فهرست مطالب

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال چهلم شماره 1 (پیاپی 99، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/20
  • تعداد عناوین: 28
|
  • باقر افتخاری سیس*، غلامرضا گوهری، اصغر محمدی، حسام الدین یونسی عراقی، علی اکبری، محمد کاظم بهرامی، Matthew Paige صفحات 1-9
    در این پژوهش، کمپلکس آهن با کیلاته کننده آلی EDDHA  اصلاح شده سنتز شده و برای تغذیه ریز مغذی آهن به گیاهان مورد استفاده قرارگرفت. با توجه به این که خود مولکول EDDHA به عنوان پرکاربردترین کیلاته کننده آلی آهن برای مصرف های کشاورزی دارای مشکل های مانند قابلیت انحلال بالا بوده و همچنین زیر نور UV تجزیه می شود، در این کار مولکول EDDHA با گروه های آلی اصلاح شد، که نه تنها به سادگی آهن را در اختیار گیاه قرار می دهد، بلکه به خاطر حلالیت پایین نسبت به خود EDDHA، پس از کوددهی با دفعه های آبیاری از خاک اطراف ریشه گیاه حذف نخواهد شد، و برای مدت  طولانی، آهن مورد نیاز گیاه بدون نیاز به کوددهی تامین خواهد شد. همچنین نور UV تابیده شده در پرتو نور خورشید باعث ایزومری شدن مولکول EDDHA شده و سبب از دست دادن آهن می شود، که با اصلاح صورت گرفته بر روی EDDHA، این ماده نسبت به نور UV پرتو خورشید مقاوم شده و آهن خود را حفظ می کند. تاثیر  کمپلکس های تهیه شده بر روی سبزینگی کلروفیل، میانگین طول برگ، میانگین عرض برگ و میانگین ارتفاع گیاه لوبیا مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: EDDHA، ریز مغذی آهن، کمپلکس آهن، هیدروکسی فنیل آمید
  • مهسا برنایی، امیر حیدری نسب*، همایون احمدپناهی، سلیمه کیمیاگر صفحات 11-19
    در این پژوهش،  نانوکامپوزیت اصلاح شده آهن اکسید (Fe3O4) با استفاده از گرافن اکسید آلاییدهبا نیتروژن (Fe3O4/NGO) سنتز شد. برای سنتز نانوذره های مغناطیسی آهن اکسید از روش هم رسوبی استفاده شد. گرافن اکسید آلاییده با نیتروژن به روش هیدروترمال سنتز شد. سنتز نانوکامپوزیت مغناطیسی به روش شیمیایی با پیوند کووالانسی و اتصال گرافن اکسید آلاییده با نیتروژن به نانوذره های مغناطیسی آهن اکسید صورت گرفت. برای مشخصه یابی و تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نانوکامپوزیت به دست آمده، آنالیزهای طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، اسپکتروسکوپی پرتو ایکس انرژی پراکنده (EDX)، وزن سنجی- گرمایی (TGA) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) انجام شد. نتیجه های آنالیزها، سنتز نانوکامپوزیت و آلایش گرافن اکسید (GO)  با نیتروژن را تایید کرد. اندازه ذره های نانوکامپوزیت در بازه ی nm40-20 بود. توزیع یکنواخت نانوذره های آهن اکسید به شکل کروی و بیضوی در تصویرهای FESEM دیده شد. این اندازه کوچک، نانوکامپوزیت سنتز شده را به عنوان کاندید مناسبی برای فرایند فتوکالیستی معرفی می کند.
    کلیدواژگان: اکسید گرافن، نیتروژن، نانوذرات مغناطیسی، نانوکامپوزیت، اکسیدآهن
  • سارا چمنی گوران، غلامحسین شاهوردی زاده* صفحات 21-28
    نانو ساختارهای نوین پلیمر کیوردیناسیونی مس[Cu(DPC)(H2O)3] به روش سونوشیمیایی سنتز شد  لیگاند 6،2- پیریدین دی کربوکسیلیک اسید[H2DPC=. نانو ساختار نوین توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، الگوی XRD، طیف FT-IR ، آنالیز عنصری و طیف UV-Vis شناسایی شد. پایداری گرمایی ترکیب  به وسیله تجزیه وزن سنجی(TG) و تجزیه جز به جز گرمایی (DTA) مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذره های مس(II) اکسید که از کلسیناسیون  مستقیم نانو کمپلکس ها در دماهای 450، 500، 550 و 600 درجه سلسیوس در جو هوا سنتز شده اند دارای ریخت شناسی و  اندازه های گوناگونی در اندازه نانو می باشند. همچنین نانو ذره های مس(II) اکسید توسط ترمولیز نانوکمپلکس  به دست آمده در دمای 180 درجه سلسیوس به روش سورفکتانت اولییک اسید سنتز شداند.
    کلیدواژگان: سونوشیمیایی، نانوذره ها، سورفکتانت، مس (II) اکسید
  • گلشن مرادی، سیروس زین الدینی*، لاله رجبی، فرزاد دبیریان صفحات 29-43
    هدف این پژوهش، ساخت غشای نانوالیافی پلیمری و بهبود ویژگی های سطحی آن به منظور کاهش گرفتگی برای استفاده به عنوان غشای ضد گرفتگی میکرو تصفیه پربازده در تصفیه پساب بود. غشاهای نانوالیافی میکرو تصفیه پلی آکریل نیتریل اصلاح شده از الکتروریسی محلول های پلی آکریل نیتریل دارای نانوذره های بوهمیت با غلظت های 5/0 تا w/w 5% تهیه شدند. اصلاح غشا به وسیله ی نانوذره های آب دوست بوهمیت باعث افزایش آب دوستی سطح غشا و کاهش گرفتگی آن شد. در بین غشاهای ساخته شده، غشای نانوالیافی پلی آکریل نیتریل دارای w/w 3% نانوذره های بوهمیت به عنوان غشای بهینه انتخاب شد که دارای ویژگی های ضد گرفتگی برتر و شار عبوری بالاتر بود. با توجه به نتیجه های به دست آمده، غشای شار بالای ساخته شده که دارای قابلیت گرفتگی پایین بوده می تواند به طور موثری در فرایند های گوناگون تصفیه پساب مورد استفاده قرار بگیرد
    کلیدواژگان: غشا، میکروتصفیه، الکتروریسی، نانوذره های بوهمیت، ضد گرفتگی
  • محمدرضا نظری فر، قاسم راه پیما*، جلیل خضری صفحات 45-53
    در این پژوهش، نانو کامپوزیت پلیمری بر پایه 2-آمینو فنول و تارونه نخل به عنوان یک کاتالیست موثر و ارزان معرفی شد و با موفقیت برای سنتز مشتق های بنزیلیدین بیس (4-هیدروکسی کومارین) استفاده شد. برای تعیین ویژگی های ساختاری کاتالیست از فناوری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد.  به تازگی مشتق های (بنزیلیدین) بیس (4-هیدروکسی کومارین) که دسته ی مهمی از ترکیب های هتروسیکل را شامل می شوند، به دلیل ویژگی های زیستی و دارویی سودمند بسیار موردتوجه قرارگرفته اند. در این پژوهش، روش نوین و کارآمدی برای سنتز این ترکیب ها بر پایه ی واکنش میان 4- هیدروکسی کومارین و آلدهید های آروماتیک گوناگون با استفاده از نانو کامپوزیت پلیمری بر پایه ی 2-آمینو فنول و تارونه نخل به عنوان کاتالیستی ناهمگن با بازده بسیارخوب (84 تا 99 درصد) و در زمان های بسیار کوتاه (2 تا 5 دقیقه) در حلال اتانول و آب (%50) به دست آمد.
    کلیدواژگان: نانو کامپوزیت، 2-آمینوفنول، تارونه نخل، 4-هیدروکسی کومارین، آلدهید های آروماتیک
  • سید حبیب الله کاظمی*، فرزاد روحی، سید حجت الله کاظمی، محمدعلی کیانی صفحات 55-67
    در این پژوهش نانوکامپوزیت های میکرو کروی پلی پیرول و نیکل کبالت اکسید قاصدک شکل به روش هیدروترمال بر روی بستر فوم نیکل سنتز شد و به عنوان ماده الکترودی در ابرخازن ها مورد استفاده قرارگرفت. ریخت شناسی، ساختار و ترکیب نانوکامپوزیت تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، و FT-IR مورد بررسی قرار گرفت. همچنین کارایی الکتروشیمیایی الکترود نیکل کبالت اکسید/پلی پیرول/ فوم نیکل، با روش های ولتامتری چرخه ای، شارژ- دشارژ گالوانواستاتیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مطالعه شد. الکترود تهیه شده ظرفیت بالای  F/g2342 در دانسیته جریان  Ag33/2 و پایداری چرخه ای خوب 79 درصد بعد از 2500 چرخه را در سامانه ی سه الکترودی  از خود نشان داد. همچنین برای بررسی رفتار واقعی الکترود تهیه شده، یک سامانه دو الکترودی متشکل از الکترود مثبت (نیکل کبالت اکسید/پلی پیرول/ نیکل فوم) و الکترود منفی (گرافن کاهش یافته/ نیکل فوم) و یک جدا کننده ی سلولوزی ساخته شد. سامانه ی ساخته شده ظرفیت بالای  F/g 186 در دانسیته جریان F/g 8/1به همراه پایداری چرخه ای 80 درصد پس از 1500 چرخه را از خود نشان داد. نتیجه های به دست آمده الکترود تهیه شده را کاندید مناسبی برای ساخت ابرخازن با کارایی بالا معرفی می کند.
    کلیدواژگان: ابرخازن، نیکل کبالت اکسید، پلی پیرول، هیدروترمال
  • هانیه قربانی جعفربیگلو، محبوبه قهرمانی نژاد*، مهدی نیکنام شاهرک صفحات 69-81
    بدون شک، شکل گیری همه ویژگی های یگانه نانوساختارهای چارچوب ایمیدازولی زیولیتی(ZIF) وابسته به روش سنتز مناسب و کامل آن ها است. در این پژوهش، یک روش آسان و مناسب، با استفاده از یک نوع  از حلال های سبز مایع یونی با نام حلال بسا زود گداز مبتنی بر کولین کلرید، و بدون صرف انرژی بالا در دمای اتاق برای سنتز چارچوب ایمیدازولی زیولیتی-8 (ZIF-8) ارایه شد. اثر پارامترهای عملیاتی گوناگون موثر بر سنتز ساختار یادشده مانند نسبت نمک به اتصال دهنده، دما، امواج فراصوت و نوع مایع یونی نیز ارزیابی شد. همچنین برای ارزیابی عملکرد جاذب سنتز شده در میزان جذب کربن دی اکسید ، هم دما های تعادلی این گاز در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان می دهد، ظرفیت جذب کربن دی اکسید بر روی جاذب ZIF-8 سنتز شده با مایع یونی در فشار 1 و 14 بار از شرایط دلخواهی برخوردار بوده و در دمای محیط به ترتیب برابر 27/0 و 4/4 میلی مول بر گرم می باشد.
