فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال چهل و یکم شماره 2 (پیاپی 104، تابستان 1401)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال چهل و یکم شماره 2 (پیاپی 104، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/20
  • تعداد عناوین: 30
|
  • سیده معصومه قاسمی نژاد، سپیده حامدی، سید عباس شجاع الساداتی * صفحات 1-12

    سامانه دوجزیی نقره و آهن اکسید به دلیل تلفیق ویژگی های این نانوذره های با یک دیگر مانند ویژگی مغناطیسی، نوری و ضدمیکروبی در حوزه های گوناگون بویژه پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت نقره/آهن اکسید (Ag/Fe3O4) با استفاده از نشاسته به عنوان عامل پایدارکننده و متصل کننده این دو ذره به یک دیگر سنتز شد و فعالیت ضدباکتریایی و ضد فیلم زیستی آن علیه باکتری های اشریشیاکلی، سودوموناس آیروژینوزا و استافیلوکوکوس اوریوس مورد بررسی و مقایسه با نانوذره های نقره قرار گرفت. نانوذره های نقره موجود در نانوکامپوزیت به صورت جداجدا با اندازه nm50-15 به واسطه گروه های عاملی نشاسته به توده ای از نانوذره های Fe3O4 با اندازه nm10-2 متصل شدند. MIC و MBEC نانوکامپوزیت بسته به گونه باکتریایی و شرایط تولید به ترتیب در بازه 14-2 و 30-20 میلی گرم بر لیتر به دست آمد. نصف مقدار MIC نانوکامپوزیت باعث افزایش فاز تاخیری منحنی رشد اشریشیاکلی به مدت 8 ساعت و استافیلوکوکوس اوریوس به مدت 5 ساعت شد. نانوذره های آهن اکسید به تنهایی تاثیر محسوسی بر منحنی رشد باکتری های گرم مثبت و منفی مورد بررسی نداشتند، اما در نانوکامپوزیت باعث ایجاد اثر هم افزایی بر فعالیت ضدباکتریایی نانوذره های نقره علیه باکتری گرم منفی شدند. نانوکامپوزیت Ag/Fe3O4 در غلظت نصف MBEC نیز برخلاف نانوذره های نقره باعث ثابت نگه داشتن جرم فیلم زیستی شد. بررسی زمان مرگ باکتری ها نشان داد که نانوذره های نقره موجود در نانوکامپوزیت به دلیل درگیری با نشاسته و نانوذره های آهن اکسید و متعاقبا رهایش کندتر نقره در مقایسه با نانوذره های نقره مجزا با سرعت کمتری باعث مرگ باکتری های گرم مثبت و منفی می شود.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانو نقره، آهن اکسید، نشاسته، فعالیت ضدباکتریایی
  • الهام نصیری، مریم نیک زاد *، معصومه طاهری مهر صفحات 13-25

    در این مطالعه، چارچوب فلزی-آلی UMCM-150 تحت عنوان Fe1Cu2(BHTC)2 و Cu3(BHTC)2 برای حمل و رهایش داروی غیراستروییدی استامینوفن به کار گرفته شد. سنتز این چارچوب ها با روش حلال گرمایی صورت گرفت. با استفاده از تصویرهای آنالیز SEM  و طیف پرتوXRD بلورینگی ذره ها تایید شد. برای بررسی پایداری ذره ها از آنالیز DSL و ارزیابی پایداری گرمایی آن ها از آنالیزTGA  استفاده شد. همچنین مساحت سطح، حجم و اندازه روزنه های ذره ها هم توسط دستگاه BET اندازه گیری شد که نشان دهنده سطح ویژه مناسب و مزوحفره بودن تخلخل ها است. پس از بارگذاری داروی استامینوفن در حامل ها با بازده 29/25% برای Fe1Cu2(BHTC)2 و 82/10% برای Cu3(BHTC)2، میزان رهایش دارو در محلول نمکی بافر فسفات در 4/7pH= بررسی شد. بیشترین بازده رهایش دارو برای Fe1Cu2(BHTC)2 و Cu3(BHTC)2 به ترتیب 45/41 و 5/57% به دست آمد. همچنین، سینتیک رهایش دارو توسط مدل های گوناگون سینتیکی (درجه صفر، درجه اول، هیگوچی و کورمیرپپاس) مورد بررسی قرار گرفت که از این میان، مدل کورسمیرپپاس بهترین تطابق (92/0<R2) را با داده های آزمایشگاهی رهایش دارو داشته است. با توجه به نتیجه های به دست آمده چارچوب های آلی فلزی سنتز شده بر پایه آهن و مس گزینه امیدوارکننده ای برای حمل و رهایش آهسته داروی  استامینوفن می باشد.

    کلیدواژگان: چارچوب فلزی-آلی، لیگاند آلی، دارورسانی، استامینوفن، آهسته رهش
  • مهدی خلج *، سمیرا عرب سلمان آبادی صفحات 27-36

    در این پژوهش سه روش ساده شامل شرایط گرمایی، فراصوت و روش آسیاب کاری با سرعت بالا (HSBM) برای تهیه مشتق های پیرانو[3،4d-]تیازولو[2،3a-]پیریمیدین در حضور نانوپودرهای منیزیم اکسید در شرایط بدون حلال به کار رفت. نانوپودرهای منیزیم اکسید در محلول آبی دارای آب پرتقال تازه تهیه شده و با فناوری های XRD، FE-SEM، EDS و FT-IR شناسایی شد.

    کلیدواژگان: نانوپودر منیزیم اکسید، پیریمیدین ها، فناوری HSBM، پیرانو[3، 4d-]تیازولو[2، 3a-]پیریمیدین
  • زهرا برمکی، حسین آقایی *، احمد سیف، مجید منجمی صفحات 37-55

    در این پژوهش در گام نخست، نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNTs) عامل دار شد و سپس مورد مشخصه یابی قرار گرفت. در فرایند مشخصه یابی از اسپکتروسکوپی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پودری پرتو X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز بت. امت، تلر. بارت.جوینر.هالندا (BET/BJH) و آنالیز اندازه ذره ها (PSA) استفاده شد. در گام بعدی از نانولوله های کربنی عامل دار شده (FMWCNTs) برای حذف یون های آلاینده از محیط های آبی استفاده شد. اثر عامل های موثر بر بازدهی فرایند جذب، مانند غلظت اولیه جذب شونده، C0، مقدار جاذب (W)، pH، زمان تماس جذب شونده با جاذب و دما مطالعه شد و مقدار بهینه هر یک از آن ها تعیین شد. نتیجه های به دست آمده از بستگی ظرفیت جذب تعادلی، qe، با غلظت اولیه جذب شونده در شرایطی که سایر عامل های موثر بر جذب در مقدار بهینه خود ثابت بودند. با چند هم دمای جذب مقایسه شد و معلوم شد که هم دمای لانگمویر، تمکین و فروندلیش سازگاری خوبی با نتیجه های این پژوهش دارند. ولی سازگاری هم دمای فروندلیش بهتر است. بررسی های سینتیکی فرایند جذب سطحی مورد مطالعه نشان داد که معادله سینتیکی شبه مرتبه اول با نتیجه های تجربی سازگاری خوبی را دارد و در همان حال مدل نفوذ درون مولکولی نیز می تواند با نتیجه های سینتیکی این پژوهش سازگار باشد. ترمودینامیک جذب نیز با در نظر گرفتن چگونگی بستگی، qe، با دما در شرایطی که سایر عامل ها بر روی مقدارهای بهینه خود ثابت نگهداشته شدند، مورد مطالعه قرار گر فت و توابع ترمودینامیکی جذب محاسبه شدند. نتیجه ها نشان داد، که فرایند جذب سطحی مورد مطالعه در گستره دمایی به کار رفته خودبه خودی ( G0ad<0) یعنی اگزرگونیک است و گرمازا می باشد  ( H0ad< 0)و با کاهش در بی نظمی سامانه جذب شونده و جاذب همراه است ( S0ad<0). باتوجه به مقدار H0ad می توان پیشنهاد نمود که جذب سطحی مورد مطالعه تا حدودی می تواند در ردیف جذب فیزیکی قلمداد شود.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، جذب شونده، جاذب، سینیتیک و ترمودینامیک جذب سطحی، هم دما، نانولوله های کربنی عامل دارشده، یون کروم (III)
  • حدیثه معصومی، محدثه یوسفی، حسین قنادزاده گیلانی * صفحات 57-70

    در این پژوهش، جذب سطحی یون روی در سامانه های ناپیوسته توسط ریزجلبک اسپیرولینا خام و مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. اثر عامل های موثر بر فرایند جذب مانند pH  اولیه ، مدت زمان تماس، غلظت اولیه یون روی، مقدار جاذب و دما بر درصد حذف و ظرفیت جذب یون روی بررسی شد. همچنین،  ویژگی های جاذب با استفاده از تصویرهایSEM  و طیف FT-IR مورد مطالعه قرار گرفت. در مطالعه اثر pH ، بالاترین درصد جذب یون روی در 6pH= اتفاق افتاد. با بررسی تاثیر مقدار جاذب بر جذب روی، مفدار 03/0 گرم برای جاذب های ریزجلبک اسپیرولینا و ریزجلبک مغناطیسی به عنوان جاذب بهینه به دست آمد، به طوری که در مقدار بهینه جاذب در غلظت اولیه mg/l150 درصد حذف برای ریزجلبک اسپیرولینا و ریزجلبک مغناطیسی به ترتیب  43/84% و 56/96% به دست آمد. با افزایش زمان تماس بین جاذب و محلول، درصد جذب افزایش یافته و پس از گذشت 10 دقیقه برای ریزجلبک خام و مغناطیسی به تعادل رسید. با بررسی مدل های سنتیکی مشاهده شد که مدل سینتیک شبه درجه دوم  برای هر دو جاذب از مطابقت خوبی برخوردار بود. در بررسی اثر غلظت اولیه یون روی در بازه 50-300 میلی گرم بر لیتر، نتیجه ها نشان داد که با افزایش غلظت، درصد جذب کاهش یافت. همچنین، در بررسی اثر غلظت اولیه یون روی در محلول و برازش داده های تجربی هم دماهای سیپس و لانگمویر به ترتیب با داده های تجربی مربوط به ریزجلبک خام و مغناطیسی بهترین تطابق را دارا بودند. با بررسی اثر دما دیده شد که با افزایش دما برای محلول دارای ریزجلبک خام و اصلاح شده، درصد جذب کاهش یافت. پارامترهای ترمودینامیکی در دماهای 293، 303، 313 و 323 کلوین مورد بررسی قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، ریزجلبک اسپیرولینا، سینتیک، ریزجلبک مغناطیسی، یون روی، هم دما
  • مجید سعیدی *، مریم صفری پور صفحات 71-84

    در مطالعه حاضر، انتقال گرما جابه جایی آزاد یک محفظه L- شکل پر شده با نانوسیال آب و مس، به منظور بررسی اثر مولفه های گوناگون مانند نسبت اندازه ای محفظه ، کسر حجمی نانوذره های مس و عدد رایلی، بر ضریب انتقال گرما، توزیع دما و سرعت مورد مطالعه قرار گرفته است. معادله های حاکم بر جریان سیال، شامل معادله های پیوستگی، مومنتوم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود حل شده اند. نتیجه ها نشان می دهد که در اعداد رایلی بالا، مکانیسم غالب در انتقال گرما، از رسانش به جابه جایی آزاد تغییر می کند و بیشینه ضریب انتقال گرما کاهش می یابد. در حالی که در اعداد رایلی پایین، سیال در  بخش افقی محفظه، بدون حرکت است و مکانیسم غالب انتقال گرما، رسانش است. انتقال از هدایت به جابه جایی آزاد در اعداد رایلی در گستره 105 تا 106رخ می دهد. همچنین حضور نانوذره های مس برای تمامی مقدارهای عدد رایلی، منجر به افزایش ضریب انتقال گرما می شود.افزون بر این نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی بیانگر از آن است که قرارگیری تعدادی پره در محفظه، ضریب انتقال گرما را به طور چشمگیری افزایش می دهد. نتیجه ها نشان داد  افزودن سه پره در ساختار محفظه در شرایط اندازه ای  4/0، کسر حجمی نانوذره 1/0 و عدد رایلی 106، ضریب انتقال گرما را از W /m2 K  3/984 بهK /m2 W 8/1093 افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: جابه جایی آزاد، محفظه L- شکل، نانوسیال، انتقال گرما
  • حسن زارع علی آبادی *، مجتبی ساعی مقدم صفحات 85-95

