فهرست مطالب

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 70 (بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/02/01
  • تعداد عناوین: 18
|
  • عبدالحمید دهقانی، میلاد قزلسفلو*، سهیلا قاسمی صفحات 9-27

    در این پژوهش با استفاده از روشی مناسب و در راستای توسعه شیمی سبز، ذرات کیتوسان از طریق فرایند استیل زدایی از ضایعات پوسته میگوی خلیج فارس تهیه شده، و در ادامه کمپلکسی مبتنی بر مس بر روی بستری از ذرات کیتوسان با موفقیت سنتز، و با تکنیک هایی چون اسپکترومتری مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، نگاشت عنصری (Mapping)، و طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV-Vis) مورد بررسی قرار گرفت. کمپلکس کیتوسان-مس (II) به عنوان یک کاتالیزگر ناهمگن کارآمد در واکنش های تشکیل پیوند کربن-کربن بین آریل هالیدها و ارگانوبورونیک اسیدها استفاده شد. طیف گسترده ای از ترکیبات بی آریل با موفقیت از طریق فرآیند کاتالیزگری توسعه یافته سنتز شدند. استفاده از کاتالیزگر کمپلکس کیتوسان-مس (II)، در سنتز مشتقات بی فنیل چندین مزیت از جمله شرایط واکنش ملایم و زمان سنتز کوتاه، بازده قابل توجه، اجتناب از تولید زباله های سمی، و جداسازی آسان کاتالیزگر را نشان داد. علاوه بر این، کمپلکس کیتوسان-مس (II) به راحتی توسط صاف کردن بازیابی شد و می توان آن را برای پنج چرخه بدون از دست دادن یکپارچگی ساختاری و فعالیت کاتالیزگری مورد استفاده ی مجدد قرار داد.

    کلیدواژگان: ضایعات میگو، استیل زدایی، کیتوسان، کمپلکس کیتوسان-مس (II)، واکنش های جفت شدن کربن-کربن
  • بختیار رستم زاده، نوسیبه ابراهیمی*، رحمت صادقی صفحات 29-44
    در این کار، رفتار تعادل مایع-بخار سیستم های سه تایی آبی شامل کولین کلرید (ChCl) و مایعات یونی مبتنی بر ایمیدازولیوم، به روش ایزوپیستیک، در دمای ◦C 25 مورد بررسی قرار گرفته است. مایعات یونی مورد استفاده 1-بوتیل3-متیل ایمیدازولیوم برمید [C4mim][Br] و 1-بوتیل3-متیل ایمیدازولیوم تری فلوئورومتان سولفونات [C4mim][CF3SO3] هستند. اثر آنیون مایع یونی بر فعالیت آب، فشار بخار، و غلظت های تعادلی ایزوپیستیکی ارزیابی شده است. انحراف منحنی های هم فعالیت آب از رابطه خطی ایزوپیستیکی به عنوان معیاری برای پی بردن به اثر نمک زدایی یا نمک افزونی ChCl بر محلول آبی مایعات یونی به کار رفته است. نتایج نشان می دهد که ChCl نقش کمک-حلال را در سیستم های مورد بررسی ایفا می کند و موجب افزایش حلالیت مایعات یونی در آب می شود که متناظر با وقوع پدیده نمک افزونی است.
    کلیدواژگان: کولین کلرید، مایعات یونی مبتنی بر ایمیدازولیوم، ایزوپیستیک، اثر نمک افزونی
  • قاسم کریم نژاد*، زینب خورابلو صفحات 45-57