    کلیدواژگان: جذب کربن دی اکسید، مایع یونی، چارچوب ایمیدازولی زئولیتی- 8، نانوذره ها، سنتز سبز
  • علی رضا نیکویی فرد، علی رضا حکیمی فرد*، نعمت طهماسبی، حمزه معیری صفحات 83-95
    در این کار، نانو مواد MnSb2O6 با استفاده از روش حالت جامد تک مرحله ای در دمای 800 درجه سلسیوس در زمان واکنش 8  ساعت، با استفاده از مواد اولیه Sb2O3، MnCl2 و Mn(NO3)2 سنتز شد. مواد اولیه مورد نیاز به منظور سنتز نانو مواد آلاییده نیز شامل Gd2O3, Tb2O3 و Ho2O3 بودند. آنالیز ریتولد به منظور بررسی نوع فاز بلوری سنتز شده، درصد خلوص و بقیه پارامترهای کریستالوگرافی مواد سنتز شده استفاده شد. مشخص شد که مواد سنتز شده دارای فاز اصلی MnSb2O6 با ساختار بلوری تری گونال و گروه فضایی P321 می باشند. تصویرهای SEM به منظور بررسی ریخت شناسی نانو مواد سنتز شده استفاده شد. مقدارهای انرژی شکاف نوار مستقیم نانو مواد سنتز شده نیز با استفاده از طیف های جذبی به دست آمد. داده ها نشان دادند که این مقدارها برای MnSb2O6 و نمونه های آلاییده با Gd3+، Tb3+ و Ho3+ به ترتیب برابر با 85/1، 90/1، 98/1 و 01/2 الکترون ولت می باشد. داده های به دست آمده از آنالیز پراش پرتو X  نشان دادند که در اثر آلایش یون های لانتانیدی در سامانه بلوری، پارامتر سلولی و در نتیجه حجم سلول واحد تغییر خاصی نکرده است. این بدان معنی است که یون ها وارد روزنه بزرگ تر در شیکه بلوری شده اند. تصویرهای FESEM  نشان دادند که ذره های MnSb2O6 سنتز شده دارای شکل چند وجهی می باشد. کارایی کاتالیستی نمونه MnSb2O6 سنتز شده برای تخریب مالاشیت سبز (MG) در محلول آبی تحت نور UVC با توان 18 وات مورد بررسی قرار گرفت. فاصله بین سطح محلول و نور لامپ 30 سانتی متر بود. بازده تخریب در شرایط بهینه  (7/0 میلی لیتر H2O2، 03/0 گرم کاتالیست و 58 دقیقه زمان واکنش) برابر با 81 درصد بود. حجم و غلظت رنگدانه 100 میلی لیتر و ppm 60 بود.
    کلیدواژگان: آلایش، حالت جامد، منگنز آنتیمونات، ویژگی های نوری، ساختار بلوری
  • حسن پهلوانزاده*، مهدی بنوفاطمه صفحات 97-113
    در این پژوهش حلالیت گاز کربن دی اکسید در مخلوط حلال های 2-آمینو2-متیل پروپانول (AMP) و آمینواتیل اتانول آمین (AEEA) در فشار جزیی kPa25/0 تا kPa85/0 و دمای بین C•30 تا C•60 اندازه گیری شد. اندازه گیری ها نشان داد که میزان بارگذاری گاز کربن دی اکسید در محلول های آبی %30 وزنی (AMP)%20+(AEEA)%10 و (AMP)%15+(AEEA)%15 در مقایسه با محلول آبی %30 وزنی AMP به ترتیب به میزان %5/5 و %9/10 افزایش داشته است. هم چنین رفتار این سامانه توسط مدل یونیکواک توسعه یافته ((E-UNIQUAC موردبررسی قرارگرفته و انرژی برهم کنش اجزای گوناگون سامانه چهارجزیی 2CO-AEEA-AMP-O2H بهینه سازی شد. برای مدل سازی این سامانه چهار جزیی، نخست پارامتر انرژی برهم کنش اجزای گوناگون دو سامانه سه جزیی 2CO- AMP-O2H و 2CO-AEEA-O2H بهینه شده و سپس میانگین خطای نسبی محاسبه فشار جزیی گاز کربن دی اکسید در این دو سامانه به ترتیب %23/19، %9/12 به دست آمد. در پایان نیز انرژی برهم کنش اجزای گوناگون سامانه چهار جزیی 2CO-AEEA-AMP-O2H بهینه شده و میانگین خطای نسبی محاسبه فشارجزیی گاز کربن دی اکسید در این سامانه چهارجزیی نیز % 54/17 به دست آمد.
    کلیدواژگان: حلالیت گاز کربن دی اکسید، یونیکواک توسعه یافته، 2-آمینو2-متیل پروپانول، آمینواتیل اتانول آمین
  • زهرا رستگار، احد قائمی*، منصور شیروانی صفحات 115-126
    فناوری جذب شیمیایی به طورگسترده در صنعت، برای حذف کربن دی اکسید از گاز احتراق و همچنین شیرین سازی گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد. برای رشد این روش، توسعه و شناسایی جاذب های بهینه به منظور جذب بیش تر و کاهش انرژی جذب، لازم می باشد. محلول های آبی هیدروکسیدهای فلزهای قلیایی به دلیل نیاز به انرژی پایین و سازگاریشان با محیط زیست در مقایسه با جاذب های آمینی، مورد توجه پژوهشگران قراردارند. در این پژوهش از پتاسیم هیدروکسید برای جذب کربن دی اکسید استفاده شد. در آزمایش های جذب تاثیر دور همزن و دما بر روی میزان جذب کربن دی اکسید توسط محلول آبی پتاسیم هیدروکسید در یک راکتور هم زن دار مورد مطالعه قرارگرفت. نتیجه ها نشان داد که با افزایش دور همزن از rpm50 تا rpm150 میزان بارگیری، درصد جذب و شار انتقال جرم کربن دی اکسید به ترتیب 33%، 32% و 36% افزایش می یابند ولی افزایش دور همزن بیش از این مقدار تاثیری بر میزان جذب نخواهد داشت. افزایش دما نیز در بازه ی ºC22-65 با فشار 6 بار، غلظت 2/1 مول بر لیتر و دور همزن rpm150 انجام شد و دیده شد که افزایش دما تا نیمه های فرایند جذب باعث افزایش بارگیری، درصد جذب و شار جذب کربن دی اکسید شد ولی میزان تعادلی این پارامترها با افزایش دما به میزان کمی کاهش یافت. در واقع با افزایش دما از ºC 22 به ºC 65 میزان بارگیری، درصد جذب و شار انتقال جرم تعادلی به ترتیب 15%، 2/4% و 13% کاهش یافتند.
    کلیدواژگان: جذب شیمیایی، کربن دی اکسید، پتاسیم هیدروکسید، دور همزن، دما
  • سولماز علی وردی پور، محمد شکوهی*، حسین سخائی نیا صفحات 127-146
    فناوری محلول های آبی الکانول آمین در زمره روش های بسیار مهم در تصفیه گاز طبیعی می باشند. آب با قطبیت و ثابت دی الکتریک بالا محیطی را برای واکنش شیمیایی آلکانول آمین ها با گازهای اسیدی به وجود می آورد. این گونه محلول ها در کنار برتری هایشان به طورعموم دارای دو عیب اساسی نیز می باشند. آن ها حلال های مناسبی برای جذب مرکاپتان ها نیستند و به علت گرمازایی واکنش گازهای اسیدی با محلول آلکانول آمین گرمای زیادی برای بازیافت محلول در برج دفع نیاز است و درنتیحه آن به علت دمای بالای برج دفع احتمال اثرهای جانبی مانند تخریب و تجزیه محلول بالاتر می رود. امروزه افزودن حلال فیزیکی (سولفولان یا N متیل پیرولیدون) و تشکیل یک حلال هیبریدی (آب + آلکانول آمین + حلال فیزیکی) به منظور جذب هم زمان گازهای اسیدی و مرکاپتان ها مورد توجه قرار گرفته است. در کار حاضر حلالیت گاز اسیدی H2S را در حلال هیبریدی (H2O-MDEA-SFL) و غیرهیبریدی (H2O-MDEA) با استفاده از مدل e-Pitzer و داده های موجود در مقاله ها مدل شد و با بهره گیری از معادله گیبس-هلمهولتز، آنتالپی جذب H2S در هر دو حلال هیبریدی و غیر هیبریدی  محاسبه شد و اثر افزایش سولفولان در میزان تغییر آنتالپی جذب گازهای اسیدی در بازه فشارهای کم تا متوسط مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد مدل مورد نظر با دقت خوبی (متوسط خطای نسبی % 4/5) توانایی پیشگویی داده های حلالیت برای سامانه های حلال هیبریدی را دارد و همچنین در بازه فشارهای پایین تا متوسط، افزایش سولفولان  به عنوان حلال فیزیکی نمی تواند اثر چشمگیری در میزان آنتالپی انحلال گاز هیدروژن سولفید در حلال آب-متیل دی اتانول آمین  داشته باشد.
    کلیدواژگان: آلکانول آمین، سولفولان، حلال هیبریدی، مدل الکترولیت پیتزر، معادله گیبس-هلمهولتز، آنتالپی
  • مجید حسنی سردارآبادی، معصومه میرزایی* صفحات 147-156
    حذف یون مس (II) از محلول های آبی با استفاده از جاذب ساخته شده ی هیدروژل پلیمری سدیم آلژینات/زیولیت/کیتوزان انجام شد. نخست آزمایش ناپیوسته برای تعیین ضریب نفوذ به انجام رسید. سپس  یک ستون با خوراک دهی شعاعی برای آزمایش های پیوسته طراحی و ساخته شد. آزمایش پیوسته با غلظت mg/L500  یون مس (II) ، نرخ جریان mL/min  16 و شعاع ذره های mm 5/1 در مدت  97 دقیقه انجام شد. در ادامه معادله های انتقال جرم و نفوذ در ذره های کروی به طور هم زمان برای بستر استخراج و حل شد. پروفیل غلظت خروجی بستر بر حسب زمان از این مدل به دست آمد و برای اعتبار سنجی با نتیجه های آزمایشگاهی مقایسه شد. نتیجه ها نشان داد که خطای مدل در %8/9 است. سپس اثر پارامتر های گوناگونی از جمله غلظت (350 ،500 ، mg/L 700)، نرخ جریان (30 ، 16 ، mL/min  5/7) و شعاع (1، 5/1 و mm 2) توسط مدل بررسی شدند. با توجه به نتیجه های مدل با افزایش غلظت اولیه، طول عمر بستر از 70 دقیقه به 77 دقیقه افزایش یافت؛ با افزایش نرخ جریان، این زمان از 167دقیقه به 37 دقیقه کاهش یافته و با افزایش شعاع، تغییر محسوسی نداشت.
