrylate, acrylonitrile, and methyl vinyl ketone in the presence of 4-(N,N-dimethylamino)pyridinium acetate under solvent-free conditions at 100 ºC was studied. The reaction of aromatic and aliphatic primary amines with n-butyl acrylate and acrylonitrile was successful and only mono N-alkylated product was obtained. The reaction of morpholine as a secondary aliphatic amine with three Michael acceptors including n-butyl acrylate, acrylonitrile, and methyl vinyl ketone was accomplished very fast.
    Keywords: Protic ionic liquid, 4-(N, N-Dimethylamino)pyridinium acetate, Michael addition reaction, Solvent-free
  • Razieh Razavi, *, Mahbobeh Zahedifar, Seyed Ali Ahmadi Pages 111-117

    Formation processes require relatively low energy. The chemical properties of a molecule, whether in configuration or formally, can affect its reactivity. In this study, the reaction of increasing halogens to an alkene with methyl and carbohydrate substituents in the presence of different nucleobodies, including HCN, HPMe2, and B3LYP / 6-311G and  B3LYP / 6-311G (d, p) HPMePh was investigated and the structural optimization and reactivity parameters of the spatial composition were calculated in different reactions. The results showed that the increase in bromine to cyclohexone with methyl substitutions in the nucleophilic environment of HPMePh is more stable.

    Keywords: stereochemistry, alkene, halogen addition, DFT
  • Leila Hokmabady *, Heidar Raissi Pages 119-129

    The interaction between the 5-fluorouracil anticancer drug and the purine bases of DNA and RNA was investigated by B3LYP method with the 6-311++G** basis set in the gas phase and water, carbon tetrachloride, acetone, and methanol solvents and the geometric parameters, the interaction energy of and the vibrational frequencies associated with hydrogen bonding have been systematically explored. In order to better understand these hydrogen-bonding interactions, Bader’s quantum theory of atoms in molecules was used and the hydrogen bonding energy was calculated by the Spinoza method. Also, single-point calculations were performed using M06-2x method with the same basis set mentioned in carbon tetrachloride and water solutions. The results showed that the interaction energy in this method has increased, but the order of stability of the hydrogen bonding complexes has not changed. It has been determined that strong hydrogen bonds are formed between monomers, which leads to changes in geometric parameters and electron structure of complexes. This subject was confirmed using electron density calculations. Comparison of the intervals and angles of hydrogen bonding showed that the hydrogen bond of N (O) B …H-NFU, in which 5FU acts as a proton donor, is stronger than the OFU … H-NB hydrogen bond. It was also observed that the hydrogen bond in the solvent with a hydrogen bond is weaker than the gas phase and the solvent without hydrogen bonding.

    Keywords: 5-Fluorouracil, adenie, Guanine, DFT, anticancer drugs
  • Zahra Javanshir *, Maryam Razavi Mehr Pages 131-140
    Menthol the most important ingredient in mint and carvacrol essential oil is an important essential nutrient of thyme. Carvacrol and menthol compounds are two important compounds with many medicinal properties, one of their important properties are being antioxidant, which results in the widespread use of these two. The aim of this study was to investigate the structural parameters, HOMO-LUMO energy gap, polarization, hardness, chemical potential, electron density index, and charge of two antioxidant compounds of menthol and carvacrol in the gas phase and in methanol DMSO and dichloromethane solvents. The calculations are performed using the functional density theory with the B3LYP method and using the base set of 6-311G + (d, p). According to the calculations, for menthol and carvacrol compounds the energy gap and hardness are the highest in the DMSO solvent and the lowest in the gas phasewere obtained. The presence of solvent in menthol increased chemical hardness and for carvacrol, the solvent was no significant effect on chemical hardness. A comparison of the chemical potential of menthol and carvacrol compounds showed that the reactivity of carvacrol more than menthol is due to the low chemical potential of carvacrol.The softness and electronaphinity  for menthol in the gas phase were the highest and in carvacrol was not observed a lot of difference in gas and solvent phase.
    Keywords: density functional theory, HOMO–LUMO, Menthol, Carvacrol, Solvent effects
  • MohammadJavad Ebrahimkhani, Hossein Ghannadzadeh Gilani * Pages 141-154