    در این پروژه ی تحقیقاتی، یک روش ساده الکتروشیمیایی با تبدیل آسان سطح الکترود به ساختاری در ابعاد نانو و متخلخل ارائه شد. نانومتخلل در سطح الکترود کربن شیشه ای به روش کرنوآمپرومتری با اعمال پتانسیل ترسیب داده شد. الکترود پیشنهادی جهت اندازه گیری داروی آسیکلویر استفاده شد. تحت شرایط بهینه، بهبود قابل توجهی در رفتار الکتروشیمیایی آسیکلویر در سطح الکترود اصلاح شده نسبت به الکترود اصلاح نشده مشاهده شد. حد تشخیص 13/0 میکرومولار و رنج خطی 99/1 تا 6/19 میکرومولار برای تعیین آسیکلویر در سطح اصلاح شده با استفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی در بافر فسفات به دست آمد. نتایج رضایت بخشی در تعیین آسیکویر با الکترود اصلاح شده در نمونه های سرم خون به دست آمد

    کلیدواژگان: ولتامتری، الکترود کربن شیشه ای، نانو متخلل، آسیکلوویر
  • منا رجائی، ریحانه ملکوتی*، سمیه هادی زاده، عالیه فقهی صفحات 59-74
    کمپلکس باز شیف آهن (III) در بسترهای مغناطیسی سیلیکا و نیز مزو حفره ی سیلیکا، تثبیت شد و با تکنیک های XRD، TEM، FT-IR، AAS، VSM و در مورد مزوحفره ی سیلیکا با تکنیک جذب و واجذب نیتروژن و TGA نیز مورد شناسایی قرار گرفت و جهت اکسایش الکل های بنزیلی و سولفیدها با آب اکسیژنه به عنوان یک اکسید کننده ی سبز مورد استفاده قرار گرفت. مطالعه ی تاثیر ساختار بستر در واکنش های ذکر شده نشان داد که استفاده از مزوحفره در اکسایش سولفیدها و الکل های بنزیلی با آب اکسیژنه در شرایط بهینه، بهره ی کاتالیزوری بالاتری در مدت زمان مشابه و یا حتی کمتر ارائه می دهد. بهره ی کاتالیزوری بیشتر بستر مزوحفره را بر اساس شناسایی های انجام شده (تکنیک جذب-واجذب نیتروژن) می توان به مساحت سطح بالای این بستر و نیز اتصال قوی تر کمپلکس باز شیف آهن (III) به مزوحفره (تست حلال شویی) نسبت داد.
    کلیدواژگان: اکسایش سولفید، اکسایش الکل، شیف باز آهن (III)، مزو حفره سیلیکا، اکسید آهن
  • راضیه عرب احمدی* صفحات 75-85

    در این پژوهش، حسگر جدیدی با استفاده از واکنش تراکمی 4- آمینو آنتی پیرن و 1- (3- فرمیل -4- هیدروکسیل فنیل آزو) 3- نیترو بنزن طراحی و سنتز شدند. حسگر ایمینی (L) توسط روش های طیف سنجی IR، UV-Vis، 1HNMR بررسی و تایید شد. رفتار حسگر شیمیایی رنگ سنج در برابر آنیون های مختلف توسط طیف بینی UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. حسگر شیمیایی (L) تغییرات قابل مشاهده ی به آنیون های استات و سیانید در مقایسه با سایر آنیون ها در حلال دی متیل فرم آمید و آب نشان داد. افزایش آنیون های سیانید و استات به محلول حسگر شیمیایی (L) تغییر رنگ از زرد به بنفش مشاهده شد که با چشم غیرمسلح بدون نیاز به هر نوع دستگاه طیف سنج قابل تشخیص است و هیچ تغییر رنگ محسوسی در حضور آنیون های دیگر مشاهده نشد. حد تشخیص حسگر آزو -آزومتین برای آنیون های استات و سیانید بترتیب، 5-10×6/2 و 6-10×4/1 مولار اندازه گیری شد. با استفاده از تغییرات طیف جذبی در حلال ,DMF/H2O ثابت پیوند تشکیل کمپلکس بین حسگر و آنیون های استات و سیانید بترتیب M-1 103×2/4 و 104×07/3 محاسبه شد.