    کلیدواژگان: جذب سطحی، یون مس (II)، هیدروژل، خوراک دهی شعاعی
  • امیر حسین دولت زاده خیاوی، رضا حاج محمدی*، حسین امانی، هادی سلطانی صفحات 157-164
    خاک آلوده به نفت خام سنگین افزون بر این که زندگی گیاهان و جانوران خاکی را تحت تاثیر قرار می دهد بلکه زندگی آبزیان را نیز در برابر خطر قرارمی دهد. فلزهایی مانند نیکل، کروم، سرب، وانادیوم و کادمیوم در فرایندهای استخراج نفت خام وارد خاک شده  و به این ترتیب اثرهای مخرب زیست محیطی با خود به دنبال دارد. در این پژوهش حذف فلزهای سنگین سرب، نیکل و کروم از خاک آلوده به نفت خام توسط فعال کننده سطحی زیستی ساپونین بررسی شد. نتیجه ها نشان داد با افزایش غلظت ساپونین درصد حذف فلزها افزایش پیدا کرد. به طوری که  در غلظتg/L3 از ساپونین بازده حذف فلز نیکل، کروم و سرب به ترتیب 73% ، 58% و 43% بود. افزایش pH  تا 10 و دما تا 75 درجه سلسیوس اثر منفی بر بازده حذف فلزها داشت. همچنین نتیجه ها نشان داد  شرایط بهینه برای حذف فلزهای نیکل، کروم و سرب دمای ºC25، pH برابر عدد 4 و غلظت فعال کننده سطحی زیستی ساپونین g/L3 می باشد. در مقایسه با فعال کننده سطحی شیمیایی SDS در شرایط بهینه و در مش بزرگ با اندازه  µm850   بازده ساپونین بیش تر از SDS برای فلزهای نیکل و کروم بود. با توجه به نتیجه های به دست آمده از این پژوهش می توان از فعال کننده سطحی زیستی ساپونین به جای استفاده از فعال کننده های سطحی شیمیایی از منظر فرایند های زیست محیطی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، حذف زیستی، ساپونین، فلزهای سنگین، نفت خام
  • حمیدرضا غفوری طالقانی*، امین درویشی صفحات 165-174
    هدف از این پژوهش حذف فلز سنگین کبالت از پساب پتروشیمی شهید تندگویان واقع در منطقه ویژه اقتصادی ماهشهر با استفاده از روش زیستی می باشد. نخست پساب سنتزی استات کبالت  به منظور بهینه سازی پارامترهای pH، دما، زمان تماس و غلظت زیست توده مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای بهینه در فرایند جذب زیستی، برای حذف کبالت، زمان تعادل 60 دقیقه، دما °C 25، دوز جاذب 10% حجمی و pH برابر 5/5، تعیین شد. پس از مشخص شدن نقطه بهینه متغییرها، آزمایش ها با پساب واقعی شرکت پتروشیمی شهید تندگویان انجام شد. بیش ترین درصد حذف 80% و بیش ترین ظرفیت جذب برابرmg/g  2/88 به دست آمد. هم دما های جذب گوناگونی از جمله لانگمیر، فروندلیچ، تمکین مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت که بهترین مدل تطبیق یافته با داده ها، مدل تمکین بود، همچنین مدل های سینتیکی گوناگون برای توصیف داده های سینتیکی به کار رفتند که مدل سینتیکی شبه درجه دوم با نتیجه ها منطبق بود. مطالعه های ترمودینامیکی نشان داد فرایند خود به خودی و گرماگیر است. سرانجام نتیجه های این پژوهش نشان داد مخمر سایکرومایسیس سرویزیه پتانسل بسیار بالایی برای حذف فلزهای سنگین  از پساب شرکت پتروشیمی دارد و با توجه به زیست سازگاری فرایند بهترین گزینه برای حذف این آلاینده ها به شمار می رود.
    کلیدواژگان: کبالت، جذب زیستی، ساکرومایسیس سرویزیه، زیست فناوری، پساب پتروشیمی
  • مهرزاد فیلی زاده*، فرید عطار، منصور فیلی زاده، سید توفیق برارپور، سید محمد اسماعیل ذاکری صفحات 175-185
    در این پژوهش، اثر متقابل فتوکاتالیست و هیدروژن پراکسید در تابش طبیعی خورشید، در تجزیه آلاینده ی صنعتی  2-نیتروفنول بررسی شد. برای این منظور، از نانو فتوکاتالیستTiO2   (P25) استفاده شد و اثر پارامترهای گوناگونی شامل غلظت  نانو فتوکاتالیست، غلظت هیدروژن پراکسید و استفاده ‎ی همزمان از فتوکاتالیست و هیدروژن پراکسید بر روی درصد حذف  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد، نقطه ی بهینه ی غلظت نانو فتوکاتالیست و هیدرون پراکسید، زمانی که هر یک به تنهایی برای حذف 2-نیتروفنول مورد استفاده قرار گیرند،  به ترتیب 1000 میلی گرم بر لیتر و 200 میلی مولار است. همچنین مشخص شد، در واکنش‏ های حذف خورشیدی آلاینده 2-نیتروفنول نرخ حذف توسط هیدروژن پراکسید به تنهایی می تواند بیش تر از این نرخ توسط P25  باشد. از  سوی دیگر، استفاده ی همزمان از این دو ماده در بهبود بازده ی حذف آلاینده موثر بوده و موجب کاهش غلظت بهینه ی (موردنیاز از) آن ها می ‎شود. با این حال، غلظت های بالای هیدروژن پراکسید، به دلیل وجود اثر مخرب مقدار اضافی آن، باعث کاهش بازده می شود. در حالت بهینه نهایی، غلظت  P25 و هیدروژن پراکسید، به ترتیب 750 میلی گرم بر لیتر و 150 میلی مولار به دست آمد و در این نقطه، درصد حذف 2-نیتروفنول، پس از تنها یک ساعت تابش نور خورشید، به 95 درصد رسید.
    کلیدواژگان: 2-نیتروفنول، حذف خورشیدی، نانوفتوکاتالیست، هیدروژن پراکسید، اثر متقابل
  • الناز عسکری، امین بازیاری*، سید مهدی علوی املشی صفحات 187-196
    در این پژوهش، عملکرد کاتالیست های تنگستن بر پایه ی آلومینا با درصدهای وزنی گوناگون تنگستن که به روش تلقیح خشک سنتز شده بودند، در فرایند گوگردزدایی اکسایشی مورد بررسی قرارگرفت. در میان کاتالیست های سنتز شده، کاتالیست 20% وزنی تنگستن بیش ترین میزان تبدیل دی بنزوتیوفن را از خود نشان داد و  این کاتالیست در شرایط دمایی 80 درحه سلسیوس، با نسبت جرمی سوخت مدل به کاتالیست برابر 100 و نسبت مولی  5=O/S ، در مدت زمان 60 دقیقه توانست به میزان تبدیل 100% دست یابد. سپس تاثیر سریم بر عملکرد کاتالیست در این فرایند بررسی شد و میزان تبدیل در مدت زمان 60 دقیقه به 67% رسید. در پایان نیز تاثیر حضور ترکیب های رقابت کننده درکنار کاتالیست بهینه تنگستن بر پایه آلومینا و همچنین اثر اکسیدکننده های ترشیری بوتیل هیدروپروکسید و هیدروژن پروکسید بر عملکرد گوگردزدایی مورد بررسی قرار گرفت. از فناوریهای تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، جذب و دفع نیتروژن (N2 adsorption-desorption) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)  برای تعیین مشخصه و جستجوی رابطه ساختار- عملکرد این نانوساختارها استفاده شد.
    کلیدواژگان: کاتالیست، گوگردزدایی، اکسایشی، تنگستن، سریم، آلومینا
  • علی حسین کیانفر*، نیره میرحیدری، محمدامین آرایش صفحات 197-210

    برای حذف و کاهش پارانیتروفنول از آب های آلوده و پساب های صنایع مطالعه های بسیاری انجام شده است و از روش های گوناگون مانند جذب، اکسایش کاتالیستی، الکتروفنتون، الکتروشیمیایی، تخریب میکروبی و غیره استفاده شده است ولی این روش ها مشکل هایی از جمله حساسیت کم، هزینه ی بالا، نیاز به شرایط دمایی ویژه و مدت زمان طولانی دارند. یکی از روش های مورد توجه دانشمندان در سال های اخیر هیدروژن دارکردن کاتالیستی پارانیتروفنول و تبدیل آن به مشتق آمینوفنول است. از همین رو در این پژوهش تلاش شد تا با ساخت نانوکاتالیست های ناهمگن، ماده سمی و سرطان زای پارانیتروفنول به مشتق پاراآمینوفنول آن کاهش داده شود. بدین منظور  (سالیسیلیدن 2-آمینوتیوفنول L1= و سالیسیلیدن2-آمینوفنول L2 =)کمپلکس های [NiLx(DMF)] و [NiLx(PPh3)] بر روی بستر تیتانیوم دی اکسید قرار داده شد. نانوکاتالیست به دست آمده با فناوری های طیف سنجی فروسرخ (IR) ، میکروسکوپ الکترونی (FE- SEM)، طیف سنجی EDX/Mapping، پراش پرتوایکس پودری (XRD) و پلاسمای جفت شده ی القایی (ICP) مورد شناسایی قرارگرفتند. در ادامه به منظور بررسی انجام واکنش کاهش پارانیتروفنول  به پاراآمینوفنول در حضور سدیم بورهیدرید به عنوان عامل کاهنده و در دما و فشار محیط نانوکاتالیستی مورد استفاده قرارگرفت. واکنش مورد نظر با استفاده از طیف سنجی مریی- فرابنفش دنبال شد. براساس نتیجه های به دست آمده در حضور نانوکاتالیست /TiO2[NiL1(pph3)] واکنش در مدت زمان 8 دقیقه و با مقدار s-1 0053/ k = پایان می پذیرد.

    کلیدواژگان: کمپلکس های نیکل (II)، تیتانیوم دی اکسید، پارانیتروفنول، پاراآمینوفنول، واکنش کاهش
  • کلثوم ملکشاهی فر، احسان علی پناهی، بهروز بیاتی* صفحات 211-222
    در این مطالعه، با استفاده از روش تجربی و شبیه سازی دینامیک مولکولی به بررسی عملکرد ماده فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات در کاهش کشش بین سطحی آب و نفت که در ازدیاد برداشت مهم است پرداخته شد. برای این منظور، کشش بین سطحی محلول آب و قطره دودکان در دو حالت بررسی شد که در حالت اول، محلول تنها شامل مولکول های آب و دودکان بود و در حالت دوم ماده فعال سطحی سدیم دودسیل سولفات به محلول افزوده شد. در حالت دوم سامانه ها به دو صورت انجام شد که در یکی سامانه ای که 32 مولکول ماده فعال سطحی، 120 مولکول دودکان و 800 مولکول آب داشت با عنوان سامانه (SDS1) معرفی شد، کشش بین سطحی(IFT) این سامانه از mN/m 83 /54 به mN/m 32/7 کاهش یافت و سامانه ای که در آن تعداد مولکول های آب و دودکان نصف شده بودند، یعنی 60 مولکول دودکان و 400 مولکول آب ولی با همان تعداد مولکول ماده فعال سطحی یعنی 32 مولکول که با عنوان سامانه (SDS2) معرفی شد، کشش بین سطحی از mN/m 06/59 بهmN/m  28/8 کاهش یافت. یافته ها نشان داد که در حالت دوم، افزودن ماده فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات به محلول آب و دودکان موجب کاهش کشش بین سطحی می شود، از سویی با بررسی و مقایسه تعداد مولکول های هر دو سامانه SDS1 و SDS2 در حالت دوم دریافت شد که نسبت مولکول ها در روند کاهش کشش بین سطحی تاثیر دارد. طبق یافته ها، هرچه تعداد مولکول های ماده فعال سطحی نسبت به آب و آلکان بیش تر باشد، کاهش کشش بین سطحی آن بیش تر است. همچنین برای بررسی اثر غلظت ماده فعال سطحی در تعداد ثابت آب و آلکان (16 مولکول ماده فعال سطحی، 120 مولکول دودکان و 800 مولکول آب)، شبیه سازی مولکولی انجام شد (SDS3). نتیجه ها نشان داد که کشش بین سطحی به mN/m 66/12 کاهش یافت. که عملکرد کم تری نسبت به حالت SDS1 دارد.