    One of the main processes in the refining industries of the oil industry is the extraction of aromatic hydrocarbons from aliphatic hydrocarbons. Accordingly, accurate prediction of the phase behavior of these systems can improve liquid-liquid extraction.  In this study, the phase thermodynamic behavior of the ternary system of aliphatic and aromatic hydrocarbons with ionic liquids is predicted by the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and the Multilayer Perceptron (MLP)neural network. The model inputs were considered in modeling the liquid-liquid extraction system, the molar ratio of aliphatic, aromatic, and ionic compounds in the feed, as well as the molecular mass of the ions and the temperature of the extraction system, and the model output was the molar ratio. Aliphatic and aromatic compounds in the alkane-rich phase and molar ratio of aromatic compounds and ionic liquids in the iron-rich phase were considered. The design parameters of these neural networks, including the number of neurons and the clustering radius of the MLP and ANFIS networks, were optimized by the genetic algorithm evolution method (GA) in order to improve their prediction accuracy. Comparison of prediction accuracy of ANFIS and MLP networks with experimental data based on statistical parameters R2, RMSD, and MAD for ANFIS model was calculated 0.9999, 0.0190, and 0.0129 respectively and for MLP neural network model was 0.996, 0.0204, and 0.0127 respectively. Also, a comparison was made between the prediction accuracy of ANFIS, MLP networks and the NRTL thermodynamic model for two different liquid-liquid extraction systems, their RMSD for the two extraction systems were 0.0093, 0.0110, and 0.0113, respectively. The results of statistical parameters show that these networks have relatively good accuracy in predicting the thermodynamic behavior of liquid-liquid equilibrium and are an effective method.

    Keywords: Liquid-liquid Extraction, Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), Multi-Layer Perceptron (MLP) neural network, Genetic algorithm (GA), Ionic liquids
  • Hossein Ghannadzadeh Gilani *, Tahereh Jangjooye Shaldehi Pages 155-162

    In the present study, Valeric acid extraction in aqueous two-phase systems polyethylene glycol with a molecular weight of 4000 g / mol and sodium dihydrogen phosphate (NaH2PO4), di-potassium hydrogen phosphate (K2HPO4), and di-ammonium hydrogen phosphate ((NH4) 2HPO4) At temperatures of 35 and 25 degrees Celsius. The effect of salt type and its concentration, temperature, and pH on the formation of an aqueous two-phase system were studied. It was observed that with increasing salt concentration, the distribution coefficient and the percentage of extraction of Valeric acid decreased. The salt type has an important effect on the extraction of Valeric acid so that the sodium salt of dihydrogen phosphate has a higher distribution coefficient(%44) than the other two salts. Also, the extraction of Valeric acid in a lower temperature(Temperature is 25 ° C) environment resulted in a better result. In this study, pH values of 5,6,7,8 were investigated and it was observed that the distribution coefficient of Valric acid would be higher(pH = 5), and the maximum percentage of extraction of Valeric acid for the best salt (sodium dihydrogen phosphate) was obtained up to 50%.