    کلیدواژگان: آنیون استات، آنتی پیرن، حسگر شیمیایی
  • نگار جمیعی، علی غفاری نژاد*، سید حجت الله کاظمی قهفرخی صفحات 87-103

    تولید الکتروشیمیایی هیدروژن با استفاده از کاتالیزگرهایی با کارآیی بالا از راهکار های موثر برای دستیابی به یک منبع انرژی پاک و تجدید پذیر است. پالادیوم به عنوان یکی از بهترین عناصر به عنوان کاتالیزگر دارای قیمت بسیار بالایی می باشد. در مطالعه ی حاضر با استفاده از فلز نقره میزان مصرف پالادیوم را کاهش داده و کارایی آن بهبود داده شده است. در این تحقیق پوشش Pd-Ag با استفاده از روش رسوب دهی الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای در حمام رسوب دهی حاوی یون پالادیوم و نقره بر سطح میله ی گرافیتی ایجاد شد و فاکتورهایی از جمله روش نشانش پوشش، نسبت غلظت دو نمک، تعداد چرخه و سرعت روبش بهینه گردید. آزمون های مختلف الکتروشیمیایی جهت سنجش فعالیت و پایداری کاتالیزگری نمونه ها در الکترولیت یک دهم مولار سولفوریک اسید انجام شدند. به منظور مطالعه ی مشخصات سطحی پوشش های ایجاد شده، از آزمون میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج پراش انرژی پرتوی ایکس (EDS) و آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. در حالت بهینه اضافه ولتاژ در شار جریان 10- میلی آمپر بر سانتی متر مربع برابر با 5/177- میلی ولت و شیب تافلی آن برابر با (mV.dec-1) 9/120 می باشد که یکی از بهترین فعالیت های کاتالیزگری را نسبت به سایر پوشش ها بر پایه نقره و پالادیوم از خود نشان می دهد. از دلایل فعالیت بالای کاتالیزگری نمونه ی بهینه می توان به هم افزایی اتم های نقره و پالادیوم، ساختار نانو خوشه ای ایجاد شده و مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی بالا اشاره کرد. تغییر بسیار کم اضافه پتانسیل الکترود بهینه تحت چگالی 100- میلی آمپر بر سانتی متر مربع به مدت 5 ساعت الکترولیز، نشان از پایداری الکترود بهینه در شرایط کاری و محیط اسیدی می باشد. روش ساخت کم هزینه، تک مرحله ای و بدون استفاده از هیچ گونه چسب و اتصال دهنده و فعالیت کاتالیزگری بسیار بالا و پایداری خوب نمونه ی بهینه Pd-Ag، امکان استفاده تجاری این الکترود را میسر می سازد.

    کلیدواژگان: رسوب دهی الکتروشیمیایی، الکتروکاتالیزگر، نقره-پالادیوم، واکنش تولید هیدروژن
  • مهدیه سجادی، احمدرضا مومنی*، حشمت الله صمیمی صفحات 105-119

     در این تحقیق، کاتالیزگر مغناطیسی نمک روی هیدروژن فسفوتنگستیک اسید (ZnHPMo12O40) با جایگزینی پروتو ن ها در H3PW12O40 با کاتیون های فلز روی به-عنوان یک کاتالیزگر قابل بازیافت سنتز شد. ساختار و بافت کاتالیزگر سنتز شده با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، تجزیه و تحلیل حرارت سنجی (TGA)، آنالیز سطح BETمیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز مغناطیس سنجی ارتعاشی (VSM) شناسایی شد. این کاتالیزگر موثر و قابل بازیافت با موفقیت برای سنتز H4-پیران ها استفاده شد. نتایج نشان داد که کاتالیزگر مغناطیسی روی هیدروژن فسفوتنگستیک اسید فعالیت کاتالیزی خوبی داشته و فرآورده های مورد نظر با بازده خوب تا عالی به-دست آمدند. فعالیت خوب کاتالیزگر نمک هتروپلی اسید در ارتباط نزدیک با سطح ویژه بالا و هم افزایی خصلت برونستد و لویس اسیدی آن می باشد. کاتالیزگر پایداری خوبی داشته و می توان آن را شش بار بدون کاهش چشمگیری در فعالیت در واکنش استفاده کرد.