    کلیدواژگان: کشش بین سطحی، ماده فعال سطحی آنیونی، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • بهاره معتقدی، رضا جهانمردی* صفحات 223-234
    هدف این پژوهش دستیابی به فرمولاسیون یک افزودنی برای تولید فیلم های پلی پروپیلن اکسازیست تخریب پذیر بود. افزودنی یادشده می بایست طی دوره ی عمر مفید فراورده، ویژگی های آن را حفظ نماید و پس از سپری شدن این دوره، به سرعت موجب تخریب اکسایشی فراورده شود به طوری که بتواند در طبیعت توسط ریزجانداران به عنوان منبع غذایی مورد استفاده قرارگیرد. رفتار اکسایش گرمایی فیلم های نازک پلی پروپیلن (با ضخامت 50± 250 میکرومتر) دارای غلظت های وزنی گوناگون از ضداکسنده ی فنولی تجاری 1010 و منگنز استیارات، به عنوان مشوق اکسایش، در هر دو حالت مذاب و جامد مورد مطالعه قرارگرفت. پایداری گرمایی-اکسایشی در حالت مذاب با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی مورد بررسی قرارگرفت. برای بررسی پایداری گرمایی-اکسایشیدر حالت جامد، آزمایش کهنه شدن در آون در دمای  °C90 و سپس اندازه گیری تغییر شاخص کربنیل، ویژگی های کششی، شاخص جریان مذاب و چگالی بر روی نمونه ها انجام شد. نتیجه های آزمون های گوناگون نشان داد که با تغییر نسبت غلظت های منگنز استیارات به ضداکسنده می توان پایداری پلیمر را در هر دو حالت مذاب و جامد تغییر داد. بر این اساس، نشان داده شد که نمونه ی دارای 1/0 درصد وزنی منگنز استیارات  و 35/0 درصد وزنی ضداکسنده ی 1010 پایداری مطلوبی درهر دو حالت مذاب و جامد دارد و همچنین، پس از یک دوره ی مشخص پایداری در حالت جامد، می تواند به سرعت متحمل اکسایش گرمایی شود. بنابراین، نتیجه گیری شد که این فرمولاسیون می تواند برای طراحی فراورده ای اکسازیست تخریب پذیر به کارگرفته شود که افزون بر دارا بودن پایداری دلخواه هنگام فراوری مذاب و در زمان مصرف به عنوان یک فیلم، بتواند پس از طی عمر مفید، به سرعت دچار تخریب گرمایی-اکسایشی شده و برای تخریب زیستی نهایی آماده شود.
    کلیدواژگان: اکسازیست تخریب پذیر، اکسایش گرمایی، پلی پروپیلن، منگنز استئارات
  • مصطفی عطایی، ویدا جدائیان*، مسعود میرزائی شهرابی، امیرشکوه سلجوقی، احمد قلی زاده صفحات 235-247
    در این پژوهش، سه کمپلکس کویوردیناسیونی از کبالت و منگنز بر مبنای استراتژی سنتز لیگاند مخلوط از واکنش پیریدین-N-اکسید- 6،2-دی کربوکسیلیک اسید به عنوان لیگاند اصلی و لیگاندهای نیتروژن دهنده به عنوان لیگاند کمکی سنتز شدند. سپس این کمپلکس ها به وسیله ی فناوری های دمای ذوب، طیف سنجی فروسرخ (IR)، تجزیه ی عنصری (CHN)، تجزیه ی وزنی- گرمایی (TGA-DTA) مورد شناسایی قرار گرفتند و بر این اساس، فرمول های بسته و ساختاری برای ترکیب های 1-3 پیشنهاد شد. هم چنین، به وسیله ی آنالیز پراش پرتوی X  پودری (PXRD) و با استفاده از نرم افزار Fullprof پارامترهای سلول واحد هریک از این ترکیب ها معین شد. در ادامه، سمیت سلولی این سه کمپلکس به منظور ارزیابی فعالیت ضدتکثیری آن ها بر روی رده های سلولی HeLa  (سرطان دهانه ی رحم)، MCF-7 (سرطان سینه انسانی)، HT-29 (سرطان روده بزرگ انسانی)، K-562 (سرطان سلول های میلوییدی خون انسان)، Neuro-2a (نوروبلاستوما موشی) و L929 (رده سلولی فیبروبلاست موشی، سلول نرمال) با آزمون سمیت سلولی (MTT assay) بررسی و با استفاده از سیس پلاتین  به عنوان مرجع، مقایسه شد. نتیجه های به دست آمده سمیت سلولی بیش تری را برای کمپلکس های 2 و 3 در برابر رده های سلولی MCF-7 و HT-29، در مقایسه با داروی سیس پلاتین نشان دادند.
    کلیدواژگان: مهندسی بلور، پیریدین- N-اکسید-6، 2-دی کربوکسیلیک اسید، کمپلکس کوئوردیناسیونی، لیگاند مخلوط، مطالعه ی ضدتکثیری، پراش پرتو X پودری
  • سپیده سمیعی*، سمیرا تقواییان صفحات 249-259
    در این پژوهش با استفاده از محاسبه های نظریه تابعیت چگالی (DFT) و روش چگالی وابسته به زمان (TD-DFT) ویژگی های ساختاری، الکترونی و نوری کمپلکس های مخلوط دی ایمین-دی تیولات با فرمول عمومی [M(diimine)(dithiolate)]  (فلز = نیکل، پالادیم و پلاتین، دی ایمین = فنانترولین (phen)، دی تیولات = 1، 2-دی بنزن دی تیولات (bdt) و مالیونیتریل دی تیولات (mnt)) گزارش شده است. همچنین آنالیز اوربیتال طبیعی پیوندی (NBO) برای بررسی دقیق تر ویژگی های ساختاری کمپلکس های مورد نظر انجام شد. نتیجه ها نشان می دهد که خصلت کوالانسی پیوند فلز−گوگرد از فلز−نیتروژن بیش تر بوده و قطبش پذیری همیشه از سمت اتم گوگرد در این پیوند انجام می شود. طیف جذبی این کمپلکس ها به وسیله روش چگالی وابسته به زمان با مدل زنجیره های قطبیده (PCM) انجام شد. نتیجه های به دست آمده بیانگر این است که لیگاند bdt و فلز پلاتین شدت جذب را افزایش داده و می تواند سبب جا به جایی قرمز کل پیک جذبی شود. همچنین این کمپلکس دارای بیش ترین دریافت بازده نوری (LHE) است. در مجموع، این مطالعه می تواند برای کمپلکس های دی ایمین-دی تیولات با ترکیبی مناسب از یون های فلزی و لیگاندها گسترش یابد تا به عنوان سلول های خورشیدی حساس شده به رنگ بررسی شود.
    کلیدواژگان: کمپلکس دی ایمین-دی تیولات، تئوری تابع چگالی، تئوری تابع چگالی وابسته به زمان، دریافت بازده نوری
  • محمد فارسی*، هانی جوکاری، محمدرضا رحیم پور صفحات 261-272
    هدف از این پژوهش، مدل سازی و بهینه سازی چندهدفه راکتورهای بستر متحرک هیدروژن زدایی از پروپان با در نظر گرفتن افت فعالیت کاتالیست می باشد. این فرایند از چهار راکتور آدیاباتیک متوالی با جریان شعاعی تشکیل شده است که گاز در راستای شعاع و کاتالیست بر اساس نیروی ثقل در جهت محور راکتورها حرکت می کنند. نخست راکتورهای هیدروژن زدایی بر اساس معادله های بقای جرم و انرژی و با در نظر گرفتن افت فعالیت کاتالیست به صورت ناهمگن مد ل سازی شدند. برای اثبات صحت و دقت مدل مورد استفاده، نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی با نتیجه های واحد صنعتی مورد مقایسه قرار گرفت. در مرحله بعد شرایط بهینه عملیاتی سامانه با در نظر گرفتن دمای ورودی به هر راکتور به عنوان متغییر تصمیم گیری و با هدف بیشینه شدن هم زمان میزان تبدیل پروپان و انتخاب پذیری تولید پروپیلن تعیین شد. در این راستا یک مسئله بهینه سازی چند معیاره همراه با قیود برنامه ریزی شده و منحنی بهینه پرتو با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند معیاره همراه با مرتب سازی نامغلوب رسم شد. سپس از فهرست نقطه های بهینه موجود بر روی منحنی بهینه پرتو، یک نقطه عملیاتی با استفاده از روش های تصمیم گیری انتخاب شد. نتیجه های شبیه سازی نشان داد اعمال شرایط بهینه بر روی سامانه می تواند میزان تولید پروپیلن را در حدود 3.12 % افزایش دهد.
    کلیدواژگان: راکتور های جریان شعاعی، هیدروژن زدایی از پروپان، مدلسازی ناهمگن، بهینه سازی فرایند، منحنی بهینه پرتو
  • محمد فارسی*، پیمان کشاورز، مرضیه تاجی صفحات 273-284
    : این پژوهش با هدف مدل سازی پویا و بهینه سازی کوره ریفرمینگ متان با بخار آب در واحد تولید هیدروژن پالایشگاه نفت شازند انجام شد. نخست این فرایند بر اساس معادله های بقای جرم و انرژی و با در نظر افت فعالیت کاتالیست به صورت ناهمگن مدل سازی شد. با توجه به وجود گرادیان غلظت درون کاتالیست و کنترل سرعت واکنش به وسیله مقاومت نفوذ درونی در کاتالیست، ضریب اثر بخشی کاتالیست محاسبه شده و در مدل فرایند وارد شد. سپس برای اثبات دقت مدل پیشنهادی، نتیجه های به دست آمده از مدل توسعه داده شده با داده های به دست آمده از واحد صنعتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد با توجه به افت فعالیت کاتالیست در طی زمان عملکرد فرایند، از میزان تولید هیدروژن کاسته شده و نرخ تولید هیدروژن از 27.4 به 24.4 مول بر ثانیه کاهش می یابد. در مرحله بعد در راستای جلوگیری از افت تولید در طی دوره عملیاتی واحد، با در نظر گرفتن نرخ تولید یکنواخت هیدروژن به عنوان تابع هدف و براساس محدودیت های عملیاتی سامانه یک مسئله بهینه سازی یک معیاره پویا توسعه داده شد. در طی بهینه سازی چگونگی تغییرهای دمای خوراک، دمای محفظه احتراق و نسبت بخار به هیدروکربن در بازه عملکرد فرایند محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد عملکرد سامانه در شرایط بهینه موجب 4.5 % افزایش در میزان تولید هیدروژن می شود.