    انرژی خورشید به دلیل تجدید پذیر بودن و نداشتن خطر آلودگی محیط زیست مناسب ترین گزینه برای تامین انرژی بشر محسوب می شود. البته مشکل هایی از جمله بازده پایین و چگونگی تبدیل این انرژی گرمایی به اشکال دیگر انرژی وجود دارد. کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت از جمله مهم ترین وسایل جذب انرژی گرمایی خورشیدی برای مصرف های صنعتی و خانگی هستند. در این پژوهش عملکرد گرمایی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت با استفاده از نانوذره روی اکسید در سیال پایه آب + اتیلن گلیکول به عنوان سیال عامل بررسی شده است. هدف از انجام این پژوهش بهبود عملکرد گرمایی و چگونگی بالا بردن بازده گرمایی کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت بود. ابتدا آزمایش هایی در حضور سیال عامل ترکیبی 65% آب + 35% اتیلن گلیکول صنعتی بدون نانوذره انجام شد و بازدهی کلکتور به دست آمد و در ادامه بازده کلکتور در حضور نانوذره روی اکسید با درصدهای حجمی  05/0% و 1/0% در بازه شدت جریان حجمی lit /min 5-1 بررسی شد. با تعیین میزان جذب گرما در حضور نانوسیال نسبت به سیال پایه خالص، اثر نانوذره و غلظت آن، همچنین سرعت نانوسیال بر بهبود عملکرد گرمایی کلکتور بررسی شد. استفاده از نانوسیال روی اکسید در 05/0% و 1/0% درصد حجمی باعث افزایش 20-4 درصدی در بازده گرمایی متوسط و 33-8% در بیشینه بازده کلکتور خورشیدی صفحه تخت شد. البته لازم به ذکر است هر چند در نانوسیال با درصد حجمی بیشتر، حدود 7-5 درصد به بازدهی متوسط گرمایی کلکتور خورشیدی اضافه شد ولی در مقابل سرعت ته نشینی نانوذره ها در سیال پایه را نیز بیش تر کرد.

    کلیدواژگان: کلکتور خورشیدی صفحه تخت، سیال عامل آب- اتیلن گلیکول، نانوذره روی اکسید، بازده گرمایی
  • مریم دردی محمدی، سید رضا حسینی زوارمحله *، شهرام قاسمی میر صفحات 97-112

    در این پژوهش، نانوهیبریدهای گرافن اکسید کاهش یافته (گرافن)-مس (Cu-rGO)، گرافن-پالادیوم (Pd-rGO) و گرافن-مس/پالادیوم (Pd/Cu-rGO) تهیه شدند و به عنوان مواد الکترودی برای الکتروکاتالیز اکسایش هیدرازین مورد استفاده قرار گرفتند. بدین منظور، نخست GO به روش هامر اصلاح شده، تهیه شد. در ادامه، برای تهیه نانوهیبرید Cu-rGO، GO و پیش ماده فلزی با استفاده از هیدرازین مونوهیدرات، همزمان به طور شیمیایی کاهش یافتند. سپس، نانوهیبرید Pd/Cu-rGO از روش واکنش شیمیایی بین نانوهیبرید Cu-rGO و محلول اسیدی واجد پالادیوم کلرید، به وسیله جابه جایی گالوانی نانوذره های Cu باII  Pd به دست آمد. ریخت شناسی و اندازه ذره ها با استفاده از میکروسکوپی الکترون روبشی-گسیل میدانی (FE-SEM) مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه های FE-SEM، تشکیل نانوذره های Cu و Pd/Cu را به ترتیب با اندازه میانگین در حدود 20 و nm 15 بر سطح گرافن نشان داد. نقشه برداری عنصری از نانوهیبریدهای تهیه شده، پراکندگی یکنواخت نانوذره های Cu و Pd/Cu را بر روی بستر گرافنی به نمایش گذاشت. گروه های عاملی در GO و گرافن با استفاده از طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه تعیین شدند. با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس، ساختار نانوذره ها در نانوهیبریدها شناسایی شد. نتیجه های طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که اصلاح الکترود کربن شیشه ای (GCE) با نانوهیبریدهای تهیه شده، به شیوه موثری مقاومت انتقال بار بین گونه های ردوکس و الکترودهای اصلاح شده را کاهش می دهد. قابلیت GCE اصلاح شده برای الکتروکاتالیز اکسایش هیدرازین در محلول بافر فسفات M 1/0 (7(pH= مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده فعالیت الکتروکاتالیزی قابل پذیرش از الکترود اصلاح شده در جهت اکسایش هیدرازین را نشان داد. همچنین، نانوهیبرید Pd/Cu-rGO افزون بر مساحت سطح بالا، به دلیل اثر هم افزایی بین Cu و Pd، فعالیت الکتروکاتالیزی بالاتری را نسبت به اکسایش هیدرازین به نمایش گذاشت.

    کلیدواژگان: نانوهیبرید، گرافن، نانوذره های دوفلزی، الکتروکاتالیز، هیدرازین
  • فهیمه پرویزیان *، سمانه بنده علی، فاطمه انصاری صفحات 113-126

    در این پژوهش غشاهای نانوتصفیه ترکیبی با معرفی نانوذره های اولییک اسید-تیتانیوم اکسید (OA-TiO2) بر پایه پلی اتر سولفون (PES) با استفاده از روش وارونگی فاز ساخته شدند. نخست نانوذره های (OA-TiO2) سنتز شدند و غلظت های گوناگون از نانوذره های سنتز شده برای تهیه غشاهای نانوتصفیه مورد استفاده قرار گرفتند. نانوذره های سنتز شده توسط طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و آنالیز XRD مشخص شدند. افزون بر این، ریخت شناسی غشاها با استفاده از تصویرهای FESEM و تصویرهای سه بعدی سطح مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد جداسازی غشاها توسط زاویه تماس، شار آب خالص (PWF)، نسبت بازیابی شار (%FRR) و میزان پس دهی Na2SO4 و CrSO4 مورد ارزیابی قرار گرفت. بالاترین مقدار شار خالص آب (L/m2h 206/18) برای M2 با 42% افزایش در مقایسه با غشای PES بدون نانوذره به دلیل افزایش غلظت هیدرولیکی و پراکندگی بهتر نانوذره هایOA-TiO2  در فشار 5/4 مگاپاسکال به دست آمد. بالاترین مقدار پس دهیNa2SO4  (5/%81) برای M3 و بالاترین حذف CrSO4  (4/%80) برای M5 در فشار 5/4 مگاپاسکال آشکار شد که می توان آن را به علت افزایش دافعه ی الکترواستاتیک و سازوکار های جذب نسبت داد. ترکیب نانوذره های OA-TiO2 در PES باعث افزایش  %FRR  به 83%  و بهبود ویژگی ها ضد گرفتگی شد.

    کلیدواژگان: غشاهای نانوتصفیه، نانوذره های تیتانیوم اکسید اصلاح شده، حذف کروم، اولییک اسید
  • سمیه مشهدی *، مریم قاسمی صفحات 127-143

    هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد کربن فعال میوه نسترن وحشی عامل دار شده با تترا اتیلن پنتا آمین است که توسط موج های مایکروویو برای حذف رنگ متیلن بلو از محلول آبی تهیه شده است. بررسی ویژگی های ساختاری و ریخت شناسی جاذب فعال شده با استفاده از فناوری های گوناگون تجزیه ای مانند طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی انجام شد. ریخت شناسی سطح و وضعیت فیزیکی سطح جاذب، ریخت شناسی متخلخلی را نشان می دهد که دارای منافذ متعدد و عمیق مناسب برای جذب رنگ است. از طراحی آزمایش تاگوچی برای یافتن بهترین شرایط برای حذف رنگ متیلن بلو از محلول آبی استفاده شد. اثر متقابل پارامترهای گوناگون مانند pH، دوز جاذب، زمان واکنش، غلظت اولیه رنگ و درجه گرما، در 3 سطح گوناگون با استفاده از روش تاگوچی L27 مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از واریانس یک طرفه و محاسبه سرعت سیگنال به نویز انجام شد. بر اساس نسبت سیگنال به نویز، شرایط بهینه فرایندpH   برابر 4، دوز جاذب 03/0 گرم، زمان تماس 30 دقیقه، غلظت اولیه مگابایت 25 میلی گرم در لیتر و دمای 298 کلوین بود. با توجه به نتیجه های واریانس یک طرفه، تاثیر فاکتورهای قابل کنترل به ترتیب نزولی عبارت اند از pH > دز جاذب > دما > غلظت اولیه رنگ > زمان تماس. علاوه بر این، رفتار جذب این جاذب به خوبی با مدل هم دما لانگمیور و مدل جنبشی شبه دوم مطابقت دارد. کل فرایند جذب رنگ متیلن بلو بر روی این جاذب در شرایط استاندارد به صورت خود به خودی و گرمازا است.

    کلیدواژگان: متیلن بلو، حذف، کربن فعال، طراحی آزمایش، نسترن وحشی
  • علی زراعتکارمقدم *، قادر بامری صفحات 145-156

     در شیمی تجزیه آماده سازی نمونه پیش از هرگونه اندازه گیری دستگاهی یکی از مهم ترین مرحله ها است. استخراج یکی از پرکاربردترین روش های آماده سازی نمونه است که باعث تغلیظ آنالیت و انتقال آن به محیطی با بستر ساده تر و تمیزتر می شود. در نتیجه در کار حاضر، روش ریزاستخراج الکتروغشایی همراه با تشخیص اسپکتروفتومتری فرابنفش-مریی برای تغلیظ و اندازه گیری میزان متیلن بلو در نمونه های ماهی پرورشی پیشنهاد شده است.  غشا با استفاده از آگاروز و استیک اسید تهیه شده و نتیجه ها نشان دهنده موفقیت آمیز بودن فرایند ریزاستخراج بود. از طرح مرکب مرکزی برای مدل سازی و بهینه سازی روش استخراج و اندازه گیری پیشنهادی استفاده شده است. شرایط بهینه برای مرحله تغلیظ عبارت اند از: مقدار آگاروز 5% (وزنی/حجمی)، مقدار استیک اسید 1/0 % (حجمی/حجمی)، pH  فاز دهنده و گیرنده به ترتیب 3/8 و 2، ولتاژ اعمالی 80 ولت، و زمان استخراج 25 دقیقه. در شرایط بهینه، میزان دقت برحسب واحد انحراف استاندارد نسبی برابر با 3/2% و دامنه خطی µM 560/1 - 015/0 یافت شد. حد تشخیص تیوری و عملی به ترتیب برابر با 3-10×7/4 و µM 10-3×4/15 بود. اعتبارسنجی روش با سایر روش های استخراج الکتروغشایی مقایسه شده است. روش پیشنهادی روشی سریع، حساس، نیاز به حجم کم نمونه و زمان استخراج کوتاه با دقت و صحت بالا را ارایه داد که به طور موفقیت آمیزی برای آنالیز مقدار متیلن بلو در نمونه های ماهی پرورشی کاربرد داشت.