    کلیدواژگان: H4-پیران، نمک روی هیدروژن فسفوتنگستیک اسید، کاتالیزگر مغناطیسی، هتروپلی اسید
  • بهجت پورامیری* صفحات 121-133

    در پژوهش حاضر، به طراحی و سنتز مشتقات پر استخلاف پیرول با استفاده از واکنش _های تک ظرفی، چند جزئی شامل آلدئید_های آروماتیک، اتیل استو استات، مشتقات تیادیازول و نیترو متان در حضور کاتالیزور مایع یونی 3-سولفونیک اسید 1-ایمیدازولوپیریدینیوم هیدروژن سولفات ([Simp][HSO4]) و در شرایط بدون حلال پرداخته شد. از آنجاییکه مشتقات پیرول دارای خواص دارویی متنوعی مانند ضد باکتری، ضدویروسی، ضدالتهاب و فعالیت آنتی اکسیدانی هستند و ازلحاظ بیولوژیکی و دارویی اهمیت بسزایی دارند لذا ارائه روش های پربازده و سبز برای تهیه این ترکیبات بسیار حائز اهمیت می باشد. از طرفی دیگر، با توجه به آلودگی محیط زیست و توسعه شیمی سبز و توصیه به کاهش استفاده از حلال های سمی در واکنش های شیمیایی، در تحقیقات گسترده در جهت یافتن روش های سنتزی جدید مبتنی بر استفاده از حلال ها و کاتالیزورهای دوستدار محیط زیست که منجر به کاهش مواد زائد و محصولات جانبی سمی در فرایندهای شیمیایی می_شود، همچنان ادامه دارد. این روش از مایع یونی 3-سولفونیک اسید 1-ایمیدازولوپیریدینیوم هیدروژن سولفات ([Simp][HSO4]) به عنوان کاتالیزگر قابل بازیافت در سنتز سبز مشتقات پراستخلاف پیرول استفاده شد. این روش دارای مزایایی چون بازدهی بالا، عدم استفاده از حلال های آلی، انجام واکنش در شرایط ملایم، زمان کوتاه واکنش، جداسازی آسان بدون استفاده از روش کروماتوگرافی می_باشد. ساختار محصولات سنتز شده با استفاده از داده های فیزیکی و طیف های رزونانس مغناطیس هسته هیدروژن و کربن و طیف زیر قرمز شناسایی شده است.

    کلیدواژگان: مشتقات پیرول، شیمی سبز، مایعات یونی، بدون حلال، واکنش های چندجزیی، تیادیازول
  • مجتبی فتحی، حمیدرضا رجبی*، حبیب الله خواجه شریفی، علی گرجی زاده کهواده صفحات 135-149

    در این تحقیق، از یک روش ساده و کارآمد میکرواستخراج فاز مایع مبتنی بر حلال های فرازودگداز (DES) برای پیش تغلیظ و اندازه گیری اسپکتروفتومتری ترکیب رنگی پورپورین (1و 2 و 4-تری هیدروکسی آنتراکینون) استفاده گردید. DES شامل کولین کلرید- اسید استیک با نسبت مولی 1:2 سنتز و به همراه 1-دکانول مورد استفاده قرار گرفتند. تاثیر پارامترهای موثر بر بازده ی استخراج شامل نوع و حجم حلال های استخراجی، pHمحلول نمونه، نسبت مولی اجزای حلال فرازودگداز و غلظت نمک با استفاده از روش بهینه سازی سطح پاسخ مطالعه گردید. بیشترین درصد استخراج (95<) در شرایط بهینه 5/5=pH ، حجم 350 میکرولیتر DES به همراه 500 میکرولیتر حلال 1-دکانول در حضور550 میلی گرم بر لیتر نمک کلرید سدیم مشاهده شد. تاثیر حضور یون ها و رنگ های مختلف در شرایط بهینه بر بازده ی استخراج مطالعه و مشخص گردید که روش دارای انتخاب پذیری قابل قبولی می باشد. روش حاضر در دامنه ی غلظتی از 7-10×0/5 تا 5-10×0/2 مول بر لیتر رنگ پورپورین خطی بوده، دارای حد تشخیص 7-10 × 7/2 مول بر لیتر، فاکتور پیش تغلیظ 100 و انحراف استاندارد نسبی 13/3 درصد می باشد. در پایان برای بررسی کاربردپذیری روش پیشنهادی، بازیابی رنگ پورپورین از نمونه های آبی به صورت موفقیت آمیزی بررسی گردید.