    کلیدواژگان: ریفرمینگ متان با بخارآب، مدل سازی فرایند، غیر فعال شدن کاتالیست، بهینه سازی پویا
  • ابراهیم عابدینی*، مژگان فتحی صفحات 285-293
    پوشش های فسفاته به علت بهبود ویژگی های مانند چسبندگی رنگ، روان کاری، مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش، هزینه کم و امکان تولید انبوه، به طور گسترده به عنوان یک مرحله آماده سازی بر روی سطح های فلزهای آهنی و غیر آهنی اعمال می شوند. در این پژوهش، بهینه سازی فرمولاسیون حمام روی فسفات و آماده‏سازی سطح فولاد کم کربن St37، برای آسان کردن کشش و شکل دهی سرد بررسی شد. ترکیب فاز پوشش توسط دستگاه های پراش پرتو ایکس (XRD) و آنالیز عنصری پرتو ایکس (EDS)، ویژگی روان کاری و مقاومت در برابر سایش و اصطکاک توسط دستگاه سایش (Pin On Disk)، شکل بلور ها توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میزان حفاظت در برابر خوردگی پوشش توسط روش مه نمکی (محلول سدیم کلرید 5%) مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتیجه های به دست آمده، بلور های سوزنی شکل پوشش روی فسفات، از هوپییت (Zn3 (PO4)2 4H2O) و فسفوفیلیت (Zn2Fe(PO4)24H2O) تشکیل شده است. نتیجه های آزمون پین روی دیسک نشان داد، پوشش فسفاته کشش صابونی شده، ضریب اصطکاک فولاد را از 6/0 به حدودا 15/0 کاهش داد، همچنین با توجه به نتیجه های آزمون مه نمکی میزان مقاومت قطعه پوشش داده شده در برابر خوردگی، تا 52 ساعت افزایش یافت.
    کلیدواژگان: فسفاته کاری، روی فسفات، فولاد St37، مقاومت در برابر سایش و اصطکاک
  • حمیده ذوالفقاری، فخری یوسفی*، رضوان کریمی صفحات 295-307
    در این پژوهش از شبکه عصبی مصنوعی (ANNs) برای پیش بینی گرانروی  مخلوط روان کننده و خنک کننده استفاده شده است. دما، فشار، وزن مولکولی، کسر مولی خنک کننده و گرانروی خنک کننده به عنوان متغیرهای ورودی و گرانروی مخلوط روان کننده و خنک کننده به عنوان خروجی  مورد استفاده قرارگرفت. تعداد کل داده های تجربی مورد استفاده در این مطالعه 1053 عدد بود که شبکه عصبی مصنوعی به طورتصادفی با 70% (737 نقطه داده)، 15% (158 نقطه داده) و15% (158 نقطه داده) به ترتیب مورد آموزش ، ارزیابی و آزمون  قرارگرفت. مقدارهای میانگین خطای مطلق برای مجموعه داده های آموزش، ارزیابی و آزمون به ترتیب 39/0، 48/0 و 49/0 است. بنابراین مدل  شبکه عصبی مصنوعی مطالعه شده با 15 نرون در لایه میانی هم خوانی خوبی با  داده های تجربی دارد.
    کلیدواژگان: گرانروی، شبکه عصبی مصنوعی، مخلوط روان کننده و خنک کننده، لایه میانی
  • یحیی ربانی، منصور شیروانی* صفحات 309-335
    صنعت به قابلیت های سیا ل های مگنتوریولوژیک نیاز بسیاری دارد. در بیش تر سامانه هایی که نیاز به کنترل حرکت به کمک تغییر گرانروی وجود داشته باشد، راه حلی بر مبنای فناوری مگنتوریولوژی، منجر به بهبود عملکرد و کاهش هزینه می شود. ویژگی های یگانه ای مانند پاسخ سریع، رابطه ساده توان الکتریکی ورودی و توان مکانیکی خروجی، کنترل پذیری، سادگی و هوشمندی عملکرد، این سیال ها را به فناوری دلخواه در سامانه تعلیق خودرو تبدیل کرده است. سیال مگنتوریولوژیک مناسب برای کاربرد در سامانه تعلیق خودرو باید ویژگی هایی ازجمله گرانروی پایین در نبود میدان مغناطیسی، ویژگی های ریولوژیکی مناسب، سرعت پاسخ دهی بسیار سریع در حد چند میلی ثانیه، پایداری مناسب در برابر تغییرهای دمایی و ته نشینی و نداشتن سایندگی تجهیزها را دارا باشد. همچنین یکی از مهم ترین مشخصه های یک سیال مگنتوریولوژیک مناسب برای کاربرد در دمپر هوشمند، پایداری در چرخه های متوالی کارکرد می باشد. یکی از بزرگ ترین مشکل های سیال های مگنتوریولوژیک صنعتی این است که در چرخه های متوالی کارکرد، بخشی از ذره های مغناطیس پذیر و نیزلایه اکسید تشکیل شده بر روی ذره ها، ته نشین شده و تشکیل یک کیک سخت می دهند که کارآمدی سیال را به شدت کاهش می دهد. با انتخاب مناسب مواد سازنده و روش تولید بهینه می توان تا حد زیادی به پایداری ویژگی های سیال در چرخه های متوالی کارکرد دست یافت. برای کاربردهای صنعتی سیال های مگنتوریولوژیک باید مواد سازنده و چگونگی تولید سیال مگنتوریولوژیک به گونه ای انتخاب شود که پارامترهای یادشده در نمونه پایانی به خوبی تنظیم شده باشند.
    کلیدواژگان: سامانه تعلیق خودرو، سیال مگنتورئولوژیک، دمپر هوشمند، دوام در چرخه های متوالی کارکرد، ویژگی های رئولوژی
  • سید حسین حسینی*، حسین فتاح بیگی، محسن منصوری، علی زارعی صفحات 337-348
    در این مطالعه، هیدرودینامیکی، بسترهای گاز-جامد مخروطی دارای ذره ها از نوع گلدارت D و B با قطرهای به ترتیب mm 2 و mm  287/0 با استفاده از نرم افزار دینامیک سیال های محاسباتی (CFD) فلوینت 1/18 در حالت سه بعدی بررسی شده و نتیجه های به دست آمده از نرم افزار با داده های آزمایشگاهی مقایسه شدند. مدل فاز گسسته متراکم (DDPM) با بسته DEM به منظور در نظر گرفتن اثرهای تماس ذره- ذره در فاز ذره های مورد استفاده  قرارگرفت. فاز پیوسته نیز از روش اولرین در شبیه سازی استفاده شد که مدل آشفتگی پراکندهk-ԑ برای این فاز مورد استفاده قرارگرفت. مدل درگ گیداسپاو نیز برای محاسبه ضریب تبادل مومنتوم بین گاز- جامد استفاده شد. نتیجه های افت فشار و انبساط بستر مدل با داده های تجربی همخوانی قابل پذیرشی را نشان می دهند. نتیجه های توان تراکمی طیف سنجی در این سامانه ها نشان می دهد که فرکانس غالب برابر  Hz3/2 بوده که با سامانه های حبابی معمولی تفاوت دارد. با توجه به این که در زمینه بسترهای فواره ای مخروطی کارهای محدودی صورت گرفته است و به طور ویژه از دیدگاه لاگرانژی در این بسترها تاکنون کاری انجام نشده است، مطالعه حاضر که شبیه سازی سه بعدی بستر فواره ای مخروطی است می تواند مبنای خوبی برای کارهای آینده در زمینه شبیه سازی CFD بسترهای مخروطی باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، هیدرودینامیک، بستر شارانیده مخروطی، CFD-DEM
  • طاهر یوسفی امیری*، حسن برگزین، مریم فرهادی پور، زینب جمالی صفحات 349-358
    بخش عمده اتلاف گرمایی در ساختمان ها از طریق نورگیرها یا پنجره ها صورت می گیرد. یکی از راهکارهای ارایه شده برای بهبود عملکرد گرمایی نورگیرها، استفاده از ایروژل ها به عنوان پرکننده میان صفحه های دو یا چند جداره نورگیرها می باشد. ایروژل ها موادی بسیار سبک و نانوساختار با کم ترین ضریب انتقال گرمایی می باشند. همچنین عایق صوت نیز بوده و دارای عبوردهی بالای نور نیز می باشند، که استفاده از آن ها در نورگیرها را جذاب می کند. در این پژوهش اثر افزودن ذره های ایروژل به فضای خالی میان صفحه های پلی کربنات که به تازگی کاربرد گسترده ای در سازه های گوناگون یافته اند، موردمطالعه قرار گرفت. صفحه های پلی کربناتی با ضخامت های گوناگون (5 تا 15 میلی متر) با ذره های ایروژل پر شده و میزان کاهش اتلاف گرمایی در دماهای گوناگون (oC 70-40) در اثر افزودن ایروژل اندازهگیری شد؛ همچنین اثر اندازه ذره های ایروژل پر شده در میان صفحه ها در کارایی گرمایی آن ها نیز ارزیابی شده است. اندازه ذره های 3-2 میلی متر،  بهترین عملکرد را  نشان دادند. بر اساس ضخامت صفحه، دمای کاری و اندازه ذره های استفاده شده، صفحه های پرشده با ایروژل کاهش اتلاف گرمایی در بازه ی 21 تا 66 درصد را نشان دادند. همچنین به طور نمونه مقدار ضریب انتقال گرمای کلی (U) صفحه 10 میلی متری پلی کربناتی از مقدار W/m2K 74/2 در صفحه خالی به W/m2K 1/1 در صفحه پر شده با ذره های ایروژل کاهش یافت.
    کلیدواژگان: سیلیکا ایروژل، صفحه های پلی کربنات، ویژگی های گرمایی، مصرف انرژی، ساختمان
|
  • Bagher Eftekhari-Sis *, Gholamreza Gohari, Asghar Mohammadi, Hessamaddin Younesi Araghi, Ali Akbari, Mohammad Kazem Bahrami, Matthew Paige Pages 1-9
    In the current research work, the idea is to find an iron-chelating agent to nourish plants and eventually feed humans and reduce the lack of iron in people's nutrition. In this work EDDHA, the most applied chelating agent for agricultural purposes was modified to reduce its high solubility in water and improve its stability under sunlight. The high solubility of EDDHA in water causes the plant to lose the applied solution in the next watering and not have enough time to absorb the nutrition. With this modification, EDDHA is able to tolerate sunlight which has a strong UV portion. This UV irradiation causes the conventional EDDHA to isomerize and lose the valuable Fe ions but with the new and improved EDDHA there is no room for isomerization. The effect of prepared chelates on chlorophyll production, average leaf length and Width, and average plant length was investigated.
    Keywords: EDDHA, Micronutrition, Iron chelating agent, Hydroxyphenyl amide
  • Mahsa Bornaei, Amir Heydarinasab *, Homayon Ahmad Panahi, Salimeh Kimiagar Pages 11-19
    In this study, modified magnetic Iron-oxide (Fe3O4) nanocomposites were synthesized using nitrogen-doped graphene-oxide (Fe3O4/NGO). For the synthesis of the magnetic nanoparticles of iron-oxide, the sedimentary method was used. The magnetic nanocomposites were fabricated using the chemical method by a covalent bond between nitrogen-doped graphene oxide and the iron-oxide magnetic nanoparticles. To determine the physical and chemical properties of obtained nanoparticles, Fourier-Transform IinfraRed (FT-IR) spectroscopy, Energy-Dispersive X-ray (EDX)  spectroscopy, thermal gravimetric Analysis (TGA), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) analysis were applied. The results confirmed that nitrogen has doped in graphene and nanocomposites were synthesized successfully. The crystallite size of the nanocomposites were calculated 20-40 nm. Homogeneous distribution of spherical and ellipsoid Iron oxide nanoparticles was obvious in the FESEM images. The synthesized nanocomposites with small size present it as a great candidate for photocatalyst application.