    کلیدواژگان: ریزاستخراج الکتروغشایی، تغلیظ، اندازه گیری، متیلن بلو، بهینه سازی، طراحی آزمایش، ماهی پرورشی
  • مجید کلاته بجدی *، محمد بهبهانی، علی گرجی زاده کهواده صفحات 157-171

     در این پژوهش، اندازه گیری الکتروشیمیایی داروی پروپرانولول بر روی سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده با نانوذرات مغناطیسی کیتوسان پیوند زده شده با گلوتار آلدهید، انجام پذیرفت. از تکنیک ولتامتری چرخه ای و ولتامتری موج مربعی به منظور مطالعه و اندازه گیری داروی مورد نظر بهره گرفته شد. به منظور مشخصه یابی اصلاح گر  از آنالیز های FT-IR، XRD، SEM، EDX و BET استفاده شد. عوامل موثر بر عملکرد الکترود بررسی شد که شرایط بهینه بدین صورت به دست آمد، 7=pH، زمان جذب 10 دقیقه و مقدار 10 درصد اصلاح گر. در شرایط بهینه، بازه خطی غلطتی پروپرانولول 1 تا 14 میکرومولار و 14 تا 284 میکرومولار و حد تشخیص 3/0 میکرومولار به دست آمد. این الکترود برای اندازه گیری پروپرانولول در نمونه های حقیقی مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه با سایر روش های اندازه گیری، سهولت کار و قیمت مناسب، بدون از دست رفتن حد تشخیص از دیگر ویژگی های این الکترود است

    کلیدواژگان: الکترود خمیرکربن، داروی پروپرانولول، ولتامتری چرخه ای، ولتامتری موج مربعی، کیتوسان پیوند زده شده با گلوتارآلدهید
  • رضا ثقفی *، جواد یکرنگ صفحات 173-182

     به تازگی عملیات تکمیل تزریق درونی سدیم هیپوکلریت به درون غشاهای توخالی معرفی شده است. در عملیات تکمیل تزریق درونی سدیم هیپوکلریت، محلول سدیم هیپوکلریت توسط یک پمپ با فشاری مشخص و در یک بازه زمانی تعیین شده به درون کانال الیاف توخالی از یک سو تزریق شده و از سوی دیگر خارج می شود. نتیجه های پژوهش های انجام شده نشان داده است که تکمیل تزریق درونی سدیم هیپوکلریت یک تکمیل نوین و با توانایی بسیار بالا در مقایسه با نوع سنتی آن می باشد. در این پژوهش تاثیر تغییرهای فشار اعمالی در تزریق تکمیل سدیم هیپوکلریت در بازه psig 10-30 بر ویژگی های مکانیکی، اندازه روزنه ها و تراوایی هیدرولیکی غشاهای الیاف توخالی پلی سولفون تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. برای تخمین اندازه روزنه های غشاهای الیاف توخالی از روش پردازش تصویرهای عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) استفاده شد. نتیجه ها بیانگر افزایش محسوس اندازه روزنه ها و تراوایی هیدرولیکی غشاهای الیاف توخالی تولید با افزایش فشار تزریق محلول سدیم هیپوکلریت در بازه   psig 10-30 می باشد. همچنین با افزایش فشار تزریق محلول سدیم هیپوکلریت افت ویژگی های مکانیکی غشاهای الیاف توخالی تکمیلی محسوس می باشد که این امر به دست آمده از حذف بیش تر پلی وینیل پیرولیدون (PVP) از ماتریس پلیمری غشاهای الیاف توخالی تکمیل شده می باشد.

    کلیدواژگان: تکمیل هیپوکلریت، الیاف توخالی، پلی سولفون، فشار تزریقی، تراوایی هیدرولیکی
  • سعید علمدار میلانی *، حمیدرضا اعرابی صفحات 183-196

    این مطالعه، تحلیلی از سازوکار انتقال یون های توریم (IV) در یک غشای درون گیره در پلیمر (PIM) ارایه می دهد. یک PIM دارای پلی وینیل کلرید (PVC) به عنوان پلیمر پایه، و دی- (2- اتیل هگزیل) فسفریک اسید (EHPA 2D) به عنوان حامل مورد استفاده قرار گرفت. اول از همه، تاثیر غلظت حامل به عنوان یک پارامتر مهم در فرایند انتقال مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین پارامترهای فاز آبی شامل غلظت اولیه ی توریم (IV) و pH فاز خوراک، غلظت اسید در فاز عریان ساز بررسی شد. صرف نظر از غلظت اولیه ی توریم (IV)، برای شرایط آزمایش، 45 درصد وزنی EHPA 2D به عنوان مقدار بهینه ی غلظت حامل، بیش ترین اثرات را بر روی فرایند انتقال نشان داد. مطالعات سینتیک و سازوکار انتقال یون های توریم (IV) نشان داد که انتقال یون های توریم (IV) در PIM با معادله ی سینتیکی درجه ی اول سازگار بوده و سازوکار «جهش»، سازوکار غالب در  انتقال توریم (IV) در سامانه مورد مطالعه است.

    کلیدواژگان: غشای درون گیره در پلیمر (PIM)، انتقال توریم (IV)، سازوکار «جهش»، EHPA 2D، سینتیک
  • معصومه قلبی آهنگری * صفحات 197-205

    در این تحقیق کاتالیست های (HSAPO-34) به روش هیدروترمال سنتز شدند. از نرمال پروپیل آمین به عنوان عامل ایجاد کننده ساختار مزو، استفاده شد. این کاتالیست ها در اثر تشکیل کک، طول عمر کوتاهی دارند. کک ها که اصولا آروماتیک ها و ایزومرهای شاخه دار می باشند، در داخل فضاهای خالی کاتالیست تشکیل شده و به صورت بازگشت ناپذیری بر سایت های اسیدی جذب می شوند، در نتیجه غلظت سایت های اسیدی کاتالیست، کاهش می یابد استفاده از فلزهای گوناگون از جمله لانتانیدها به عنوان بهبود دهنده ساختار کاتالیست، اسیدیته کاتالیست را اصلاح می کند، لذا از ترکیب نمک فلز Ce و La جهت بهبود ساختار و افزایش طول عمر کاتالیست سنتز شده، استفاده شد. برای تعیین ویژگی های کاتالیست سنتز شده (CeLa/HSAPO-34)، از روش های گوناگون (XRD،FESEM ،NH3-TPD ، BET)  استفاده شد. عملکرد کاتالیستی (CeLa/HSAPO-34) در یک راکتور بستر ثابت در واکنش تبدیل متانول به پروپیلن مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های آزمون کاتالیستی، تبدیل متانول بالای (90%) و گزینش پذیری نسبت به پروپیلن  (5/48 %) را نشان داد و مدت زمان 8  ساعت طول کشید تا کاتالیست غیرفعال شود.

    کلیدواژگان: هیدروترمال، پروپیلن، متانول، لانتانیدها
  • سید مهدی موسوی *، عباس آقایی نژاد میبدی صفحات 207-214

     کاتالیست های اکسید مختلط فلزی CeO2-MnOx (نسبت مولی 3/1=Mn/Ce) بارگذاری شده بر پایه ZSM-5 با درصدهای بارگذاری گوناگون با روش سل-ژل احتراقی تهیه شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کاتالیست های تهیه شده با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز جذب نیتروژن با هم دمای BET شناسایی شد. نتیجه های XRD و SEM تایید کننده ساختار نانو بلور ی اکسیدهای مختلط فلزی CeO2-MnOx بارگذاری شده و همچنین توزیع بالای آن ها بر سطح ZSM-5 بود. در ادامه، کارایی کاتالیست های تهیه شده در اکسایش کاتالیستی اتیل استات به عنوان مدلی از ترکیب های آلی فرار در یک راکتور بستر ثابت در فشار اتمسفری بررسی شد. تاثیر برخی پارامترها مانند درصد بارگذاری CeO2-MnOx، دمای عملیات اکسایش، زمان عملیات اکسایش و حضور بخار آب بر میزان تبدیل کاتالیستی اتیل استات نیز بررسی شد. با بارگذاری اکسید مختلط فلزی  CeO2-MnOx بر روی ZSM-5 فعالیت آن افزایش یافت. این افزایش به دلیل حضور سایت های فعال فلزی و خاصیت اکسایش کاهش بالای اکسید فلزی مختلط می باشد. همچنین افزایش مقدار بارگذاری تا wt.% 20، منجر به افزایش فعالیت کاتالیست شد. با افزایش دمای واکنش راکتوری نیز درصد تبدیل اتیل استات افزایش داشت و بالاترین عملکرد در دمای C 350 به دست آمد. همچنین حضور بخار آب در خوراک راکتوری، باعث کاهش عملکرد کاتالیستی نمونه های تهیه شده شد. بهترین کاتالیست با درصد تبدیل 99% بر روی کاتالیست CeO2-MnOx/ ZSM-5 با درصد بارگذاری 20% در دمای C 350 به دست آمد.

    کلیدواژگان: اکسایش کاتالیستی، اکسید مختلط فلزی، CeO2-MnOx، پایه ZSM-5، اتیل استات
  • اسماعیل فرمانی قشلاقی، یدالله مرتضوی *، عباسعلی خدادادی صفحات 215-224

     ایران سرشار از منابع گازی است که می تواند مهم ترین منبع برای تولید هیدروژن به حساب آید. خالص سازی هیدروژن تولیدشده برای استفاده در فرایندهای گوناگون لازم است. یکی از کاربردهای هیدروژن در پیل های سوختی است که نیاز به خالص سازی از کربن مونوکسید و رساندن آن به میزان بسیار کم در حد ppm 10 است. علت این امر مسموم شدن آند پیل سوختی توسط کربن مونوکسید است.  استفاده از نانوکاتالیست ها به خصوص نانوکاتالیست های طلا برای خالص سازی هیدروژن در فرایندها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش نانوذره های با طلا پوشش دهی شده برای اکسایش گاز کربن مونوکسید در حضور گاز غنی هیدروژن مورد بررسی قرار گرفت که اثر به سزایی در میزان تبدیل این گاز داشت. در این کار از آنالیزهای FESEM، BET، XRD، TPR برای مشخصه یابی و FT-IR برای آزمون عملکرد کاتالیستی برای فرایند اکسایش ترجیحی کربن مونوکسید استفاده شد. نتیجه های آزمون عملکرد برای کاتالیست های سنتزشده CeO2 < Cu5%IMP-CeO2 < Au-CeO2 < Au-Cu5%IMP-CeO2 بود که نشان از اثر هم افزایی طلا و مس برای اکسایش ترجیحی کربن مونوکسید داشت.

    کلیدواژگان: خالص سازی هیدروژن، پیل سوختی، کاتالیست های طلا، اکسایش ترجیحی کربن مونوکسید، کاتالیست مس-سریا
  • فایزه خدایی، مرتضی قلی زاده * صفحات 225-237

    در این پژوهش پیرولیز چوب صنوبر در مجاورت کاتالیست بیوچار تولیدی از فرایند گازسازی چوب صنوبر، بررسی شد. بدین منظور، در یک راکتور با اندازه آزمایشگاهی، 30 گرم از نمونه بارگذاری شد و پیرولیز در دمای 500 درجه سلسیوس و در فشار یک اتمسفر انجام پذیرفت. نتیجه ها نشان داد که کاتالیست بیوچار تاثیر محسوسی بر میزان سوخت زیستی به دست آمده از پیرولیز نداشته است. در حالی که میزان فراورده گازی کاهش (78/5 درصد) و بیوچار افزایش یافته (19/5 درصد)؛ همچنین مشخصه های فراورده های تولیدی را تغییر داده است. در مورد فراورده های گازی، کاتالیست مجموع میزان CO و CO2 را افزایش (68/8 درصد) و نیز مجموع گازهای هیدروکربنی یبش تر از دو کربن را کاهش داد (10/16 درصد). ولی تاثیر محسوسی بر میزان CH4 نداشته است. بیوچار میزان آروماتیک‏ ها را افزایش و ترکیب های خطی را در سوخت زیستی کاهش داده است که نشان از تمایل کاتالیست بیوچار برای فرایند تبدیل ترکیب های خطی به آروماتیک‏ ها مانند اسیدهای کربوکسیلیک بوده است. همچنین بیوچار تمایل زیادی برای اکسیژن‏زدایی از سوخت زیستی را داشت که منجر به بهبود ویژگی های سوخنی سوخت زیستی شد. چار تولیدی دارای آروماتیک کمتری بوده است. آنالیز DTG نشان دادکه چار به دست آمده از فرایند پیرولیز کاتالیستی شبکه مولکولی سبک‏تر و منظم‏تری داشته است. همچنین آنالیز XRD کاتالیست نشان داد که لایه ‏ای از مواد کربنی (کک) که به دلیل فرایند بسپارش ترکیب های آروماتیکی موجود در بخارهای تولید شده در فرایند پیرولیز است، بر روی کاتالیست نشسته بوده است. در کل حضور بیوچار تغییری در میزان سوخت زیستی نداشته اما کیفیت سوخت آن مانند میزان آروماتیک ها را افزایش داد.

    کلیدواژگان: چوب صنوبر، پیرولیز، کاتالیست، بیوچار
  • پوریا پاکدامن، علی حفیظی *، محمدرضا رحیم پور، علی درویشی، اکبر بوالحسنی صفحات 239-246

    تشکیل کک یکی از مهم ترین عامل های غیرفعال شدن بسیاری از کاتالیست های صنایع پالایش و پتروشیمی است. در این پژوهش به بررسی تشکیل کک در ساختار کاتالیست α-Al2O3/Ag-Pd با نام تجاری G58C پرداخته شده است. بدین منظور عامل های گوناگون هیدروکربنی شامل تولوین، زایلن، بنزن، پروپیلن و روغن سبز در شرایط عملیاتی گوناگون شدت جریان ورودی، دما و زمانی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین کاتالیست تازه و کک دار شده توسط آزمون های تعیین مشخصات گوناگونی مانند FT-IR، FE-SEM و TGA مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد این کاتالیست به دلیل میزان اسیدیته ی سطحی کم، تمایل زیادی برای تشکیل کک ندارد.  همچنین نتیجه ها بیانگر تشکیل رسوب زیاد با استفاده از روغن سبز به دلیل شکست دما بالای ترکیب های سنگین در ساختار کاتالیست می باشد.