    کلیدواژگان: میکرواستخراج فاز مایع، حلال اتکتیک عمیق، پیش تغلیظ، پورپورین
  • حسین عطائی فر، لعبت تقوی*، امیرحسام حسنی، مجتبی فاضلی، عبدالله رشیدی مهرآبادی صفحات 151-179

    هدف از انجام این پژوهش، ارائه راهکار کاربردی برای تصفیه و بازیافت شورابه سامانه نمک زدایی آب لب شور با دو مرحله اسمزمعکوس با رویکرد دستیابی به فرآیند سبز است در پژوهش حاضر، به منظور تصفیه شورابه سامانه نمک زدایی RO، عملکرد طرح نوآورانه الکتروکواگولاسیون با چهار راکتور ناپیوسته به صورت متوالی (Sequencing Batch Electrocoagulation Reactors) به همراه تصفیه تکمیلی (افزودن موادشیمیایی، ته نشینی، پرتوتابی UV، میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون) با استفاده از نمونه های واقعی برداشت شده از شورابه مرحله اول و دوم سامانه نمک زدایی در دست بهره برداری مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان TDS به ترتیب برای آب لب شور آبخوان برابر با 3229 تا 3664 میلی گرم در لیتر، برای نمونه های شورابه برداشتی از مرحله اول 5500 تا 7500 میلی گرم در لیتر، برای مرحله دوم سامانه نمک زدایی مورد مطالعه 9500 تا 10600 میلی گرم در لیتر و همچنین برای آب شبکه شهری 278 تا 408 میلی گرم در لیتر بود. نتایج تحقیق نشان داد با ثابت نگهداشتن پارامترهای بهره برداری الکتروکواگولاسیون (مدت زمان، فاصله الکترودها، شرایط هیدرولیکی، دانسیته جریان الکتریکی اعمالی)، میانگین حذف TDS ، سختی و یون ها در جریان مستقیم بیشتر از جریان متناوب و برای الکترودهای Al-Al بیش از الکترودهای Al-Fe است. میزان حذف TDS برای آب های با TDS پایین در حد 282 میلی گرم در لیتر، بدون تاثیر و برای آب لب شور برابر 82 درصد و میزان حذف یون های پیش ساز رسوب گرفتگی از جمله سختی و کلسیم در حد پایین 3 درصد و حذف سولفات و منیزیم به ترتیب 13 و 46 درصد است. نتیجه آزمایشات نشان داد که فرآیند الکتروکواگولاسیون بدون اضافه شدن مواد شیمیایی برای کاهش TDS و استفاده همزمان این فرآیند با رسوب دهی شیمیایی جهت حذف یون های پیش ساز رسوب گرفتگی می تواند به طور موفقیت آمیزی کاربرد داشته باشد. نتایج بررسی ها از جنبه های فنی و زیست محیطی و اقتصادی نشان داد گزینه سوم نسبت به سایر گزینه ها، مزیت بیشتری دارد. در این گزینه، آب لب شور به دو فرآیند موازی شامل غشای اسمزمعکوس یک مرحله ای و الکتروکواگولاسیون هدایت می شود. متعافبا، شورابه RO با آب تصفیه شده توسط SBERs جهت تولید آب صنعتی یا آب برای آبیاری گیاهان شورپسند با هم مخلوط می شوند. این روش برای فاز توسعه سامانه نمک زدایی به منظور کمینه نمودن شورابه دفعی و بیشینه نمودن میزان آب تولیدی (آب شرب، آب صنعتی یا آب کشاورزی) به عنوان گزینه منتخب پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: نمک زدایی، شورابه اسمز معکوس، الکتروکواگولاسیون ناپیوسته متوالی(SBERs)، TDS، فرآیند سبز
  • منصور جهانگیری*، امید توکلی، مبینا علیمحمدی صفحات 181-200
    در این تحقیق ابتدا راکتور فتوکاتالیستی از جنس کوارتز طراحی و ساخته شد. سپس نانوفتوکاتالیست های ZnO اصلاح شده با درصدهای مختلفی از Ag و Zr به روش احتراقی وبا استفاده از ماکروویو سنتز گردید. آزمایش های فتوکاتالیستی نشان داد که نانوفتوکاتالیست های با نسبت جرمی 0.093 Ag و 0.04 Zr کارامد تر است. ویژگی های این کاتالیست توسط آنالیزهای XRD، SEM وFT-IR مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس فعالیت های فتوکاتالیستی ZnO-Ag-Zr در تخریب رنگ قرمز ری اکتیو 198 مورد بررسی قرار گرفت و عوامل موثر مانند pH محلول ، مقدار کاتالیست و غلظت اولیه محلول بررسی شد. آزمایش ها نشان داد که شرایط بهینه رنگبری از رنگزا در غلظت 20 میلی گرم در لیتر عبارت است از: pH=10 و میزان کاتالیست 0.3 گرم در لیتر و در این شرایط رنگبری بالای 92 درصد می باشد. همچنین در بررسی سینتیک واکنش مذکور نشان داد که سرعت حذف مواد رنگزای قرمز ری اکتیو 198 همخوانی مناسبی با معادله شبه درجه یک لانگمیر-هینشلوود دارد و لذا پارامترهای سینتیکی با استفاده از این مدل تعیین گردید.
    کلیدواژگان: نانوفتوکاتالیست، ZnO-Ag-Zr، قرمز ری اکتیو(198)، لانگمیر-هینشلوود
  • ملیکا شریعتمداریان، مسعود فرجی* صفحات 201-214