    Keywords: Graphene-oxide, Nitrogen, Magnetic nanoparticles, Nanocomposite, Iron-oxide
  • Sara Chamani Goran, Gholam Hossein Shahverdizadeh * Pages 21-28
    Nano-structure of new Cu(II) coordination compound,[Cu(DPC)(H2O)3] was synthesized by sonochemical method. The new nano-structure was characterized by scanning electron microscopy(SEM), X-Ray powder Diffraction (XRD), IR spectroscopy, elemental analyses, and UV-Vis spectroscopy. The thermal stability of the compound has been studied by thermal gravimetric and differential thermal analyses. Copper oxide nanoparticles were obtained by direct calcination of the compound at 450, 500,550, and 600 under air atmospheres have different morphologies of nano-sized CuO. Also, the Nanoparticle of CuO was obtained by thermolysis of nano complexes in 180 with oleic acid as surfactant.
    Keywords: Sonochemical, nanoparticles, surfactant, Copper(II) oxide
  • Golshan Moradi, Sirus Zeinaddini *, Laleh Rajabi, Farzad Dabirian Pages 29-43
    In the present study the main aim was to fabricate the nanofiber polymeric membrane with improved surface properties for application as an antifouling microfiltration membrane in wastewater treatment. The improved nanofiber microfiltration membranes were electrospun from the polyacrylonitrile solutions containing 0.5 to 5 w/w% boehmite nanoparticles. Embedding the hydrophilic boehmite nanoparticles increased the surface hydrophilicity and antifouling properties of the membrane. Among the prepared nanofiber microfiltration membranes, the 3 w/w% boehmites embedded polyacrylonitrile nanofiber membrane (MD) was selected as the membrane with optimum antifouling properties and permeate flux. Concerning the results obtained, our prepared antifouling nanofiber membrane can be efficiently used for wastewater treatment applications.
    Keywords: Membrane, Microfiltration, Electrospinning, boehmite nanoparticles, Antifouling
  • Mohammadreza Nazarifar, Ghasem Rahpaima *, Jalil Khezri Pages 45-53
    In this study, polymer nanocomposites based on 2-aminophenol and Palm date have been introduced as an efficient and inexpensive catalyst and successfully used for the synthesis of benzylidene Bis(4-Hydroxycoumarin) derivatives. The polymer and nanocomposite were characterized by a Scanning Electron Microscope (SEM). Benzylidene Bis(4-Hydroxycoumarin) Derivatives have recently attracted much attention as an important class of heterocycles to their useful biological and pharmacological properties, herein we report a novel and efficient procedure for the synthesis of α,α′-benzylidenebis (4-hydroxycoumarin) derivatives based on the reaction of 4-hydroxycoumarin and aromatic aldehydes using polymer nanocomposites based on 2-aminophenol and Palm date as a solid heterogeneous catalyst in excellent yields (84-99%) and very short reaction time (2-5 min) in aqueous media (50%) have been described.
    Keywords: Nanocomposite, 2-aminophenol, Palm date, 4-hydroxycoumarin, Aromatic Aldehydes
  • Sayed Habib Kazemi *, Farzad Rohi, Sayed Hojjat Kazemi, Mohammad Ali Kiani Pages 55-67
    In this research, a nanocomposite of microspherical polypyrrole and dandelion-like Nickel-Cobalt oxide was successfully synthesized on the Nickel Foam (NF) substrate with a hydrothermal method and employed as the electrode material for supercapacitor. The prepared nanocomposite was characterized by, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Energy-dispersive X-ray, and Fourier-Transform InfraRed spectroscopy (FT-IR). Also, electrochemical techniques were used for electrochemical characterization. NiCo2O4/PPy/NF electrode exhibits a high specific capacitance of 2342 F/g at a current density of 2.33 A/g and good cycle stability (79% capacitance retention after 2500 cycles) on the three-electrode system. Also, an asymmetric supercapacitor device was successfully assembled using a hybrid of NiCo2O4/PPy/NF and rGO/NF as positive and negative electrodes. The fabricated device showed a specific capacitance of 186 F/g at a current density of 1.8 A/g and good stability 80% after 1500 cycles. Results show that prepared electrode is suitable candidate for construction of high performance supercapacitors.
    Keywords: Supercapacitor, Nickel-Cobalt oxide, polypyrrol, Hydrothermal
  • Haniye Ghorbani Jafarbigloo, Mahboube Ghahramaninezhad *, Mahdi Niknam Shahrak Pages 69-81
    Undoubtedly, the formation of all the unique properties of the ZIF nanostructures depends on their proper and perfect synthesis. In this research, a simple and convenient method was used to synthesize ZIF-8 by a eutectic solvent of choline chloride with urea as an ionic liquid without the high energy at room temperature. Also, the effect of different operating parameters affecting the synthesis, such as salt/ligand molar ratio, temperature, ultrasound, and type of ionic liquid, were investigated. To evaluate the performance of this adsorbent, carbon dioxide capture, and equilibrium isotherms of this gas are accomplished at ambient temperature. The results demonstrated that the CO2 uptakes on synthesized ZIF-8 at room temperature in the low and high pressure of 1 and 14 bar are obtained 0.27 and 4.4 mmol/g respectively.
    Keywords: Carbon dioxide Adsorption, Ionic liquid, Zeolitic imidazolate framework-8, Nano-particles, Green synthesis
  • Ali Reza Nkooiefard, Ali Reza Hakimyfard *, Nemat Tahmasebi, Hamze Moayeri Pages 83-95
    The present work reports the synthesis of MnSb2O6 nanomaterials by one step solid-state at 800 ºC at 8 h using Sb2O3, MnCl2, and Mn(NO3)2 raw materials. The raw materials for the synthesis of the doped materials were Gd2O3, Tb2O3, and Ho2O3. Rietveld analysis was used for the investigation of the crystal phase-type, purity, and the other crystallographic parameters. It was found that MnSb2O6 was crystallized in the trigonal crystal system with the space group P321. SEM images were used for the investigation of the morphology of the obtained materials. The direct optical band gap energies of the obtained materials were obtained using the absorption spectra. The data showed that the values are 1.85, 1.90, 1.89, 2.1 eV for MnSb2O6, doped materials with Tb3+, Gd3+, and Ho3+, respectively. The XRD data indicated that the crystallographic unit cell parameter and unit cell volume values were not changed considerably when the lanthanide ions were intercalated into the crystal system. This means that the ions are positioned into the crystal cavity with a larger cavity value. FESEM images showed that the morphology of the obtained materials is multigoal structures. The photocatalytic performance of MnSb2O6 was studied for the degradation of malachite green in the aqueous solution under UVC irradiation. The power of the lamp was 18 W. The distance between the lamp and the surface of the solution was 30 cm. The degradation efficiency at the optimum conditions: 0.7 mL of H2O2, 0.03 g of catalyst, and 58 min reaction time was 81%. The volume and the concentration of malachite green were 100 mL and 60 ppm.
    Keywords: Doping, Solid-state, manganese antimonate, Optical Properties, Crystal structure
  • Hassan Pahlavanzadeh *, Mahdi Banofateme Pages 97-113
    Different techniques such as physical and chemical absorption are used for the removal of carbon dioxide. Alkanolamines are widely used as a chemical absorbent for acid gas purification. Among the alkanolamines, 2-(2-aminoethylamine)ethanol (AEEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) have a high absorption capacity. In this work, the equilibrium solubility of CO2 in aqueous mixtures of AEEA and AMP is measured at different partial pressures (0.25 to 0.85)kPa and different temperatures (30 to 60) C•. The measurements are shown that carbon dioxide loading is increased by rising the amount of AEEA/AMP mole ratio in the solution. Also, the solubility of CO2 is increased at higher partial pressures. The Extended UNIQUAC method is used to model the behavior of the mixture. In order to model the quaternary system (AMP–AEEA–CO2–Water), binary interaction parameters for ternary subsystems (AMP–CO2–Water) and (AEEA–CO2–Water) are optimized. By the Extended UNIQUAC model the CO2 partial pressures are obtained in the ternary subsystems (AMP–CO2–Water) and (AEEA–CO2–Water) with average absolute percent deviations (AAD%) equal to 19.23 and 12.9, respectively. Finally, binary interaction parameters for the quaternary system (AMP–AEEA–CO2–Water) are optimized and the CO2 partial pressures in an aqueous mixture of AEEA + AMP are obtained with AAD% = 17.54.
    Keywords: Solubility of Carbon dioxide, Extended UNIQUAC, Aminoethylethanolamine (AEEA), 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP)
  • Zahra Rastegar, Ahad Ghaemi *, Mansour Shirvani Pages 115-126
    The chemical absorption technology is widely used in the industry to remove carbon dioxide post-combustion. It is necessary to develop and identify optimal chemical solutions to absorb more and reduce the absorption energy. The aqueous solutions of alkali metal hydroxides are considered by the researchers due to their low energy requirement and their compatibility with the environment in comparison with amine absorbers. In this research, hydroxide solutions, especially potassium hydroxide, have been used to absorb carbon dioxide. In absorption experiments, the effect of stirring and temperature on the absorption of carbon dioxide by aqueous hydroxide potassium in a laboratory-scale reactor has been studied. The results showed that with increasing stirring of the mixer from 50rpm to 150 rpm, the loading, absorption, and mass transfer flux of carbon dioxide increased 33%, 32%, and 36 respectively but the increase in the agitator over this amount would not have an effect on the absorption rate. The temperature increase was carried out in the range of 25-65°C with a 6 bar pressure, a concentration of 1.5 mol/L, and a stirring speed of 150 rpm. It was observed that increasing the temperature to half the absorption process increased the loading, absorption rate, and absorption flux of carbon dioxide, but the equilibrium parameters decreased slightly with increasing temperature. In fact, with temperature increasing from 22°C to 65°C, the equilibrium loading, adsorption rate and absorption flux of carbon dioxide decreased 15%, 2.4%, and 13%, respectively.
    Keywords: Chemical absorption, Carbon dioxide, Potassium hydroxide, Stirrer Speed, Temperature
  • Solmaz Aliverdipour, Mohammad Shokouhi *, Hossein Sakhaeinia Pages 127-146
    Aqueous alkanolamine solutions technology is one of the most important processes in natural gas sweetening. Water provides an implicit context for alkanolamine to absorb CO2 and H2S chemically. However, apart from their advantages, aqueous alkanolamine solution is not a good solvent for mercaptan removal and due to their innate exothermic reaction, it requires high reboiler duty performance in the desorption tower. Thereby it causes some undesirable side irreversible reactions such as decomposition of solvents, degradation so on. Nowadays mixture of aqueous alkanolamine solution and physical solvents such as sulfolane so-called hybrid solvents have been used to modify conventional aqueous alkanoleamine solvents. Hybrid solvents with optimum composition may possess both advantages of physical (SFL) and chemical (aqueous alkanolamine) solvents by which, not only CO2 and H2S would be absorbed chemically, but also mercaptan would be removed up to the allowed specification limit. In this work, the differential enthalpy related to H2S dissolution in both conventional (H2O – MDEA) and hybrid solvent (H2O - SFL – MDEA) were estimated from reported solubility data in the literature using Gibbs – Helmholtz equation. The process of differentiation was done after e-Pitzer modeling of experimental solubility data. As a result, the applied model provided sound results for solubility data in quaternary hybrid systems (ARD% equal to 5.4%), and also the addition of Sulfolane in MDEA – H2O system has a marginal effect on dissolution enthalpy of H2S.