    کلیدواژگان: غیرفعال شدن کاتالیست، کک، هیدروژنه کردن استیلن به اتیلن، روغن سبز
  • مهدی شکوریان فرد *، حمیدرضا قناعتیان، مرتضی گل محمدی صفحات 247-271

    در این پژوهش، برهمکنش نوکلیوبازهای متیله شده آدنین (m-A)، گوانین (m-G)، سیتوزین (m-C) و تیمین (m-T) با پنج مایع یونی (IL) ([4BF][Bmim]، [4BF][BPy]، [4BF][Ch]، [COO3CH][Bmim] و [COO3CH][Bpy]) با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT) در سطح نظری X06-2M و مجموعه پایه G(d,p) ++6-311 مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، ماهیت و قدرت برهمکنش بین نوکلیوبازهای متیله شده و مایع های یونی با استفاده از چهار روش تجزیه و تحلیل اوربیتال پیوندی طبیعی (NBO)، اتم ها در مولکول ها(AIM) ، سطح  های گرادیان دانسیته کاهش یافته (RDG) و آنالیز تجزیه انرژی (EDA) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتیجه این پژوهش نشان داد که برهمکنش بین نوکلیوبازهای متیله شده و مایع های یونی دارای ماهیت الکترواستاتیک بوده و عمدتا از روش پیوندهای هیدروژنی است. همچنین به منظور پی بردن به قدرت برهمکنش مایع های یونی و نوکلیوبازهای متیله شده، مقدار انرژی پیوندی  ( ) برای کمپلکس های مایع یونی...نوکلیوباز متیله شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه محاسبه هایDFT  نشان داد که قدرت برهمکنش نوکلیوبازهای متیله شده با مایع های یونی دارای ترتیب m-G...IL > m-C...IL > A...IL > m-T...IL است.

    کلیدواژگان: تیوری اتم ها در مولکول ها، پیوند هیدروژنی، مایع یونی، نظریه تابعی چگالی، نوکلیوباز متیله شده
  • مریم عنافچه *، سارا حسین غانمی صفحات 273-281

    به منظور طراحی نسل جدیدی از لیگاندهای گازانبری فولرن، واکنش های حلقه زایی [2+3] قفس فولرن C20 با مشتقات آزومتین ایلید RHC-NH+=CHR مطالعه شد. مقدارهای منفی واکنش های حلقه زایی گرماده بودن تشکیل فولرن های گازانبری مورد نظر را نشان می دهد. بررسی اثر ماهیت بازوهای جانبی بر روی لیگاندهای گازانبری فولرن بر پایه اوربیتال های مولکولی نشان می دهد که انرژی واکنش با انرژی اوربیتال های هومو دو قطبی های واکنش دهنده ارتباط دارد. پایداری کمپلکس های فلز-لیگاند از عدم استقرار جفت الکترون های تنهای اتم های نیتروژن دهنده به اوربیتال های ضد پیوندی فلز واسطه ناشی می شود. بر اساس نتیجه های حاضر، قوی ترین برهمکنش به دلیل عدم استقرار جفت الکترون های تنهای نیتروژن مرکزی به اوربیتال های ضد پیوندی فلز واسطه است که به وسیله برهمکنش جفت های الکترون های تنهای نیتروژن های بازوهای جانبی با اوربیتال های ضد پیوندی فلز واسطه دنبال می شود.

    کلیدواژگان: لیگاند گازانبری، فولرن، آزومتین ایلید، حلقه زایی
  • فهیمه اکبری، علیرضا نوروزی *، علی ابراهیمی صفحات 283-297

    در این پژوهش با استفاده از نظریه تابعی چگالی، آنالیز اتم ها در مولکول ها و آنالیز اوربیتال های پیوندی طبیعی، قدرت پیوندهای هیدروژنی منفرد و انرژی برهمکنش کل، در جفت باز آدنین-تیمین (AT) همراه با استخلافات داکسی ریبوز (d) و فسفات (p)، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های انرژی های الکترونی مطلق نشان می دهد که ساختارهای دارای استخلاف از جفت باز مادر AT ، پایدارتر هستند. علاوه بر این بر طبق نتیجه های انرژی پیوند هیدروژنی، اتصال داکسی ریبوز از سمت آدنین نسبت به تیمین، باعث افزایش بیشتر قدرت پیوند هیدروژنی کل شده است. در همه ساختارها، اتصال داکسی ریبوز باعث افزایش قدرت پیوند هیدروژنی N-H...N و کاهش قدرت N-H...O می شود. در حالی که اتصال فسفات باعث تعدیل اثر افزایشی استخلاف داکسی ریبوز بر روی قدرت پیوند هیدروژنی می شود. جالب است بدانیم که پیوند C-H...O نسبت به دو پیوند هیدروژنی دیگر ضعیف تر است، ولی استخلافات بالا این پیوند هیدروژنی را بیش تر از دیگران تحت تاثیر قرار می دهد. از سویی پیوند هیدروژنی N-H...N قوی تر از دو پیوند دیگر است و بیش ترین مقدار انرژی این پیوند متعلق به ساختار d-AT است. همچنین این ساختار بالاترین انرژی کل پیوند هیدروژنی را داراست. بر طبق نظریه اتم ها در مولکول ها می توان قدرت پیوندهای هیدروژنی در جفت باز AT با استخلافات متفاوت را متوسط در نظر گرفت. همچنین معادله خطی خوب بین انرژی کل پیوندهای هیدروژنی با مجموع چگالی الکترونی در پیوندهای هیدروژنی X-H...Y، مجموع تغییرات فاصله X-H، مجموع عدد اشغال اوربیتال ضد پیوندی X-H و مجموع تغییرهای فرکانس ارتعاش کششی X-H مشاهده شد. این معادله های خطی خوب نشان می دهد، این پارامترها، توصیفگرهای مناسبی برای قدرت پیوندهای هیدروژنی منفرد و انرژی کل این پیوندها در سامانه های در دست مطالعه هستند.

    کلیدواژگان: پیوند هیدروژنی منفرد، جفت باز آدنین-تیمین، نظریه اتم ها در مولکول ها، نظریه اوربیتال های اتمی طبیعی
  • علی رضا جان فدا، آزاده آصف نژاد *، محمدتقی خراسانی، مرتضی دلیری جوپاری صفحات 299-309

    دستیابی به داربستی با ساختار صاف،یکنواخت و عاری از عیوب دانه تسبیحی(بید) یکی از چالش های مهم در تولید داربست های مهندسی بافت به روش الکتروریسی است. در این پژوهش داربست لیفی کامپوزیتی پلی کاپرولاکتون-سیلیکای مزومتخلخل(KIT-6 ) به روش الکتروریسی ساخته شده و اثر دو متغیرعملیاتی مربوط به دستگاه الکتروریسی شامل ولتاژ و فاصله کاری بر ریخت شناسی نهایی داربست مورد بررسی و ارزیابی قرارگرفت. نتیجه ها نشان داد که با افزایش ولتاژ کاری از 15 به 18 کیلوولت ساختار داربست غیریکنواخت شده و الیاف نامتراکم و فاقد تخلخل های ساختاری مناسب تولید می شوند. افزون برآن نتیجه ها بیانگر اثر مثبت افزایش فاصله کاری بر ریخت شناسی داربست پایانی است. در فاصله های کم ساختار غیریکنواخت و همراه با بید ایجاد شده و با افزایش فاصله کاری تا 20 سانتی متر ساختار مناسب تری ایجاد می شود. از این رو می توان ولتاژ 15 کیلوولت و فاصله 20 سانتی متر را مقدارهای بهینه ای برای دو متغییر دستگاهی ولتاژ و فاصله کاری برای الکتروریسی داربست های کامپوزیتی پلی کاپرولاکتون- KIT-6 با درصدهای گوناگون وزنی از محتوی سرامیکی دانست.

    کلیدواژگان: داربست، الکتروریسی، پلی کاپرولاکتون، KIT-6، ولتاژ، فاصله کار
  • عاطفه رضایی، مسعود مفرحی *، امیرعباس ایزدپناه صفحات 311-320

    تعیین ویژگی های فیزیکی و به دست آوردن پارامترهای مربوط به مدل های ترمودینامیکی در طراحی و شبیه سازی های واحدهای صنعتی جذب و دفع دی اکسید کربن در حلال های آمین ضروری است. در این کار گرانروی و دانسیته مخلوط های دو و سه جزیی دی اتانول آمین و 2-آمینو2-متیل1-پروپانول و آب دربازه دمایی K  303 تا K 343 اندازه گیری شد. با به کارگیری مد ل های ترمودینامیکی حجم فزونی مخلوط های دو و سه جزیی با مدل ردلیش-کیستر مطابقت داده شد و میانگین خطای نسبی کم تر از 3% برای تمام داده ها به دست آمد. مدل سازی گرانروی دینامیک دوجزیی با استفاده از مدل های Eyring-NRTL و Eyring-Wilson تعیین شد و برای پیش بینی رفتار مخلوط سه جزیی استفاده شد. نتیجه ها نشان داد مدل Eyring-Wilson از پیش بینی بهتری نسبت به مدل Eyring-NRTL برخوردار است، سرانجام گرانروی سینماتیک توسط بسط ردلیش-کیستر همبسته و پارامترهای وابسته به دما تعیین شدند.

    کلیدواژگان: گرانروی، دانسیته، حجم فزونی، ردلیش-کیستر، Eyring-NRTL، Eyring-Wilson
  • سعید امیر اصلانزاده * صفحات 321-325

    بررسی انتقال فاز بلورهای مایع نماتیک پنتیلوکسی سیانو بی فنیل (5OCB)، هپتیلوکسی سیانو بی فنیل (7OCB) و ترکیب درصدهای گوناگون از محلول دوجزیی دو ترکیب 7OCB-5OCB به منظور مطالعه نمودار فازی با استفاده از روش گرماسنجی تفاضلی (DSC) انجام شده است. دمای انتقال فاز بلور (C) به فاز نماتیک (N) به ترتیب در دمای K 321 و K 327 برای دو بلور مایع 5OCB و 7OCB مشاهده شد. در حالی که، در مخلوط دوجزیی دمای انتقال فاز C به N نسبت به هریک از اجزای خالص کاهش پیدا کرده است، بیش ترین کاهش در دمای انتقال فاز در کسر وزنی 40% از بلور مایع 7OCB مشاهده، که به آن نقطه یوتیکتیک می گویند. به منظور بررسی بیش تر ماهیت ترمودینامیکی سامانه مذکور تابع های اضافی نیز در محلول دو جزیی 7OCB-5OCB با استفاده از قوانین محلول های با قایده مورد بررسی قرار گرفت. نمودارهای مربوط به تابع های اضافی انرژی آزاد گیبس و آنتالپی رفتار محلول دو جزیی را با انحراف اندک از حالت ایده آل پیش بینی کرده است. انحراف منفی باعث پایداری ترمودینامیکی بیش تر از سامانه در طراحی انواع گوناگون خواهد شد.

    کلیدواژگان: بلور مایع، انتقال فاز، گرماسنجی تفاضلی و مخلوط دو جزیی
  • عاطفه زارعی، محمدرضا ملایری * صفحات 327-339

    تشکیل رسوب بر روی سطوح انتقال گرما در تبادلگرهای گرمایی، یکی از مشکل های جدی در صنایع گوناگون است که موجب توزیع نامناسب جریان، افزایش افت فشار و سوخت مصرفی، و به طور کلی کاهش بازده گرمایی تبادلگر می شود. بررسی چگونگی تشکیل رسوب و تاثیر پارامترهای عملیاتی گوناگون بر آن، برای انجام هرگونه اقدامی با هدف کنترل و کاهش رسوب، ضروری است. آب به دلیل ظرفیت گرمایی بالا، دردسترس و ارزان بودن، کاربردی ترین سیال واسطه در تبادلگرهای گرمایی است. با این وجود، حضور یون های گوناگون مانند کلسیم، کربنات و سولفات در آب، موجب تشکیل لایه ای از رسوب تبلوری کلسیم سولفات و یا کلسیم کربنات در تبادلگرهای گرمایی می شود. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل سرعت سیال، غلظت کلسیم سولفات و شار گرمایی سطح انتقال گرما، بر تشکیل رسوب تبلوری کلسیم سولفات پرداخته شده است. برای درک بهتر نتیجه ها، ابتدا اثر این پارامترها بر آب خالص بررسی شد. نتیجه های آزمایش های رسوب نشان می دهد که افزایش شار گرمایی و غلظت کلسیم سولفات، فرایند تشکیل رسوب را تشدید کرده، موجب افزایش دمای سطح و مقاومت گرمایی و کاهش ضریب انتقال گرما می شود. با دو برابر شدن غلظت کلسیم سولفات در محلول، ضریب انتقال گرمای نهایی بیش از %50 کاهش یافت و برای دو برابر شدن شار گرمایی سطح، ضریب انتقال گرما تنها %10 کم شد. در مقابل، افزایش سرعت باعث کاهش چشمگیر رسوب، دمای سطح و مقاومت گرمایی می شود به طوری که افزایش دو برابری سرعت سیال، ضریب انتقال گرما را تقریبا %50 افزایش داده است.