    Keywords: Aqueous two-phase systems, Polyethylene glycol, valeric acid, Distribution Coefficient, Extraction percentage
  • Tahereh Jangjooye Shaldehi, Hadiseh Masoomi, Hossein Ghannadzadeh Gilani *, Helen Hossein Poor Pages 163-170
    Aqueous two-phase systems provide a suitable environment for the separation of biomolecules, because in such systems there is sufficient water at all stages of the process, and on the other hand, the purpose is to isolate biomolecules and maintain their activity. The purpose of this study was to investigate the effective parameters on the extraction of Ascorbic acid with Sulfate salts and Polyethylene glycol polymer in aqueous two-phase systems. The effect of molecular weight of polyethylene glycol (4000 and 8000 g / mol), salts (MnSO4, Na2SO4, MgSO4), salt concentration, and pH effect on the formation of the two-phase system at temperatures of 32, 37, and 42 °C as investigated. The results showed that by increasing the molecular weight of the polymer, the coefficient of isolation and ascorbic acid extraction percentage decreased. Also, increasing the concentration of salt and temperature, the coefficient of isolation, and the percentage of extraction of Ascorbic acid increases. The separation of Ascorbic acid largely depends on the type of salt. MnSO4 salt showed a higher extraction percent (37.4%) than two other salts. The distribution coefficient of Ascorbic acid was found to be higher at (pH = 5), and the maximum Ascorbic acid distribution coefficient for the best salt (MnSO4) was obtained at 0/423.
    Keywords: Aqueous two-phase systems, Ascorbic acid, Polyethylene glycol, Separation Coefficient, Sulfate salts
  • Hakimeh Sharififard *, Zahra Hashemi Sharaki, Asghar Lashanizadegan Pages 171-183
    Today, the separation of various pollutants including heavy metals from industrial wastes is very important. One of the separation methods is adsorption that has attracted great attention in recent years. In this research, cadmium separation from aqueous solution using adsorption onto activated carbon was investigated and mass transfer performed is modeled using a mathematic model. Activated carbon was produced by the chemical activation of grape stalks waste. Identification methods including BET, FT-IR, and SEM were applied to characterize the produced carbon. The effects of process parameters including solution pH, contact time, initial concentration of cadmium, and temperature were evaluated. Results indicated that the adsorption process  is a monolayer process and the adsorption capacity of prepared activated carbon was 142 mg/L. In order to determine the mass transfer parameters, a mat hematical model was presented and the mass transfer coefficients to transfer cadmium ions from the bulk solution to adsorbing onto activated carbon surface were calculated by solving this model. The sensitivity analysis showed that the external mass transfer diffusion and pore diffusion are more important steps. Also, the regeneration and reusability of adsorbent were investigated.
    Keywords: Adsorption, Activated Carbon, Grape waste, Cadmium, Modeling
  • Seyed Hosein Kasiriha, Marzieh Lotfi *, Mojtaba Shafiee Pages 185-195
    In this research, some brake pads have been produced by in situ polymerization method and dispersion of Nano clay (Montmorillonite) in a phenolic resin matrix. They possess a long life besides having a smooth and reliable braking ability. The optimum amount of Nano clay was determined to be 2/5% to prevent Nano clay molding and results in its uniform distribution in the phenolic resin bed, as well as increasing the mechanical properties of the brake pad. According to the results of the tests, in two formulations of the same brake pad, one without a Nano clay and the other containing Nano clay, the bending from 70 MPa to 76 MPa, the hardness of the samples from 83 to 91 (shore A), abrasion of samples from 4.2308 × 10 -7 to 3.8674 × 10-7, and the coefficient of friction from 0.228 to 0.232 have been changed, respectively.
    Keywords: In situ polymerization, Abrasion test, Phenolic Resin, Brake pads, Nano clay
  • Ali Reza Zarezadeh, AmirAbbas Izadpanah *, Shahriyar Osfouri Pages 197-210

    Simplified hard dimer chain theory combined with the perturbed chain statistical association fluid theory (PC-SAFT), which is used for binary systems of normal alkanes by Nasrifar, was developed to carbon dioxide-hydrocarbon, nitrogen-hydrocarbon, and natural gas systems. The parameters m, σ, and ε / k for carbon dioxide, nitrogen, isobutane, and isopentane were calculated. The results showed that for these components, the average absolute error obtained using this equation for the vapor pressure of carbon dioxide, nitrogen, isobutane, and isopentane was 2.7, 0.3, 2.1, and 2.2; and for the saturated liquid volume was 1.2, 1.1, 3.1 and 1.5, respectively. Using kij for correction of dispersion interactions, vapor-liquid equilibrium of carbon dioxide- hydrocarbon and nitrogen-hydrocarbon systems were investigated and the results of this equation were compared with the SAFT and PC-SAFT equations, respectively. The results showed that the model has better performance than these two equations of state. Finally, the model was used to predict the dew point temperature of natural gas mixtures, and for these systems, the error obtained from the prediction of the model was lower than the PR78 equation.