    Keywords: Alkanolamine solution, Sulfolane, Hybrid solvent, e-Pitzer modeling, Gibbs Helmholtz equation, Enthalpy
  • Majid Hasani Sardarabadi, Masoumeh Mirzaei * Pages 147-156
    Removal of copper ions from aqueous solutions was carried out using a synthesized hydrogel polymeric made by sodium alginate/zeolite/chitosan. At first, a batch experiment was done to determine the diffusion coefficient. And then a column with radial feeding was designed and made. The continuous experiment was carried out with a feed by 500 ppm concentration, a flow rate of 16 cm3/min, and hydrogel beads with a radius of 1.5 mm during the 97 min. Mass transfer and sphere diffusion equations were extracted in the bed and solved numerically. Concentration profile versus time derived from this model. To evaluate the model the results were compared by experimental data. The results show that the model has 9.8% error. The effects of parameters including concentration (350, 500, and 700 ppm), a flow rate of 30, 16, 7.5 mL /min, and particle radius of 1.1.5 and 2mm were investigated via model. The results showed that with increasing initial concentration, the lifetime of the bed was increased from 70 minutes to 76 minutes. As the flow rate increased, the filling time of the column decreased from 167 minutes to 37 minutes, and as the radius increased, the life span of the column has not sensible changes.
    Keywords: Adsorption, Cu(II) ion, Hydrogel, Radial feeding
  • Amir Hossein Dolatzadeh, Reza Hajimohammadi *, Hossein Amani, Hadi Soltani Pages 157-164
    Heavy crude oil contaminated soil, in addition to affecting the lives of plants and animals, also endangers aquatic life. These metals are in the process of extraction of crude oil into the soil and thus have destructive effects on the environment itself. In this research, the removal of heavy metals lead, nickel, and chromium from crude oil contaminated soil using saponin biosurfactant was investigated. The results showed that by increasing the concentration of saponin, the percentage of removal of metals increased. So in the concentration of 3 g/l of saponin, the removal efficiency of nickel, chromium, and lead was 73%, 58%, and 43%, respectively. Also, increasing pH to 10 and temperature to 75 °C had a negative effect on the removal efficiency of metals. The results also showed that optimum conditions for removal of nickel, chromium, and lead metals were at a temperature of 25°C, pH equal to 4, and saponin biosurfactant concentration of 3g/l. Compared to the SDS chemical surfactant, in optimal conditions and in the large mesh (850 µm), the saponin yield was higher than SDS in Ni and Cr. Therefore, according to the results of this study, biological surfactants can be used instead of chemical surfactants from an environmental point of view.
    Keywords: Soil contamination, Biological remove, Saponin, heavy metals, Crude oil
  • Hamidreaz Ghafouri Taleghani *, Amin Darvishi Pages 165-174
    This study aimed to remove heavy metal cobalt from Shahid Tondgoian petrochemical wastewater in Mahshahr special economic zone using a biological method. The biosorption experiments were performed by Saccharomyces cerevisiae in a laboratory-scale batch system. Synthetic waste was initially used to optimize the parameters of pH, temperature, contact time, and biomass concentration. The optimal parameters were determined: the time of equilibrium 60 min, the temperature 25 °C, the biomass dose of 10%, and pH 5.5. Then the experiments were carried out with the real wastewater from Shahid Tandoogian Petrochemical Company. The highest percentage of removal was 80% and the maximum adsorption capacity was 88.2 mg/g. The equilibrium, kinetics, and thermodynamics of cobalt adsorption were also studied. The result indicated that Co adsorption had the highest consistency with Temkin isotherms while adsorption kinetics was best fitted with the pseudo-second order model. The thermodynamics of adsorption revealed that Co adsorption was spontaneous, feasible, and endothermic. Results confirmed that Saccharomyces cerevisiae possesses the potential to be used as a suitable candidate for Heavy metal removal from petrochemical industry wastewater.
    Keywords: Cobalt, Biosorption, Saccharomyces cerevisiae, biotechnology, Petrochemical wastewater
  • Mehrzad Feilizadeh *, Farid Attar, Mansoor Feilizadeh, Sayed Toufigh Bararpor, Seyyed Mohammad Esmaeil Zakeri Pages 175-185
    In this research, the interaction effect of the photocatalyst and hydrogen peroxide under natural solar irradiation on the degradation of 2-Nitrophenol (2-NP) was investigated. For this purpose, TiO2 nano photocatalyst (P25) was utilized, and the effect of the photocatalyst loading, H2O2 concentration, and the simultaneous use of the photocatalyst and H2O2 was studied. The results show that optimum concentrations of the photocatalyst and H2O2 were 1000 mg/L and 200 mM, respectively, when each of them was used alone for the decontamination of  2-NP. Additionally, it was found that the sole effect of H2O2 (without catalyst) on the solar 2-NP degradation was more than P25 (without H2O2). The simultaneous use of these two materials was effective in the enhancement of the degradation efficiency, and it caused the reduction of their (required) optimum concentrations. However high concentrations of H2O2 resulted in lower efficiency, as detrimental effects of using excess hydrogen peroxide got prevailed. At the global optimum condition, the concentration of P25 and H2O2 were found to be 750 mg/L and 150 mM, respectively, and the degradation efficiency of 2-NP reach 95%, after only 1h of solar irradiation.
    Keywords: 2-Nitrophenol, Solar degradation, Nanophotocatalyst, H2O2, Interaction effect
  • Elnaz Askari, Amin Bazyari *, Seyed Mehdi Alavi Amlashi Pages 187-196
    According to international standards, the sulfur of fuels used in the transport sector, as one of the most important sources of pollution, should be reduced to around 10 ppmw by 2010. The main reason for ultra-deep desulfurization is environmental problems such as air pollution, acid rain, and concerns for human health. Oxidative desulfurization (ODS) is a supplement to the hydrodesulfurization (HDS) process. In the Oxidative desulfurization process, desulfurization of refractory sulfur compounds was carried out under mild operation conditions (low temperature and low pressure). In this study, the performance of catalytic oxidative desulfurization was considered using tungsten and tungsten-cerium catalysts supported by alumina with different compositions of tungsten (W) and cerium (Ce), which were synthesized by incipient wetness impregnation. The effect of aromatic competitive compounds was investigated. The conversion of DBT for 20wt.% W, as the best catalyst, was reached 100% at the temperature of  , the mass ratio of model fuel/catalyst=100, the molar ratio of O/S=5, and reaction time=60 min. The catalysts were characterized by FT-IR and FESEM. The data help explain the satisfactory catalytic performance.
    Keywords: catalyst, Desulfurization, Oxidative, tungsten, Cerium, Alumina
  • Ali Hossein Kianfar *, Nayereh Mirheydari, Mohammadamin Arayesh Pages 197-210

    Several studies have been carried out to remove and reduce p-nitrophenol from contaminated water and industrial effluents, and various methods have been used such as catalytic oxidation electro-Fenton, electrochemical, microbial degradation, and so on. But these methods have problems such as low sensitivity, high cost the need for specific temperature conditions, and a long time. One of how scientists have considered the catalytic hydrogenation of these materials in recent years is to convert para nitrophenol into aminophenol derivative by making heterogeneous nanocatalyst, toxic substances, and carcinogens of p-nitrophenol. For this purpose [NiLx(DMF)], [NiLx(PPh3)] (L1= salicylidene-2-aminothiophenol and L2= salicylidene-2-aminophenol) complexes were placed on a titanium dioxide and the catalyst was identified with techniques such as IR،FE-SEM, EDX/mapping،XRD and ICP. Then, after selecting the best nanocatalysts, evaluate  for the reduction of p-nitrophenol to p-aminophenol in the presence of NaBH4 as a reducing agent and at ambient temperature and pressure. The reaction was followed by UV-Vis spectroscopy. In presence of [NiL1(PPh3)]/TiO2 catalyst, the reaction was completed at about 8 min with k = 5/3× 10-3 s-1. The reported results so far in various sources have often been used a lot of the amount of reducing agent or catalyst, or the reaction has been completed over a longer period of time. In this work, in addition to using the minimum amount of catalyst and NaBH4, the completion time of the reaction is also appropriate.

    Keywords: Nickel (II) complexes, Titanium dioxide, para-nitrophenol, para-aminophenol, reduction reaction
  • Kolsom Malekshahifar, Ehsan Alipanahi, Behrouz Bayati * Pages 211-222
    In this study, the effect of anionic sodium dodecyl sulfate surfactant on the InterFacial Tension (IFT) of water and oil that is important in the Enhanced Oil Recovery (EOR) was studied using an experimental method and molecular dynamics simulation. For this purpose, the interfacial tension between the water solution and droplet decane was investigated in two conditions. In the first case, the solution consists of pure water molecules and chimneys, and in the second case, sodium dodecyl sulfate surfactant was added to the solution. In the SDS1 system, interfacial tension decreased from 54.83 mN /m to 7.32 mN /m and in the SDS2 system, the interfacial tension of 59.06 mN /m decreased by 8.28 mN /m. The results showed that the addition of anionic sodium dodecyl sulfate surfactant reduces interfacial tension in the second case. On the other hand, the number of molecules was evaluated and the molecular ratio was affected in the process of decreasing surface tension. The larger the number of water molecules and decane, the greater the ability to reduce the interfacial tension. According to the results, the higher  the number of surfactant molecules with respect to water and alkanes, the more interfacial tension reduction is observed. Also, molecular simulations were performed to investigate the effect of surfactant concentration on interfacial tension at constant water and alkane (16 surfactant molecules, 120 molecules of dihydrates, and 800 molecules of water) (SDS3). The results showed that the interfacial tension decreased to 12.66 mN / m which has a lower performance than the SDS1 mode.
    Keywords: Interfacial tension, Anion Surfactant, Molecular dynamic simulation, Enhanced oil recovery
  • Bahareh Motaghedi, Reza Jahanmrdi * Pages 223-234
    This study aimed to achieve a formulation for an additive to produce oxo-biodegradable polypropylene films that accelerates oxidative degradation of the films after preservation of properties over a span of desired service life, so that, it can be used by microorganisms as a food source. Thermal oxidation behavior of thin polypropylene films (250 ± 50 μm thick) containing various weight ratios of manganese stearate as pro-oxidant to a commercially used phenolic antioxidant (Songnox 1010) has been studied in both melt and solid states. Thermo-oxidative stability in melt state was studied using differential scanning calorimetry (DSC). The rate of thermal oxidation in solid-state was investigated via oven aging experiments at 90 °C followed by measuring changes in carbonyl index, tensile properties, melt flow index, and density. It was shown that the efficiency of the phenolic antioxidant in thermo-oxidative stabilization of the polymer in both melt and solid states can be changed by altering the weight ratio of manganese stearate to the antioxidant. On the basis of the obtained results, it was concluded that a sample containing 0.1 wt% of the pro-oxidant and 0.35 wt% of the antioxidant is suitable for attaining desired stability in both melt and solid states and also can undergo rapid thermal oxidation after a certain period of being stable in the solid-state. Thus, it was concluded that the mentioned formulation can be applied for designing an oxo-biodegradable product, which, in addition to having the desired stability in melt processing as well as during its final usage as a film, experiences fast thermal oxidation and becomes prepared for the eventual biodegradation.