    کلیدواژگان: رسوب، شرایط عملیاتی، مبدل گرمایی، تبادلگر گرمایی، کلسیم سولفات، انتقال گرما
  • مجید عابدی مصیر، مهدی آقایی مغانلو * صفحات 341-351

    هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر نوع رژیم جریان بر شکل گیری جداسازی در سامانه انتشار گازی، تاثیر عدد نودسن بر فاکتور جداسازی سامانه یادشده و سرعت انتشار ذره ها در درون روزنه های غشاء متخلخل می باشد. در پژوهش حال حاضر نخست به شرح مختصری از نظری حاکم بر سامانه پرداخته؛ سپس با مدل سازی المانی از سامانه مذکور، تاثیر نوع رژیم جریان و عدد نودسن بر تغییرهای غنا هر یک از اجزای گازی و فاکتور جداسازی حالت های گوناگون و سرانجام سرعت پخش جزء سبک و سنگین درون روزنه ها بررسی خواهد شد و با نمودارها و معادله های نظری حاکم بر مسیله مقایسه خواهد شد. همچنین شایان ذکر است که از دو ایزوتوپ سبک و سنگین گاز UF6  برای جداسازی به روش انتشار گازی استفاده شده است. نتیجه ها نشان خواهند داد؛ در رژیم جریان پیوسته جداسازی شکل نمی گیرد و تنها در رژیم جریان مولکولی و گذرا جداسازی انجام خواهد گرفت. همچنین با افزایش عدد نودسن، میزان تغییرهای تغنا در قسمت های گوناگون سامانه نسبت به گاز ورودی افزایش خواهد یافت؛ به عبارت دیگر با افزایش عدد نودسن، جداسازی بیش تری شکل گرفته و فاکتور جداسازی سامانه افزایش می یابد. به طور مثال برای عدد نودسن 1/0 فاکتور جداسازی برابر با 00101/1 و برای عدد نودسن 8/0 این مقدار به 00333/1 افزایش خواهد یافت. در آخر سرعت انتشار ذره ها در درون روزنه ها که معیاری از جداسازی موثر ذره ها می باشد بررسی شده است. نتیجه ها نشانگر این است که سرعت انتشار ذره ها برای جزء سبک، نسبت به جزء سنگین از مقدار بیش تری برخوردار بوده و این امر به دلیل بالا بودن شدت عبور ذره های جزء سبک نسبت به جزء سنگین از درون روزنه ها می باشد.

    کلیدواژگان: سامانه انتشار گازی، عدد نودسن، فاکتور جداسازی، غشاء متخلخل
  • احسان اسماعیل نژاد *، میثم رجبی صفحات 353-360

    لزوم حفظ روند تولید در مخازنی که وارد نیمه دوم عمر خود شده اند، دانشمندان را متوجه روش های ازدیاد برداشت کرده و در نتیجه روش های نوینی در این زمینه ظهور کرده اند. روش سیلاب زنی با آب مغناطیسی به عنوان یک فناوری سبز و سازگار با محیط زیست، از جمله روش های نوین معرفی شده در این زمینه بوده و روش سیلاب زنی با پلیمر نیز سالیان درازی است که استفاده می شود. هدف اصلی این مطالعه ترکیب دو روش پیش، برای افزایش راندمان روش سیلاب زنی است. بنابراین آب مغناطیسی به عنوان حلال برای پودر پلیمر استفاده شده و سپس پدیده های سطحی شامل زاویه تماس و کشش سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر چهار عامل زمان مغناطیسی شدن، شدت میدان مغناطیسی، مدت زمان گذشته پس از مغناطیسی شدن و غلظت پلیمر بر روی پدیده های سطحی مذکور مطالعه شده اند. نتیجه ها نشان دادند که تمامی فاکتورهای فوق الذکر به جز زمان مغناطیسی شدن تاثیر زیادی بر روی کشش سطحی داشته و فقط شدت میدان مغناطیسی اثر چشمگیری بر زاویه تماس دارد. این نتیجه ها اثبات می کند که سیلاب زنی با محلول پلیمری تهیه شده با آب مغناطیسی نه تنها بر جابه جایی ماکروسکوپیک بلکه بر جابه جایی میکروسکوپیک نیز بسیار اثرگذار می باشد و می تواند منجر به تقویت اثر سیلاب زنی با پلیمر شود.

    کلیدواژگان: آب مغناطیسی، کشش سطحی، زاویه تماس، ازدیاد برداشت نفت
  • محمدرضا طلاقت *، پیام پرواسی، رضا ارجمند صفحات 361-375

    نفت خام متشکل از آلودگی های گوناگون آب نمک، گاز و رسوب است که باید در واحد نمک زدایی جداسازی شوند. در ادامه جداسازی، پساب تولیدی واحد نمک زدایی نیز باید از قطره های نفت تصفیه شود. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای جداسازی قطره های تعلیقی نفت از پساب واحد نمک زدایی ارایه شده است. در نتیجه موازنه جمعیت، یک معادله غیرخطی هایپربولیکی انتگرالی دیفرانسیلی به دست آمد و جمله انتگرال های موازنه جمعیت آن با استفاده از روشFixed-pivot  ساده شدند. معادله های جزیی (PDE) به دست آمده با استفاده از روش خط (Method of line) به یک دسته معادله های معمولی (ODE) تبدیل شدند. این دسته معادله های (ODE) با استفاده از روش عددی اختلاف محدود و به کمک نرم افزار MATLAB حل شدند. پروفیل توزیع حجمی قطره های نفت، میانگین قطر قطره ها، میزان جداسازی نفت در طول ارتفاع سامانه در زمان های گوناگون بررسی و ثبت شدند که نتیجه ها نشان داد میزان درصد حجمی نفت در پایین مخزن نسبت به بالای آن 40% کاهش یافته است. نتیجه های به دست آمده از مدل سازی برای تعلیق های نفت در آب با داده های آزمایشگاهی موجود در منابع مقایسه شدند. در این پژوهش همچنین تاثیر پارامتر گرانروی و چگالی بر افزایش جداسازی فاز پراکنده و میانگین قطر قطره ها نیز بررسی شدند. شایان ذکر است که در این بررسی ضریب های تنظیم پذیر موجود در معادله ها با توجه به برنامه بهینه سازی DE تنظیم شد. نتیجه ها نشان داد که با کاهش چگالی و گرانروی نفت خام، اندازه متوسط قطره های نفت تا حدود 20% بزرگ تر می شوند و در نتیجه میزان جداسازی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: واحد نمک زدایی، جداسازی، تعلیق آب در نفت، روش خط، روش محور ثابت، جداسازی ثقلی ناپیوسته
  • محبوبه باغبان، مهدی عصاره *، محمدتقی صادقی صفحات 377-387

    به دلیل پیچیدگی های موجود در مدل های شبیه سازی مخازن نفتی، نیاز به یافتن یک روش بهینه سازی که بتواند در کنار کاهش هزینه های محاسب از دقت و سرعت خوبی برخوردار باشد، احساس می شود. در این راستا، در این پژوهش، از الگویتم ژنتیک موازی برای سرعت بخشیدن به بهینه ساز به منظور جلوگیری از افزایش بار محاسبه ای مسیله مکانیابی و طولانی شدن زمان اجرا، استفاده گردیده است. این الگوریتم به جای یک جمعیت از کروموزوم (یعنی همان متغییر های بهینه سازی) با چند جمعیت کار می کند، که با همدیگر تبادل کروموزوم می کنند. مدل ریاضی ارایه شده در مسیله تک هدفه می باشد، که حداکثر کردن مقدار ارزش فعلی پروژه در انتخاب مکان چاه ها می باشد. قیمت نفت و هزینه جداسازی آب و گاز در این تابع اقتصادی در نظر گرفته شده است. در ارزیابی تابع هدف، هسته های یک رایانه، یا چند رایانه شبکه شده، هرکدام به صورت موازی، محاسبه برازندگی کروموزم های جمعیت های موازی را عهده دار هستند. پس از محاسبه تابع هدف یا برازندگی کروموزوم های همه جمعیت ها (که در هر جمعیت عملگر های رایج ژنتیک فعالیت می کند)، مهاجرت بین جمعیت ها صورت می گیرد. برای صحت سنجی پیاده سازی این روش یک مورد مطالعاتی مورد استفاده قرار گرفته است. در مدل پیشنهادی مکان چاه های عمودی، در یک مخزن نفتی، صحت سنجی شده است. در نتیجه بهینه سازی، چاه ها به حالت پنج نقطه، چهار چاه تزریقی در گوشه ها، و یک چاه تولیدی در مرکز مدل، مکان یابی می گردند و علاوه بر کاهش زمان بهینه سازی، تعداد اجراهای شبیه ساز در حالت پردازش موازی به میزان چشمگیری کاهش می یابد. در این پژوهش عملکرد الگوریتم های ژنتیک و ژنتیک موازی برای بهینه سازی مکان یابی بر روی مدل مخزنی یکسان نشان داده می شود. زمان اجرای بهینه سازی بین ژنتیک و ژنتیک موازی به ترتیب 7100 ثانیه و 1800 ثانیه است. همان گونه که مشخص است استفاده از PGA باعث افزایش چهار برابری زمان اجرا در مخزن نفتی مورد مطالعه شده است.

    کلیدواژگان: مکان یابی چاه نفت، الگوریتم ژنتیک موازی، بهینه سازی، شبیه سازی، توسعه میادین نفتی
|
  • Seyedeh Masumeh Ghaseminezhad, Sepideh Hamefi, Sayed Abbas Shojaosadati * Pages 1-12

    Silver-iron oxide binary nanocomposites have attracted great attentions due to hybrid unique properties of silver (Ag) and iron oxide (Fe3O4) nanoparticles such as magnetic, optical and antimicrobial properties. Catalytic degradation of organic pollutants, electrochemical sensor and targeted antimicrobial agents are some potential applications of Ag/Fe3O4 nanocomposites. In this study, Ag/Fe3O4 nanocomposites were synthesized using starch as a stabilizer and linker between Ag and Fe3O4 nanoparticles. Their antibacterial and antibiofilm activities against E. coli, P. aeruginosa and S. aureus were evaluated and compared with Ag nanoparticles. The 15–20 nm Ag-nanoparticles adhered as single particles to the agglomerations of 2-10 nm Fe3O4 nanoparticles. MIC and MBEC of the nanocomposites, depending on cell types and producing conditions, were 2-14 ppm and 20-30 ppm, respectively. In the presence of nanocomposites at a half of MIC concentration, Lag phase of growth curve of E. coli and P. aeruginosa increased about 8h and 5h, respectively. Bare Fe3O4 nanoparticles have no significant effect on growth curve of gram positive and negative bacteria, while Ag/Fe3O4 nanocomposites showed more antibacterial activity against gram negative bacteria than Ag nanoparticles. Antibiofilm activity of Ag/Fe3O4 nanocomposites against P. aeruginosa and Methicillin-resistant S. aureus was significantly more than Ag nanoparticles. Unlike Ag nanoparticles, Ag/Fe3O4 nanocomposites at a MBEC concentration inhibited the increase of biofilm biomass. Amount of starch acted an important role on the nanocomposite antibacterial activity. Evaluation of bacterial death time exhibited that Ag nanoparticles killed tested gram- positive and negative species faster than Ag/Fe3O4 nanocomposites that may be attributed to involvement of Ag nanoparticles in the starch matrix and Fe3O4 agglomerations and subsequently, slow release of Ag ions.