    Keywords: Modeling, Vapor-Liquid Equilibrium, Simplified PC-SAFT-D Equation of state, Natural Gas Mixture
  • Shayan Faghihi, Jamshid Moghadasi *, Mohammad Jamialahmadi Pages 211-223
    One of the most significant current discussions in developed countries is the concern dealing with the emission of anthropogenic Green House Gas(GHG). Carbon Capture and Storage (CCS) is one of the most short- to mid-term trusted remedy method for reducing hazardous acid gas produced in industrial plants. Although deep saline aquifers are good choices in storage of CO2, depleted gas and oil reservoirs could be suitable candidates for either carbon storage or as one of the enhanced gas/oil recovery methods. For a CCS project to be successful, it is essential to evaluate reservoir storage capacity, injectivity, and containment as the chief parameters controlling it. However, so far there have been little investigation, especially on injectivity. This factor is directly controlled by different rock/fluid properties such as absolute and relative permeability. Hence, measurement of relative permeability and end point values are vital in understanding fluid distribution characteristics inside the porous medium.
    Keywords: CO2 Sequestration, Relative permeability, Greenhouse gases, Core flooding
  • Taybeh Ghazvinian, Ahad Ghaemi *, MohammadAmin Sobati Pages 225-236

    In this research, the process of desalting and water removal from crude oil by ultrasonic laboratory scale has been investigated. The effect of main parameters including ultrasonic radiation parameters, the input power of radiation, and radiation time, as well as functional parameters such as temperature and injection rate of emulsion breaker, have been investigated on the removal efficiency of salt and water. The results showed that using ultrasonic waves, the amount of Ahwaz crude oil decreased by 40 ppm emulsion breaker from 471 mg/L to 76.18 mg / l, and water content decreased from 9.19% to 1.1%. The rate of desalinization was 83.38% and the rate of dehydration was 88.03%. The amount of Ahwaz 4 crude oil was reduced by injection of 30 ppm emulsion breaker from 353 mg/L to 49.2 mg/L, and water content decreased from 11.36% to 2%, with a desalting rate of 86.06% and a water abstraction of 82.4% have been. These results were obtained at the highest test temperature of 80 °C and 10 KHz, which, with a near approximation to unit efficiency, reduced the use of the demulsifier. In optimal operating conditions, the results show that ultrasonic radiation can be effective in reducing the desalination of crude oil by reducing the amount of emulsion breaker and increasing process efficiency. Also, the results of the research show that the combination method of ultrasound and emulsion breaker is the best way to use emulsion breaker.

    Keywords: Crude oil, ultrasound beam, suspender breaker, water emulsion in oil, Desaltingn
  • Mojtaba Raji, Amir Dashti, Mashallah Rezakazemi *, Nasibeh Hajilary Pages 237-246
    In this study, modeling and investigation of desulfurization of diesel Isfahan Oil Refinery Company were performed using membrane process. The total sulfur of diesel as feed to membrane module is 6380ppm. In the research, four kinds of membrane including Polydimethylsiloxane, blend of Polydimethylsiloxane with Polyethylene glycol, blend of Polydimethylsiloxane with Polyethersulfone and blend of Polydimethylsiloxane with Polyacrylonitrile are used. The process variables in this research are pump pressure of membrane module (5-9 bar), crosslinking agent concentration (1.5 and 3 wt. %), crosslinking temperature (65-85°ċ), and crosslinking time (0.5-2.5 h). In the modeling procedure, Artificial Neural Network (ANN) and genetic programming (GP) were employed. The Levenberg-Marquardt training algorithm was used to train the ANN. ANN architecture with 6 neurons was determined as optimal architecture. ANN and GP are beneficial tools for predicting the performance of RO with high accuracy (R2=0.93 and 0.89 respectively).
    Keywords: Modeling, artificial intelligence, Artificial neural network, Genetic programming, Membrane, Separation, Desulfurization
  • Valiolah Mousavi, Mahmood Farzaneh Gord, MohammadHossein Ahmadi * Pages 247-257

    Organic Rankine Cycles are appropriate technology for the conversion of low-quality thermal energy to electrical power. In this research, the organic Rankine cycle driven by an evacuated tube collector was studied from energy, exergy, and exergo-economic points of view. Then, various cases such as the temperature and pressure input to the turbine, the temperature difference of the evaporator of the organic cycle, and the solar flux were evaluated. Simulation results show that power energy and exergy efficiency are 45.2 and 9.7 and the amount of work output and total irreversibility are 51.5 and 1291.8, respectively. The solar collector and the storage tank are the most important components from the exergo-economic point of view, due to the high initial cost rate and Exergy destruction. The parametric analysis result shows that the temperature increase in the evaporator has a positive effect on cycle operation and, the increase in pinch point temperature difference of evaporator has a negative effect on cycle operation. From an economic point of view, the increase in evaporator and pinch point temperature difference of evaporator causes the decrease in capital coast rate. Also, the solar radiation change finds to have a positive effect on system operation, based on an exergo-economic point of view, which causes the increase in energy and exergy efficiency.