    پیل سوختی میکروبی (MFC- Microbial fuel cell) ابزاری است که انرژی شیمیایی را از طریق فرآیندهای کاتالیزوری میکروارگانیسم ها به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند. در این مطالعه، فیلم انعطاف پذیر و متلخلخل WO3/CNTs-Graphite-PVC از طریق افزودن پودر روی (Zn) به ماتریکس فیلم نانولوله های کربنی (Carbon nanotubes) -پودر گرافیت-پلی وینیل کلراید (PVC- Polyvinyl Chloride) و سپس حل کردن انتخابی Zn از ساختار فیلم در محلول اسیدی و در نهایت ترسیب الکتروشیمایی WO3 (Tungsten trioxide) بر روی فیلم متخلخل پیشین CNTs-Graphite-PVC ساخته شد. مطالعات مورفولوژی سطح نشان داد که فیلم انعطاف پذیر دارای سطح زبر و متخلخلی است و نانولوله های کربنی به عنوان کانال های انتقال الکترون در بطن کامپوزیت فیلم وجود دارند. بررسی ها نشان داد که فیلم متخلخل WO3/CNTs-Graphite-PVC به عنوان بیوآند در MFC در مقاومت 1000 اهمی و چگالی جریان mA/m 2 900 دارای ماکزیمم چگالی توان mW/m2324 می باشد. روش ارائه شده در این تحقیق می تواند به عنوان روشی مناسب برای تهیه الکتروکاتالیست های مناسب بر پایه پودر گرافیت تجاری در پیل سوختی میکروبی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، بیوآند، نانولوله کربنی، گرافیت، اکسید تنگستن، فیلم متخلخل
  • مرضیه دریانورد*، پریسا شاهرخی صفحات 215-230
    امروزه مواد بازدارنده آتش که به مواد قابل اشتعال افزوده می شوند تا مقاومت آن ها را در برابر شعله وری افزایش دهند، اهمیت زیادی دارند. دسته ای از این مواد بازدارنده آتش زینک بورات ها هستند که در این مقاله با استفاده از دو نوع پیش ماده مختلف سنتز شده اند. در روش اول، ابتدا کمپلکس تریس (اتیلن دی آمین)-زینک (II) تترافنیل بورات، [Zn(en)3](BPh4)2، از واکنش ZnCl2 با لیگاند اتیلن دی آمین در حضور NaBPh4 در حلال آب سنتز شد. سپس از کلسینه شدن این کمپلکس در دمای C650، زینک بورات تهیه شد. در روش دوم، مخلوط H3BO3/ZnO با نسبت مولی 6:2 تحت روش هیدروترمال در دمای C200 قرار گرفت و زینک بورات به دست آمد. زینک بورات های تهیه شده با روش های مختف شامل FT-IR، XRD، SEM و TGA شناسایی شدند. همچنین کاربرد زینک بورات های تهیه شده در بازدارندگی اشتعال پلیمر پلی آکریلونیتریل (PAN) بررسی شد. نتایج نشان می دهند که حضور زینک بورات در بافت پلی آکریلونیتریل باعث قطع سریع شعله وری آن بعد از خروج از شعله می شود. بنابراین، زینک بورات های تهیه شده می توانند به عنوان بازدارنده آتش در پلیمرها استفاده شوند.
    کلیدواژگان: بازدارنده آتش، پلی آکریلونیتریل، زینک بورات، اتیلن دی آمین، بوریک اسید
  • شکوفه پولادی، محمد الماسی* صفحات 231-242
    در این مقاله با استفاده از پارامترهای ساختاری به نام های فاکتور نوسان غلظتی-غلظتی در حد طول موج بلند، فاکتور عدد-عدد در حد طول موج بلند، فاکتور ساختاری جزئی عدد-کسر مولی، فاکتور ساختاری مخلوط در حد طول موج بلند و محاسبه فاکتور نظم کوتاه برد شیمیایی، به مطالعه ساختاری وبررسی نسبی برهمکنش ها در محلول های دوجزئی شامل بوتیل استات و الکل های نرمال (1-هگزانول،1-هپتانول،1-اکتانول،1-نونانول،1-دکانول) دردمای298.15 درجه پرداخته ایم. بااستفاده از مقادیر تجربی حجم مولی وضریب تراکم پذیری مخلوط ها، پارامترهای ساختاری یاد شده محاسبه شدند. اثر افزایش طول زنجیره الکلی بر روی پارامترهای یادشده مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده ازنتایج بدست آمده در مورد منظم شدن و یا بی نظمی محلول ها بحث و بررسی انجام شد.