    Keywords: Nanocomposites, Nano Silver, Iron oxide, Starch, Antibacterial activity
  • Elham Nasiri, Maryam Nikzad *, Masoumeh Taherimehr Pages 13-25

    In this study, two metal-organic frameworks of UMCM-150 entitled Fe1Cu2(BHTC)2 and Cu3(BHTC)2 were used to delivery and release of  acetaminophen  as a non-steroidal drug. These frameworks were synthesized using solvothermal method. The crystallinity of the synthesized metal-organic frameworks was confirmed by SEM and XRD analyses. The stability of particles was determined by DLS analysis and their thermal stability was evaluated by TGA analysis. Also, the surface area, volume and size of pores were also measured by BET analysis that indicated a particularly suitable surface area and porosity of the pores. After loading acetaminophen in carriers with 25.29% efficiency for Fe1Cu2(BHTC)2, and 10.82% for Cu3(BHTC)2, the release of drug was evaluated in saline phosphate buffer solution at pH = 7.4. The release efficiencies of Fe1Cu2(BHTC)2 and Cu3(BHTC)2, were obtained 41.45 and 57.5%, respectively. Also, various kinetic models (zero, first order, Higuchi and Korsmeyer-Peppas) were used to interpret the release data that the Korsmeyer-Peppas model (R2=) reasonably described the release results. Based on the obtained results, both synthesized metal organic frameworks are promising option for the delivery and slow release of acetaminophen.

    Keywords: Metal-organic framework, Organic ligand, Drug delivery, Acetaminophen
  • Mehdi Khalaj *, Samira Arab‑Salmanabadi Pages 27-36

    In this research, three simple methods including thermal, ultrasonic irradiation, and high-speed milling method (HSBM) techniques for the preparation of pyrano[4,3-d]thiazolo[3,2-a]pyrimidine derivatives in the presence of MgO nanopowders under solvent-free conditions has been reported. MgO nanopowders were prepared in an aqueous solution containing freshly squeezed orange juice with pulp and characterized by XRD, FE-SEM, EDS, and FT-IR techniques.

    Keywords: MgO Nanopowders, Pyrimidines, HSBM technique, Pyran, Thiazolo[3, 2-a]pyrimidine
  • ZAHRA BARMAKI, Hossein Aghaie *, Ahmad Seif, Majid Monajjemi Pages 37-55

    In this study, the multi-walled carbonnanotubes (MWCNTs) were functionalized and then were characterized by the several techniques such as :Fourier-transform infrared spectroscopy analysis, X-ray powder diffraction ,scanning electron microscopy, Brunauer-Emmett-Teller and Barett-Joyner-Halenda analysis and particle size analyzer. Then, the functionalized multi-walled  carbonnanotubes were used for removing Cr (III) ions from aqueous media. Several adsorption experiments were carried out for evaluating the adsorption capacity of the synthesized FMWCNTs. For adsorbing Cr (III) ions from aqueous solutions. The experimental results showed that the synthesized FMWCNTs have a good capacity for Cr (III) ions adsorption. The effect of the initial concentration of the sorbate, sorbent dosage, temperature, pH  and contact time on the removal  percentage of Cr ( III) ions on to the FMWCNTs and the adsorption capacity of the prepared adsorbent was studied and the optimum value of each of them was determined.Based on the experimental results, the isotherm models evaluation was also performed and the obtained results revealed that the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich models can be used for interpretation the experimental results. Kinetic study showed that the kinetic results of this research can be compared with the pseudo first order, Elovich and intraparticle diffusion kinetic models and selecting ones with the largest R2. In addition, adsorption thermodynamic study ,on the basis of the adsorption capacity dependence on the  temperature,was performed. The obtained results showed that the considered adsorption process at the used temperature range is exergonic G0ad<0 and exothermic H0ad<0 and with a decrease in the randomness (S0ad< 0). Based on the magnitude of H0ad, one can claim that the studied adsorption may be a physical adsorption one.

    Keywords: Adsorption, Adsorbate, Adsorbent, Adsorption kinetics, thermodynamics, Isotherm, Functionalized multi-walled carbonnanotubes, Ion Cr (III)
  • hadiseh masoomi, mohadeseh yusefi, Hossein Ghannadzadeh Gilani * Pages 57-70

    In this research, adsorption of Zinc ion was investigated at batch system using spirulina microalgae and Magnetic microalgae. The effect of important parameters such as pH of the solution, absorbent contact time, the initial concentration of Zn(II) ion, adsorbent dosage and temperature were investigated on The removal efficiency and  adsorption capacity. Also adsorbent features were studied by using SEM photographs and FT-IR spectroscopy. The maximum Zinc ion adsorption occurred in pH=6. The optimum adsorbent dosages were determined 0.03 g for spirulina microalgae and Magnetic microalgae. So at optimum pH and adsorbents dosage for 150 mg/l initial zinc ion concentration 84.43% and 96.56% of removal efficiency was obtained for spirulina microalgae and Magnetic microalgae, respectively. Removal efficiency increased by increasing contact time between adsorbent and solution and after passing 10 min for spirulina microalgae and Magnetic microalgae reached to equilibrium. Examining kinetic models showed that pseudo-second order kinetic model had best fit for adsorbents. In investigating Zinc ion initial concentration in range of 50-300 mg/l, results showed by increasing initial concentration, efficiency decreased. Also experimental data of spirulina microalgae and Magnetic microalgae solutions had best fit by sips and Langmuir, respectively. Investigating temperature effect showed, by increasing temperature, removal efficiency decreased for spirulina microalgae and Magnetic microalgae. The thermodynamic parameter was studied in 298, 303, 313 and 323 Kelvin.

    Keywords: Adsorption, Spirulina microalgae, kinetic, Magnetic microalgae, Zinc ion
  • Majid Saidi *, Maryam Safaripour Pages 71-84

    In the present study, the natural convection heat transfer in a L-shape enclosure, filled with copper-water nanofluid is investigated by considering the effect of different factors such as aspect ratio, volume fraction of copper nanoparticles and Rayleigh number on the heat transfer coefficient, temperature and velocity distributions. All governing equations are solved by finite volume method. The results indicated that at high Rayleigh number, the dominant heat transfer mechanism will change from conduction to free convention and the maximum heat transfer coefficient will decrease. While at low Rayleigh numbers, the fluid in the horizontal part of the enclosure is approximately static and the predominant mechanism of heat transfer is conduction. The transition of conduction mechanism to free convection occurs at Rayleigh number in the range of 105 to 106. Also, the presence of copper nanoparticles, leads to significant enhancement in the heat transfer coefficient, for all values of Rayleigh number. In addition, the simulation results indicate that inclusion of a number of pins inside the enclosure has a significant effect on increasing the heat transfer coefficient. The achieved results indicated that inserting three fins in the structure of enclosure at aspect ratio of 0.4, nano particle volume fraction of 0.1 and Rayleigh number of 106 enhances the heat transfer coefficient from 984.3 to 1093.8 W/m2.K.

    Keywords: Free convection, L-shape enclosure, Nanofluids, Heat transfer
  • hassan zare aliabadi *, Mojtaba Saei moghaddam Pages 85-95

    Solar energy is the most appropriate choice for human energy supplying. Because of, its renewable and No risk of environmental pollution. of course, there are problems to convert this form of energy into the others such as low thermal efficiency and how converting it. Flat plate solar collector is one of the most important solar thermal energy absorbers for industrial and household applications. In this research, we investigated the thermal performance of a flat plate solar collector using zinc oxide nanoparticles in water based fluid + ethylene glycol as the operating fluid. The purpose of this study was to improve the thermal performance and how to increase the thermal efficiency of flat plate solar collectors. Initially, experiments were performed in the presence of working fluid 65% water + 35% ethylene glycol without nanoparticles zinc oxide and thermal efficiency was obtained. Then thermal efficiency of solar collector was investigated in the presence of 0.05% and 0.1% volumetric zinc nanoparticles in the flow rate range 1–5 liters per minute. The effect of the nanoparticles and their concentration on the thermal performance of the solar collector were investigated by determining the amount of heat absorbed in the presence of nanofluid relative to the pure base fluid. The use of zinc oxide nanoparticles at 0.05% and 0.1% volumetric fraction resulted in a 4-20% increase in average thermal efficiency and 8-33% in maximum efficiency of flat plate solar collector. Although in nanofluids with higher volumes, about 5-7% was added to the average thermal efficiency of the solar collector, it also increased the sedimentation rate of the nanoparticles in the base fluid.

    Keywords: flat plate solar collector, working fluid water+ ethylene glycol, zinc oxide nanoparticle, thermal efficiency
  • Maryam Dordi-mohammadi, Sayed Reza Hosseini-Zavvarmahalleh *, Shahram Ghasemi-mir Pages 97-112

    In this research, copper-reduced graphene oxide (Cu-rGO), graphene-palladium (Pd-rGO) and palladium/copper-graphene (Pd/Cu-rGO) nanohybrids were prepared and used as electrode materials towards electrocatalysis of hydrazine oxidation. For this purpose, firstly, GO was prepared by modified Hummer's method. In the following, for preparation of the Cu-rGO nanohybrid, GO and metallic precursor were reduced by hydrazine monohydrate, simultaneously. Then, Pd/Cu-rGO nanohybrid was obtained by chemical reaction between Cu-rGO nanohybrid and acidic palladium chloride solution via galvanic replacement of Cu nanoparticles with PdII. Morphology and nanoparticles size were investigated by field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM). FE-SEM studies showed the formation of Cu and Pd/Cu nanoparticles with average size about 20 and 15 nm on the graphene surface, respectively. Elemental mapping of the prepared nanohybrids demonstrated uniform dispersion of Cu and Pd/Cu nanoparticles on the graphene substrate. Functional groups at GO and graphene were determined by Fourier transform infrared spectroscopy. By X-ray diffraction analysis, structure of the nanoparticles in nanohybrids was identified. The results of electrochemical impedance spectroscopy showed that the modification of glassy carbon electrode (GCE) with the synthesized nanohybrids effectively reduced the charge transfer resistance between the modified electrode and redox species. The capability of the modified GCE for electrocatalysis of hydrazine oxidation was studied in 0.1 M PBS solution (pH=7.0). The obtained results showed the acceptable electro-catalytic activity of modified electrode towards hydrazine oxidation. Also, Pd/Cu-rGO nanohybrid in addition of the high surface area, due to the synergistic effect between Cu and Pd showed higher electro-catalytic activity towards hydrazine oxidation.

    Keywords: Nanohybrid, Graphene, Bimetallic nanoparticles, Electrocatalysis, Hydrazine
  • Fahime Parvizian *, Samaneh Bandehali, Fateme Ansari Pages 113-126

    In this study, polyethersulfone (PES)-based nanofiltration (NF) membranes were prepared by introducing synthesized oleic acid-titanium oxide (OA-TiO2) nanoparticles by phase inversion method. Various concentration of OA-TiO2 nanoparticles were used to the membrane fabrication. The OA-TiO2 nanoparticles were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), and X-Ray Diffraction Analysis (XRD). Moreover, the membrane morphology was investigated by FESEM, 3D surface images. The separation performance of membranes were studied by the contact angle, pure water flux (PWF), flux recovery ratio (FRR%), and the rejection of Na2SO4 and CrSO4. The best pure water flux (18.206 L/m2h) was revealed for M2 with 42% increase compared with neat PES membrane at operation pressure 4.5 MPa due to increase membrane hydrophilicity and better dispersion of OA-TiO2 nanoparticles. Furthermore, the best Na2SO4 rejection (81.5%) was obtained to M3 and the highest CrSO4 removal (80.4%) was revealed to M5 at operation pressure 4.5 MPa. The enhancement of salt rejection attributed to Donnan effects and adsorption mechanism. The incorporation of OA-TiO2 nanoparticles into the PES improved the anti-fouling properties and FRR% increased to 83%.

    Keywords: Nanofiltration membrane, Modified-titanium oxide nanoparticles, chromium removal, Oleic acid
  • somaye mashhadi *, maryam ghasemi Pages 127-143

    This study aims is to assess the tetraethylenepentamine-functionalized Rosa Canina-L fruits activated carbon prepared by microwave-assisted technique for the removal of Methylene Blue dye from an aqueous solution. The morphological and anatomical characterization of the developed adsorbent was carried out using various analytical techniques such as Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Field emission scanning electron microscopy. The surface morphology and physical condition of the absorbent surface show a porous morphology that contains numerous deep holes suitable for dye absorption. Taguchi design of the experiment was used to find the best conditions for the removal of MB dye from the aqueous solution. The effects of different parameters such as pH, adsorbent dose, reaction time, initial dye concentration, and temperature at 3 different levels were considered using an L27 Taguchi method. Analysis of data was performed using one- way variance and calculation of signal-to-noise rate. Based on signal- to- noise ratios, the optimum process conditions were pH 4, adsorbent dose 0.03 g, contact time 30 min, initial MB concentration 25 mg/L and temperature 298 K. According to one- way variance results, the influence of the controllable factors in descending order is pH > adsorbent dose > temperature > initial dye concentration > contact time. Moreover, the adsorption behavior of this adsorbent fits well with the Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetic model. The whole process of adsorption of Methylene Blue dye onto this adsorbent was found to be spontaneous and exothermic under standard conditions.