    Keywords: Oxo-biodegradable, Thermal oxidation, Polypropylene, Manganese stearate
  • Mostafa Ataei, Vida Jodaeian *, Masoud Mirzaei Shahrabi, Amir Shokouh Saljooghi, Ahmad Gholizadeh Pages 235-247
    In this paper we report the synthesis and characterization of three new mixed-ligand cobalt and manganese complexes containing H2pydco = pyridine-N-oxide-2,6-dicarboxylic acid,  bipy = 2,2ꞌ˗bipyridine and phen = 1,10˗phenanthroline. The proposed formula and structures of these compounds have been determined by elemental analysis, infrared spectroscopy, Thermal gravimetric analysis (TGA-DTA), and melting point. A search of the Cambridge Structural Database (CSD version 5.38 updates May 2017) returned 2017 complexes with pyridine-2,6-dicarboxylic acid and 49 complexes with pyridine-N-oxide-2,6-dicarboxylic acid ligands. It can be emphasized that the lack of similar and suitable complexes containing N˗oxidized H2pydco ligand in the articles of any comparison in this family has been confronted. In addition, the cytotoxicity of these three complexes was used to evaluate their antiproliferative activity on HeLa cells (human ovarian carcinoma), MCF-7 (human breast cancer), HT-29 (human colon cancer), K-562 (human myeloid cell cancer), Neuro-2a (mouse murine neuroblastoma), and L929 (rat cell fibroblast cell line, normal cell) were evaluated by MTT assay and compared with cisplatin as a reference. The results showed more cytotoxicity for complexes 2 and 3 against MCF-7 and HT-29 cell lines compared to cisplatin.
    Keywords: Crystal engineering, Supramolecular chemistry, Pyridine−N−oxide −2, 6−dicarboxylic acid, Coordination complex, Mixed ligand, Antiproliferative studies, Powder X-ray diffraction
  • Sepideh Samiee *, Samira Taghvaiean Pages 249-259
    In this research, the structural, electronic and optical properties of mix diimine-dithiolate complexes with general formula [M(diimine)(dithiolate)] (M = Ni, Pd, Pt; diimine = phenanthroline)phen(;dithioalt = 1,2-benzenedithiolate) bdt), maleonitriledithiolate (mnt)) are reported through density functional theory (DFT) and time-dependent density functional theory (TD-DFT) calculations. Natural Bond Orbital (NBO) analyses are also performed for scrutinizing the structural properties of the considered complexes. The results show that the M–S bond has a stronger covalent character than the M–N bond and is always polarized towards the sulfur atom. The absorption spectra of these complexes were obtained by using the time-dependent density functional theory associated with the polarized continuum model (PCM). Obtained results indicate that the substitution of bdt ligand and Pt metal enhances the intensity of the absorption significantly and the overall absorption spectrum can be red-shifted. Moreover, the latter complex [Pt(phen)(bdt)] has the highest light-harvesting efficiency (LHE). Overall, this study can widen for diimine- dithiolate complexes with a suitable combination of metal ions and ligands to be explored as dye-sensitized solar cells.
    Keywords: Diimine-dithiolate complex, DFT, TDDFT, LHE
  • Mohammad Farsi *, Hani Jowkari, Mohammad Reza Rahimpour Pages 261-272
    The main object of this research, is modeling and multi-objective optimization of radial flow moving bed reactors to produce propylene through propane dehydrogenation considering catalyst deactivation. The propane dehydrogenation process consists of four series catalytic reactors equipped with inter-stage heaters that the feed flows radially and the catalyst moves downward along the axial direction due to gravitational force. In the first step, the dehydrogenation reactors are heterogeneously modeled based on the mass and energy conservation laws considering catalyst decay. To prove the accuracy of the developed model, the simulation results are compared with the plant data. In the next step, the optimal operating condition of the process is obtained considering propane conversion and propylene selectivity as objective functions. In this regard, a multi-objective optimization problem is formulated and the optimal Pareto front is developed by non-sporting genetic algorithm II. Then, a single optimal solution is selected from the list of alternatives in the Pareto front curve by one of the decision-making methods. The results showed that applying the obtained optimal condition to the system improves propylene production capacity by about 3.12 %.
    Keywords: Radial flow reactor, Propane dehydrogenation, Heterogeneous modeling, Process optimization, Pareto optimal front
  • Mohammad Farsi, *, Peyman Keshavarz, Marziyeh Taji Pages 273-284
    The main goal of this research is dynamic modeling and optimization of the steam methane reforming process in an industrial hydrogen plant in a crude oil refinery. In the first step, the process is heterogeneously modeled based on the mass and energy balance equations considering catalyst deactivation. Since the reforming reactions are under mass transfer control in the catalyst, the effectiveness factor is calculated and applied in the model. Then, to verify the accuracy of the model, the simulation results are compared with the plant data. The simulation results show that hydrogen production capacity decreases and approaches from 27.4 to 24.4 mole/s due to catalyst deactivation. In the next step, considering the uniform hydrogen production as an objective function and operational limitations in the process, a single objective optimization problem is formulated to overcome the production decay. Based on the formulated optimization problem, the optimal dynamic trajectories of feed temperature, furnace temperature, and steam to methane ratio are calculated during the process run time. Based on the simulation results, the hydrogen production is improved by about 6% applying optimal conditions to the system.
    Keywords: Steam Methane Reforming, Process Modeling, Catalyst deactivation, Dynamic Optimization
  • Ebrahim Abedini *, Mojgan Fathi Pages 285-293
    The phosphate coating is one of the most widely used surface treatments of ferrous and non-ferrous metals, due to its low-cost, easy mass production, and ability to afford excellent corrosion resistance, wear resistance, adhesion, and lubricative properties. In this research, formulation of drawing phosphate bath for better cold drawing performance of low carbon steel St37 pieces was investigated. The morphologies of these coatings were observed using scanning electron microscopy (SEM), and their chemical composition and structures were characterized using Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-Ray Diffraction (XRD) analysis. The Wear and friction resistances were investigated by the pin on disk method. The protective properties of phosphate coatings in a 5 wt% NaCl solution have been studied. The results showed that zinc phosphate coating essentially consists of hopeite (Zn3 (PO4 )2 4H2O) and phosphophyllite (Zn2Fe (PO4)2 4H2O) crystal structures. The corrosion resistance for the drawing phosphate coating was obtained 52 hours.  The morphologies of the crystals were needle-shaped in the drawing phosphate coating. The use of simultaneous phosphate coating and lubricant layer reduces significantly the friction coefficient (from 0.6 to 0.15).
    Keywords: Phosphating, zinc phosphate, St37 Steel, Wear, friction resistances
  • Hamideh Zolfagari, Fakhri Yousefi *, Rezvan Karimi Pages 295-307
    In this research, artificial neural networks(ANNs) have been used to predict the viscosity of lubricant/refrigerant mixtures. Temperature, pressure, molecular weight, the mole fraction of refrigerant, and viscosity of refrigerant are used as input variables and viscosity of refrigerant + lubricant mixtures is used as a target. The total number of experimental data point of viscosity that used in this study is 1053 that is trained, validated, and tested with random70%(837 data points), 15% (158 data points), and 15% (158 data points), respectively. The results of the AAD% for the train, validation and test sets of data are 0.39, 0.48, and 0.49, respectively. Therefore, studied ANN models with 15 neurons in a hidden layer are in good agreement with experimental data.
    Keywords: Viscosity, Artificial neural network, Lubricant, refrigerant mixtures, Middle layer
  • Yahya Rabbani, Mansour Shirvani * Pages 309-335
    Industries are severely needed to the promising capabilities of magnetorheological fluids. In most systems that need to regulate the motion by the viscosity change, there is always a solution based on Magnetorheology, resulting in improved performance and cost. The unique properties such as fast response, simple relationship between electrical power and output mechanical power, controllability, and easy and smart performance, have made these fluids a desirable technology for use in vehicle suspension systems. A suitable magnetorheological fluid for use in a vehicle suspension system should have features such as low viscosity in the absence of a magnetic field, promising rheological properties, and fast response in the range of a few milliseconds, good stability against temperature changes and settling and non-abrasive. Also, one of the most important characteristics of a suitable magnetorheological fluid for use in the smart damper is it’s durability against in-use thickening (IUT). It means that in some of the industrial magnetorheological fluids in successive cycles of operation, some parts of the magnetizable particles and also the formed oxide layer on the surface of particles settle and form a hard cake that greatly reduces the effectiveness of the fluid. With a proper selection of materials and synthesis methods, the durability of the fluid in successive cycles can greatly improve. Materials and production methods of magnetorheological fluid should be selected in such a way that the above-mentioned properties are present in the sample for industrial applications.
    Keywords: Vehicle Suspension System, Magnetorheological fluid, Smart Damper, In Use Thickening, Rheological properties
  • Seyyed Hossein Hosseini *, Hossein Fatahbeygi, Mohsen Mansouri, Ali Zarei Pages 337-348
    In the present study, the hydrodynamics of tapered fluidized beds (TFBs) for two types of particles, namely, Geldart D and Geldart B with mean diameters of 2 mm and 0.287 mm, respectively, were studied by CFD-DEM in 3D frameworks. The particles phase was simulated by dense discrete phase model (DDPM) in which the particle-particle collision was modeled by the discrete phase method (DEM). While the continuous phase (gas phase) was simulated by the Eulerian approach by considering k-ε turbulent model for this phase. The well-known drag model of Gidaspow was applied for computing the momentum exchange between the phases.  It was found that the bed pressure drop and the bed expansion ratio predicted by the proposed model were in close agreement with the corresponding measured data. By evaluating power spectral density in TFBs, it was found that the dominant frequency is about 2.3 Hz for a TFB which is quite different than that calculated in bubbling fluidized beds (BFBs).  Due to the fact that this study is one of the few Eulerian-Lagrangian works on TFBs, it can be a suitable basis for future studies in numerical simulation of TFBs.
    Keywords: lation, Hydrodynamics, Conical fluidized bed, CFD-DEM
  • Taher Yousefi Amiri *, Hasan Bargozing, Maryam Farhadipoor, Zeinab Jamali Pages 349-358
    Windows have the most contribution to energy loss through the buildings envelope. One of the offered solutions to improve the energy efficiency of the windows and glazing units is the filling of the vacant space of the multilayer glazing systems with aerogel.  Aerogels are the lightest commercialized solids and have the lowest thermal conductivity among solid materials. Furthermore, their good acoustic insulation as well as daylight and solar energy transmittance properties, make them interesting insulation materials that can be used in the vacant space of multilayer glazing units. Multilaye r polycarbonate planes recently have found extensive applications in buildings. In this work, the vacant space, air gaps, of the polycarbonate planes were filled with silica aerogel and their thermal performance as an innovative glazing system was investigated. Polycarbonate planes with different thicknesses (5-15 mm) were filled with granular aerogels and the amount of reduction in the heat loss through the planes at different temperatures (40-70oC) was measured. Also, the effect of aerogel granule size on the thermal efficiency of the planes was investigated. Granule size in the range of 2-3 mm showed the best performance. Depending on the plane thickness, applied temperature, and aerogel granule size, the energy loss through aerogel-filled planed is reduced 21 to 66 % in comparison with conventional air-filled planes. Typically, the U-value of the 10 mm polycarbonate plane was reduced from 2.74 W/m2K in the air-filled plane to 1.1 W/m2K in the aerogel-filled plane.
    Keywords: Silica aerogel, Polycarbonate planes, Thermal properties, energy consumption, Building