مقادیر تجربی حجم مولی فزونی برای تمامی سیستم های یاد شده مثبت است وبا افزایش طول زنجیره الکلی زیادتر میگردد. تجزیه و تحلیل پارامترهای ساختاری یاد شده برای محلول های دوجزئی نیز منجربه نتایج مشابهی برای قدرت پیوندها و میزان بی نظمی در آن ها گردید. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که پیوندهای بین مولکولی در سیستم های دوجزئی شامل بوتیل استات الکل های نرمال ضعیف است و میزان بی نظمی در این محلول ها زیادتر از میزان بی نظمی محلول های ایده آل می باشد، واین بی نظمی با افزایش طول زنجیره الکلی زیادتر میگردد. ازدیاد این بی نظمی ها که ناشی از ضعیف تر شدن پیوندها درمحلول است ، را میتوان ناشی از ایجاد ممانعت فضایی ناشی از زنجیره غیرقطبی الکل ها دانست. با افزایش طول زنجیره میزان این ممانعت فضایی نیزافزایش مییابد.
    کلیدواژگان: پارامترهای ساختاری، بوتیل استات، زنجیره آلکیلی، 1-آلکانول ها، برهمکنش های بین مولکولی
  • حسین دهقان*، سید عبدالله هاشمی، سید جلال طباطبایی صفحات 243-260
    پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر ضدقارچی سه اسانس زیره سبز، زیره سیاه، اسطوخودوس و پوشش های حاوی این اسانس ها، که بر پایه مالتودکسترین فرموله شدند، علیه Fusarium oxysporum انجام شد. این قارچ یکی از بیماری زاترین پاتوژن های گوجه فرنگی در بازار میوه و تره بار تهران است. ترکیبات فیتوشیمیایی اسانس ها توسط روش های GC و GC-MS شناسایی و تعیین مقدار شدند. همچنین فعالیت ضدقارچی آن ها علیه جوانه زنی اسپور قارچ، رشد میسلیوم و میوه تلقیح شده بررسی شد. با توجه به نتایج، ترکیبات cuminaldehyde با% 54/34، γ-terpinene با % 30/18، p-cymen-7-ol با % 19/13 و p-cymenene با % 82/12در اسانس زیره سبز، carvone با % 74/28، p-cymen-7-ol با % 02/12، p-cymenene با % 55/11، safrole با % 93/8 و β-pinene با % 88/5 در اسانس زیره سیاه و camphor با % 11/19، eucalyptol با % 90/15، α-pinene با % 69/6، 3-carene با % 50/6 و β-caryophyllene با % 38/5 در اسانس اسطوخودوس به عنوان اجزای اصلی آن ها مشخص شدند. با توجه به نتایج، اسانس زیره سیاه با IC50 معادل mg/mL 64/0 بهتر از اسانس های زیره سبز (mg/mL 05/1IC50=) و اسطوخودوس (mg/mL 89/0IC50=) علیه جوانه زنی اسپور قارچ عمل کرد. در حالی که IC50 مربوط به کرزوکسیم متیل (یک قارچ کش استاندارد) معادل mg/mL 11/0 بدست آمد. همچنین، نتایج فعالیت ضدقارچی اسانس ها علیه رشد میسیلیوم نیز برتری نسبی اسانس زیره سیاه را نسبت به دو اسانس دیگر نشان می دهد. پوشش حاوی اسانس زیره سیاه توانست با مهار 37/79 درصدی رشد قارچ بر روی میوه تلقیح شده، بهترین عملکرد را نشان دهد. در حالی که پوشش های حاوی اسانس های زیره سبز و اسطوخودوس 43/71 و 09/38 درصد مهار نشان دادند نتایج نشان می دهد پوشش حاوی اسانس زیره سیاه یک پوشش ضد قارچ قوی است که می توان از آن با هدف افزایش طول انبارمانی و حفظ کیفیت میوه های گوجه فرنگی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اسانس، فوزاریوم، گوجه فرنگی، پوشش میوه
  • مژگان کریمی، احمد سلیمان پور*، سید احمد نبوی امری صفحات 261-274