    Keywords: Methylene blue, Removal, Active carbon, Design of Experiments, Rosa canina L
  • Ali Zeraatkar Moghaddam *, Ghader Bameri Pages 145-156

    In analytical chemistry, sample preparation before any instrumental measurement is one of the most important steps. Extraction is one of the most widely used methods of sample preparation, which concentrates the analyte and transfers it to a simpler and cleaner matrix media. Therefore, in the present work, electromembrane extraction method combined with UV–Vis spectrophotometric detection was proposed for the preconcentration and determination of methylene blue in cultivated fish samples. The optimized conditions for preconcentration step were: agarose amount 5.0% (w/v), acetic acid amount 0.10% (v/v), pH of donor and acceptor phase of 8.3 and 2, respectively, applied electric voltage 80V and extraction time of 25 min. In the optimum conditions, the precision according to relative standard deviation formula was found to be 2.3 and the linear range was 0.015-1.560 µM. Limits of detection and quantification were 4.7×10-3 and 15.4×10-3, respectively. The method validation was compared with the other methylene blue analysis techniques. The proposed method provided a rapid, sensitive, requires low sample volume, and short extraction time with high precision and accuracy which is applicable successfully for routine analysis of methylene blue contents in cultivated fish samples.

    Keywords: Electromembrane microextraction, Preconcentration, Determination, Methylene blue, Optimization, Experimental Design, Cultivated fish
  • Majid Kalate Bojdi *, mohammad behbahani, ali Gorjizadeh Kohvade Pages 157-171

    In this research, electrochemical measurement of propranolol drug on carbon paste electrode modified with chitosan grafting by glutaraldehyde magnetic nanoparticles was studied. Cyclic voltammetry and square wave voltammetry Techniques were used to study the drug. In order to characterize the modifier, FT-IR, XRD, SEM, EDX, and BET analysis were used. The effective factors on the performance of the electrode were investigated and optimum conditions were obtained as follows: pH = 7, absorption time of 10 minutes, and the amount of 10% modifier. At the optimum conditions, the dynamic linear range of propranolol was 1 to 14 μM and 14 to 284 μM and the detection limit was 0.3 μM. This electrode was investigated to measure propranolol in real samples. Compared to other measurement methods, ease of operation and reasonable price, without losing the detection limit, are other features of this electrode.

    Keywords: Carbon paste electrode, Propranolol drug, Cyclic voltammetry, Square wave voltammetry, Chitosan grafting by Glutaraldehyde
  • Reza Saghafi *, Javad Yekrang Pages 173-182

    Recently, the high pressure injection technique has been introduced for hypochlorite treatment of hollow fibrous membranes. In this process, the hypochlorite solution is injected into the channels of fibers at a high pressure. Literatures show that this technique is more efficient than conventional methods of hypochlorite treatment. In this study, the effects of injection pressure (in the range of 10-30 psig) on the mechanical, pore sizes and hydraulic permeability of the polysulfone (PSf) hollow fibrous membranes have been investigated. The pore sizes and pore structures were analyzed by atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM) images. Results showed that the pore sizes and hydraulic permeability of the hollow fibers are increased with increase in injection pressure of sodium hypochlorite. On the contrary, the mechanical properties of the membranes dropped after an increase in injection pressure from 10 to 30 psig. This decrement could have been occurred due to removal of the polyvinyl pyrrolidone (PVP) from the polymer matrix of the PSf hollow fibers. These results can be useful for control and adjustment of the process parameters of hypochlorite treatment of the hollow fibrous membranes.

    Keywords: Hypochlorite treatment, Hollow fibers, Polysulfone (PSf), Injection pressure, Hydraulic permeability
  • saeed alamdar milani *, Hamid Reza Arabi Pages 183-196

    The paper, presents an analysis of the mechanism of thorium ions (IV) transfer in a polymer inclusion  membrane (PIM). A PIM membrane containing polyvinyl chloride (PVC) as the base polymer , and Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) as extracting agent (carrier) was used for the recovery of Th(IV) ions in nitric acid medium. First of all, the influence of the carrier concentration as an important parameter in the transport efficiency was investigated. Also, the aqueous phase parameters including the initial concentration of thorium (IV) and pH of the feed phase, the strippiing phase acid concentration were evaluated. Regardless of  the initial concentration of thorium (IV), for experimental conditions, 45% Wt of D2EHPA, was found as the optimal value of carrier concentration, for which the process was the most effective. Studies on the transport kinetics and transport mechanism of Th(IV) ions carried out and the results showed that the transport of Th(IV) across PIM was consistent with the first order kinetics equation and the “jumping” mechanism for the experimental conditions was concluded as the dominant transport mechanism.

    Keywords: Polymer inclusion membrane (PIM), Thorium (IV) transport, Jumpping mechanism, D2EHPA, Kinetics
  • masoumeh ghalbi ahangary * Pages 197-205

    In this study, the catalysts (HSAPO-34) were synthesized by the hydrothermal method using of n-poropyl amine as a meso structure-forming agent. Since the main problem of these catalysts is their short lifetime due to coke formation. Cokes are mainly aromatic and branched isomers, are formed inside the catalyst vacancies and is irreversibly absorbed into the acidic sites, thereby reducing the concentration of the catalytic acid sites. Therefore, using of various metals such as lanthanides as a modifier by creating new acidic sites improve the catalyst acidity and prolonged the catalyst lifetime. The combination of Ce and La metal salts was used to improve the acidity and prolonged the synthesized catalyst lifetime. The catalyst properties (Ce La / HSAPO-34) were determined by various methods such as XRD, FESEM, NH3-TPD and BET. Catalytic performance (Ce La / HSAPO-34) was studied in a fixed bed reactor in methanol to propylene conversion reaction. The catalytic test results showed methanol conversion above 90% and propylene selectivity (48.5%) and it took 8 hours for the catalyst to deactivation.

    Keywords: Hydrothermal, Propylene, Methanol, Lanthanides
  • seyed mahdi mousavi *, Abbas Aghaeinejad-Meybodi Pages 207-214

    The CeO2-MnOx mixed oxides supported on ZSM-5 with different loading percent are prepared by sol–gel combustion method and their performances are evaluated in catalytic oxidation of ethyl acetate. The physico-chemical properties of prepared catalysts are characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption by BET method and scanning electron microscopy (SEM). The XRD and SEM results proved that the nanocrystalline CeO2-MnOx with highly dispersed were performed on the support during the preparation of mixed oxide. The effects of CeO2-MnOx loading, reaction temperature and time and presence of water vapor on ethyl acetate conversion were investigated. The results showed that the ethyl acetate conversion increased by the increase of CeO2-MnOx loading, but its variation was negligible in loading above 20%. By the way, as the reaction temperature increased, the conversion increased, so that the highest conversion was obtained at 350 ºC. The 20% CeO2-MnOx/ZSM-5 had the grated performance (98% ethyl acetate conversion) at 350 ºC.

    Keywords: Catalytic oxidation, Mixed metal oxide, CeO2-MnOx, ZSM-5, Ethyl acetate
  • Esmaeil Farmani Gheshlaghi, Yadollah Mortazavi *, abbasasli khodadadi Pages 215-224

    Iran is rich in gas resources, which is the most important source of hydrogen production. Purification of produced hydrogen is required for use in various processes. One of the applications of hydrogen in fuel cells is that the need for hydrogen purification and carbon monoxide concentration is as low as 10 ppm. This is due to the carbon monoxide poisoning of the fuel cell anode. The use of nanocatalysts, especially gold nanocatalysts, for hydrogen purification in processes is of particular importance. In this study, oxidation of carbon monoxide in the presence of rich hydrogen stream was investigated by coating gold nanoparticles, which had a significant effect on the rate of conversion of CO. In this work, FESEM, BET, XRD, TPR analyzes were used for characterization and FT-IR for catalytic performance testing for the preferential carbon monoxide oxidation process. Catalytic activity test result for synthesized catalysts: CeO2 < Cu5% IMP-CeO2 < Au-CeO2 < Au-Cu5% IMP-CeO2 indicating synergistic effect of gold and copper for preferential oxidation of carbon monoxide.

    Keywords: Hydrogen purification, Fuel cell, Gold catalysts, preferential oxidation of carbon monoxide, Copper-Ceria catalyst
  • Faeze khodaii, Mortaza Gholizadeh * Pages 225-237

    In this study, poplar wood pyrolysis in the vicinity of biochar catalyst produced from spruce wood gasification process has been investigated. For this purpose, in a laboratory-sized reactor, 30 g of the sample was loaded and the pyrolysis of the samples was performed at 500  and at atmospheric pressure. The results showed that the biochar catalyst did not have a significant effect on the bioavailability of pyrolysis, while the amount of gas product decreased (5.78 wt% decline) and the biochar increased (5.19 wt% increase); it also changed the specifications of the products. In the case of gas products, the summation of CO and CO2 levels increased in total (8.68 wt% increase), while the hydrocarbon gases with more than two carbon declined (16.10 wt% decline), but did not have a significant effect on CH4 levels. Biochar catalysts have increased the amount of aromatics and reduced linear compounds in bioavailability, indicating the tendency of Biochar catalysts to process the conversion of linear compounds to aromatics such as carboxylic acids. Biochar also had a strong tendency to de-oxygenate bioavailability, which led to improved bioavailability. The production quartet had less aromatics. DTG analysis showed that the solution from the catalytic pyrolysis process had a lighter and more regular molecular network. Catalyst XRD analysis also showed that a layer of carbon (coke) material from the polymerization process of the aromatic compounds in the vapors produced in the pyrolysis process was sitting on the catalyst. Considering all, the presence of biochar catalyst did not change the yield of bio-oil, while its quality such the aromatic content enhanced.

    Keywords: Poplar Wood, Pyrolysis, Catalyst, Biochar
  • p pakdaman, ali hafizi *, m. rahimpour, a darvishi, a bolhassani Pages 239-246

    Coke formation is one of the most important reasons for the deactivation of petrochemical and refinery catalysts. This study investigates the coke formation in the structure of Pd-Ag/ α-Al2O3 catalyst. Various hydrocarbons as coke agents including xylene, toluene, benzene, propylene and green oil were investigated at different operating parameters including flow rate, temperature, pressure and coking time. The fresh and coked catalysts were investigated with FT-IR, FE-SEM and TGA methods. The obtained results revealed that this catalyst has a low tendency for the deposition of coke that could be according to the low surface acidity of it. In addition, the deposited coke in the case of green oil seems to be due to the cracking of heavy hydrocarbons in the pores of catalyst.

    Keywords: Bioremediation, Benzene, Toluene, Aspergillus terreus, Exophiala xenobiotica
  • Mehdi Shakourian-Fard *, Hamid Reza Ghenaatian, Morteza Golmohammadi Pages 247-271

    In this research, the interaction of methylated nucleobases of Adenine (m-A), Guanine (m-G), Cytosine (m-C) and Thymine (m-T) with five ionic liquids (ILs) ([Bmim][BF4], [Bpy][BF4], [Ch][BF4], [Bmim][CH3COO] and [Bpy][CH3COO]) was investigated by using Density functional theory (DFT) at the M06-2X level and 6-311++G(d,p) basis set. In this investigation, the nature and strength of interaction between the methylated nucleobases and ionic liquids were analyzed using four analysis methods of natural bond orbital (NBO), atoms in molecules (AIM), reduced density gradient (RDG) surfaces and energy decomposition analysis (EDA). The result of this research showed that the interaction between methylated nucleobases and ionic liquids is electrostatic in nature and is mainly caused by hydrogen bonds. In order to find out the strength of interaction between ionic liquids and methylated nucleobases, the binding energy (ΔEb) values were also evaluated for the ionic liquid…methylated nucleobase complexes. The result of DFT calculations showed that the interaction strength of methylated nucleobases with ionic liquids follows the order of m-G…IL > m-C…IL > A…IL > m-T…IL.