    Keywords: Exergo-economic, Organic Rankine Cycle, Solar Collector, Thermal storage, parametric study, Renewable energy sources
  • Saman Salehyar, Mansour Shirvani, Ahad Ghaemi * Pages 259-266
    In this research, the separation of silica particles was experimentally investigated using a cyclonic separator with two feed inlets and a rotating body. Experimental experiments were performed using a laboratory-scale cyclone. In the experiments, the effect of operating parameters including particle size ranging from 15 to 40 microns, air velocity of 30 to 70 cubic meters, and cyclone body velocity from zero to 1900 rpm on cyclone efficiency were evaluated. Experimental results showed that the particles grew by about 1 to 2%, an increase of about 3% by 5% and an increase in the body velocity of about 10% by 13% resulted in improved cyclone efficiency. The results also showed that the body time in the direction of the flow of the input stream would reduce about 48% of the cyclone efficiency. The cyclone pressure drop during the period indicated that this number is more in a rotary state than the steady state of the body, but the uniform distribution of pressure does not cause the effect of the pressure drop on the tangible efficiency. The experimental results also show that increasing the discharge and the speed of the cyclone body increases the tangential velocity and, as a result, increases the centrifugal force, which results in increased cyclone efficiency.
    Keywords: Silica Particles, cyclone, Rotating Body, Efficiency, Speed, Air Velocity
  • Hamid Reza Azimi *, Ezatallah Esfandiari, Esmaeil Karimi, Sima Soroush, Sima Nazemi Pages 267-272

    Vitamin A deficiency is a major public health problem worldwide, especially in developing nations, where the availability of foods containing preformed vitamin A is limited. Beta-carotene can be used as a precursor to vitamin A and has an antioxidant effect. The green unicellular flagellate Dunaliella salina is the richest natural source of the carotenoid β-carotene. Carotenoids are a class of pigments that contain beta-carotene. Under stress conditions such as high light intensity, salinity stress, or nutrient starvation, cells of the unicellular alga Dunaliella salina overproduce β-carotene. The most suitable media for the isolated Dunaliella species at lab scale cultivation was found to be modified Johnson media, which gave the highest growth and β-carotene production so that Dunaliella cells were cultivated in an inorganic media (Johnson media). Operating conditions in the salinity stress tests and light stress in incubator shaker, temperature 28 ° C, with light intensity 100 LUX have been used. In this study, 2% (w/v) Salt of Urmia lake, 20% (w/v) Salt of Urmia lake, 20% (w/v) Salt of Urmia Lake with 25 (μM) Thiamine and 2% (w/v) Salt of Urmia Lake with high light intensity, 20% (w/v) Salt of Urmia lake with high light intensity, 20% (w/v) Salt of Urmia lake with high light intensity and 25 (μM) Thiamine on pure samples of microalgae Dunaliella Salina have been applied. Then, Cell Counting, Dry weight, Optical Density, chlorophyll production, Carotenoid, Protein, and accumulation of beta-carotene have been studied.

    Keywords: β-Carotene, Salinity stress, Thiamine, Dunaliella salina
  • Hossein Delavari Amrei *, Zahra Khoobkar Pages 273-281

    The focus of this research is about spectral modification of light using phycocyanin solution for enhancing the growth of microalgae Chlorella sp.. For this purpose, two double-layer flat panel photobioreactor was constructed. In the front layer of the main reactor, microalgae Chlorella sp. was cultivated and the rear layer was filled with phycocyanin solution. In the control reactor (without phycocyanin), the front layer was filled with deionized water instead of phycocyanin solution. Photobioreactors were under the radiation of white LED with the intensity of 490 µmolphoton m-2/s at the temperature of 27±1ºC. Compared to the control system, results showed that biomass productivity (P) and maximum specific growth rate (µmax) increased 75% and 90%, respectively. Also, the content of chlorophyll a was increased, significantly. But lipid content of cells decreased under modified light using phycocyanin.

    Keywords: microalgae, photobioreactor, Phycocyanin, Chlorella, spectral modification