    Keywords: Atoms in molecules theory, Hydrogen bonding Ionic liquid, Density functional theory, Methylated nucleobase
  • maryam anafcheh *, sara Hossein Ghanemi Pages 273-281

    [2+3] cycloaddition reactions of a fullerene C20 with azomethine ylide derivatives (RHC-NH+-CHR‒) have investigated in order to design new pincer fullerene ligands. The negative values of [2+3] cycloaddition reaction energies indicate the exothermic character of formation of the considered pincer fullerenes. Exploring of the effects of nature of the flanking arms on fullerene pincer ligands based on the frontier molecular orbital analysis (FMO) indicate that reaction energies well correlate with HOMO of 1,3 dipoles. The pincer-ligated metal complexes obtained by the addition of transition metals to the pincer bites. Natural bonding orbital analyses (NBO) are performed to investigate the delocalization of the localized bonds and lone pairs of donor nitrogen atoms and the transition metals in the considered pincer-ligated metal complexes. Based on our results, the strongest interaction among all the interactions is due to the delocalization of electrons from lone pairs of central nitrogen atoms to the LP* of the transition metal, following by the lone pairs of nitrogen atoms in the flanking arms.

    Keywords: Pincer Ligand, Fullerene, Azomethine ylide, Cycloaddition
  • Fahimeh Akbari, Alireza Nowroozi *, Ali Ebrahimi Pages 283-297

    In this study, using density functional theory, atoms in molecules and natural bonding orbital’s analyses, the strength of individual hydrogen bonds and the total interaction energy in the thymine-adenine (TA) base pair containing deoxyribose(d) and phosphate(p) substituents, was evaluated. The results of the absolute electron energies show that the structures containing the substituents are more stable than the TA base pair. In addition, according to the results of the hydrogen bonding energy, the binding of deoxyribose to adenine increase the total hydrogen bond strength more than binding this substituent to thymine. In all structures, deoxyribose binding increases N-H…N hydrogen bond strength and decreases N-H…O bond strength. While phosphate group modulates the additive effect of deoxyribose on hydrogen bond strength. It is interesting to note that the C-H...O bond is weaker than the other hydrogen bonds, but the mentioned substituents affect this hydrogen bond more than others. Also, the hydrogen bond of N-H ...N is stronger than the other hydrogen bonds and the highest of the energy value of this bond belongs to the TA-d structure. It also has the highest total hydrogen bond energy. Moreover, four parameters were introduced as suitable descriptors for evaluating the hydrogen bonding of this system.

    Keywords: Adenine-thymine base pair, Atoms in molecules theory, Individual hydrogen bonding, natural bonding orbital theory
  • alireza janfada, azadeh asefnejad *, mohammad taghi khorasani, morteza daliri joupari Pages 299-309

    One of the significant challenges in synthesis  of electrospun scaffolds is the fabrication of highly porous scaffolds free from defects and beads,with uniform fibers. In this study, effects of applied voltage and distance on morphologies of electrospun pcl-KIT-6 composite scaffolds were investigated.Fibre morphology was observed under a scanning electron microscopy. The effects of operating parameters including applied voltage, and tip-target distance on the morphology of electrospun  pcl-KIT-6 composite scaffolds  were systematically evaluated. Results showed that The morphological structure can be changed by changing the applied voltage and distance.when the voltage was increased from 15to 18 kv, nanofibres with beades were observed. Furthermore, increasing distance from 15 to 20cm had a positive effect on the scaffolds' morphology and decreased the defects such as beads in the structure. Hence the optimum conditions for electrospinning the PCL/KIT-6 composite scaffolds were determined for voltage and distance in 15kv and 20cm.

    Keywords: tissue engineering, scaffold, electrospinning, polycaprolactone, KIT-6, voltage, distance
  • Atefeh Rezaee, masood mofarahi *, Amirabbas Izadpanah Pages 311-320

     The determination of physical properties and the obtaining of parameters related to thermodynamic models are essential in the design and simulation of industrial units for gas absorption and desorption by amine solvents. In this work, the viscosity and density of the binary and ternary mixtures of Ethanolamine and 2-amino-2-methyl-propanol (AMP) and water were measured at a temperature range of (303 to 343) K. Appling the thermodynamic models, the excess volume of the binary mixtures was correlated with the Redlich-Kister model and the mean relative error was less than 3% for all data. The dynamic viscosity for binary systems were determined by Eyring-NRTL and Eyring-Wilson models and used to predict the ternary mixture behavior. The results showed that the Eyring-Wilson model had better prediction than Eyring-NRTL model. Ultimately, the kinematic viscosity was correlated by the Redlich-Kister expansions and its temperature-dependent parameters were determined.

    Keywords: Viscosity, Density, Excess Volume, Redlich-kister, Eyring-NRTL, Eyring-Wilson
  • Saeed Amir Aslanzadeh * Pages 321-325

    The phase transition of pentiloxcycyano biphenyl (5OCB), heptiloxycyano biphenyl (7OCB) liquid liquid crystal and the different mixtures of binary mixture of 7OCB-5OCB was studied to behavior of phase diagram by using differential scanning calorimetry (DSC). For 5OCB and 7OCB the crystal phase (C) to the nematic phase (N) phase transition temperature of was observed at temperatures 321 and 327 K, respectively, Whereas, in the binary mixture, the C to N phase transition temperature has decreased compared to each of the pure components, the highest decrease in phase transition temperature was observed in the 40% of mole furcation 7OCB liquid crystal. Additional functions in the binary mixture 7OCB-5OCB system were also investigated using regular solutions. The value of excess function such as Gibbs and enthalpy excess was to predict the behavior of the binary mixture with a slight deviation from the ideal state.

    Keywords: liquid crystal, phase transition, differential scanning calorimetry, binary mixture, excess functions, crystal, nematic, mole furcation
  • Atefe Zarei, Mohammad Reza Malayeri * Pages 327-339

    Deposit formation on heat transfer surfaces in heat exchangers is one of the most chronic problems in many industries. It causes flow mal-distribution, increased pressure drop, excessive fuel consumption, and generally reduction of the exchanger thermal efficiency. It is therefore indispensable to investigate fouling mechanisms as well as the impact of various operating conditions. These would, in turn, help to develop mitigation strategies. Water is the most widely used as working fluid in heat exchangers due to its high heat capacity, redundancy, and low price. However, the presence of various ions, such as calcium, carbonate, and sulfate in water, causes the formation of calcium sulfate and/or calcium carbonate deposits in heat exchangers. In this study, the effect of operating conditions including fluid velocity, calcium sulfate concentration, and heat flux on the formation of calcium sulfate deposit has experimentally been investigated. For doing so, firstly, the impact of these parameters on deionized water was examined under clean condition. The results of fouling experiments showed that increased heat flux and concentration of calcium sulfate resulted in intensified deposit formation as well as increased surface temperature and thermal resistance, which all would give rise in reduction of heat transfer coefficient. In contrast, the higher that fluid velocity is, the lower would be the deposition, surface temperature, and thermal resistance.

    Keywords: fouling, crystallization fouling, deposition, heat exchanger, calcium sulfate, heat transfer
  • Majid Abedi Masir, Mahdi Aqaie * Pages 341-351

    Aim of this research is to investigate the effect of the flow regime on separation in the gaseous diffusion system, the effect of the Knudsen number on the separation factor, and the diffusion velocity of the particles. In the current research, firstly, a brief description of the theory that governs the system will be given. Then, with the simulation of an element, the effect of the type of flow regime and Knudsen number on the variation of enrichment, the separation factors and the diffusion velocity of the light and heavy components inside the pores are investigated. Results are compared by theoretical equations. It is also should mentioning that two light and heavy isotopes of UF6 gas have been used for separation by gaseous diffusion method. The results will show; separation does not occur in the continuous flow regime, and separation will be occurring only in the molecular and transient flow regime. Also, with the increment of the Knudsen number, the amount of changes in the enrichment in different parts of the system will increase compared to the incoming gas. In other words, with the increment of Knudsen number, more separation is formed and the separation factor of the system increases. For instance, for a Knudsen number of 0.1, the separation factor is equal to 1.00101, and for a Knudsen number of 0.8, this value will increase to 1.00333. Finally, the diffusion velocity of the particles inside the pores, which is criteria of the effective separation of the particles, has been investigated. The results show that the diffusion velocity of particles for the light component is higher than heavy component, and this is due to the higher intensity of the particles of the light component passing through the pores.

    Keywords: Gaseous diffusion system, Knudsen number, Separation factor, Porous membrane
  • Ehsan Esmaeilnezhad *, Meysam Rajabi Pages 353-360

    Keeping constant and reasonable production from oil reservoirs which are in the second half of their life has pushed scientists to consider enhanced oil recovery (EOR) methods and novel methods in this field are presented. Magnetized water flooding as a green and compatible method with the environment is one of the novel methods besides polymer flooding which has been applied many years ago. The main purpose of this paper is to combine the two mentioned methods to increase the efficiency of flooding operations. Therefore, magnetized water is utilized as a solvent for polymer powder, then surface phenomena including interfacial tension and contact angle were studied. Somehow the effects of four factors including; magnetization time, magnetic field intensity, time after magnetization, and polymer concentration on mentioned surface phenomena were evaluated. The results showed that all of the aforementioned factors except magnetization time have a great impact on interfacial tension and just magnetic field intensity has a significant effect on contact angle. These results prove that flooding of magnetized water-based polymer solution has a great impact not only on macroscopic efficiency but also on microscopic efficiency and can improve the efficiency of polymer flooding.

    Keywords: Magnetized water, Interfacial tension, Contact angle, Enhanced oil recovery
  • Mohammadreza Talaghat *, Payam Parvasi, Reza Arjmand Pages 361-375

    The crude oil contains various contaminants including water, gas and sediments which should be removed in desalination unit. In addition, the wastewater from desalination unit should be refined to remove the oil droplets. In this work, a mathematical model was presented for demulsification process of crude oil emulsions from wastewater of desalination plant. A nonlinear hyperbolic integral differential equation was obtained by population balance method. The population balance integral equation terms were simplified using fixed pivot method and a system of partial differential equation (PDE) were obtained. The partial equations were converted into systems of ordinary differential equations (ODE) using the method of line. The ODEs were solved by the application of MATLAB Software. The profile of volumetric distribution of oil droplets, mean droplet diameter (D4,3), and oil separation rate along the height of the system at different times were reported. The accuracy of the model was examined by comparing with experimental data of water dispersion in oil system obtained from literature. Then, the model was applied to predict the oil in water systems and the effects of viscosity and density crude oil on separation of dispersed phase and mean droplet diameter (D4,3) were investigated. Finally, adjustable coefficients in the equations were estimated. The results showed that, by reducing the density of crude oil the settling velocity increases. Furthermore, the decreasing in crude oil viscosity will lead to increase the frequency collision droplets and oil separation.

    Keywords: Desalination unit, Oil in water emulsion, fixed pivot, Batch gravity separation
  • Mahboobeh Baghban, Mehdi Assareh *, Mohammad taghi Sadeghi Pages 377-387

    Due to the complexities of oil reservoir simulation models, there is a need to find an optimization method that can have good accuracy and speed while reducing computational costs. In this regard, in this study, a parallel genetic algorithm has been used to accelerate the optimizer in order to prevent the increase of the computational load of the well placement problem and the prolongation of the execution time. Instead of one population of chromosomes (i.e., the same optimization variables), this algorithm works with several populations, which exchange chromosomes with each other. The proposed mathematical model is a single-objective problem, which is to maximize the present value of the project in the location of wells. The price of oil and the cost of separating water and gas are considered in this economic function. In evaluating the objective function, the CPU of a single computer, or multiple networked computers, each in parallel, are responsible for calculating the chromosomes’ fitness of parallel populations. After calculating the target function or suitability of the chromosomes of all populations (in which each population has common genetic function), migration between populations takes place. A case study has been used to validate the implementation of this method. In the proposed model, the location of vertical wells in an oil tank has been verified. As a result of the optimization, the wells are located at five points, four injection wells at the corners, and one production well at the center of the model, and in addition to reducing optimization time, the number of simulator performances in parallel processing mode is significantly reduced. In this research, the performance of genetic and parallel genetic algorithms for location optimization on the same reservoir model is shown. The execution time of optimization between genetics and parallel genetics is 7100 seconds and 1800 seconds, respectively. As it is known, the use of PGA has quadrupled the execution time in the studied oil reservoir.

    Keywords: Well placement, Parallel genetic algorithm, Optimization, Simulation, Field Development