    در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی، مواد از سطح قطعه کار توسط جرقه الکتریکی جدا شده و در حضور ماده دی الکتریک و الکترود ابزار، بر سطح قطعه کار تغییراتی ایجاد می شود. در این پروژه، به بررسی اثر پدیده نفوذ مواد حاصل از دی الکتریک و الکترود ابزار برنج بر سطح قطعه کار فولاد کربنی به وسیله ی روش های آنالیز کوانتومتری، پراش پرتوX و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی پرداخته می شود. اثر پارامترهایی نظیر شدت جریان الکتریکی (I) ، زمان پالس روشن (ton)، زمان پالس خاموش (toff) و زمان ماشینکاری (τ) بر ترکیب، میکروساختار و خوردگی الکتروشیمیایی قطعه کار ماشینکاری شده مطالعه شد. نتایج آنالیز کوانتومتری نشان داد که با افزایش پارامترهای ماشینکاری، میزان نفوذ مس (از الکترود ابزار برنج) و کربن (از پیرولیز ماده دی الکتریک)، بر سطح فولاد کربنی ماشینکاری شده، افزایش می یابند. نتایج پراش پرتوX ، حاکی از تشکیل فازهای مختلف نظیر 08/0C92/1Fe، 2Cu، 4Cu و 2Fe در سطح قطعه کار می باشد که در تطابق با نتایج کوانتومتری بود. مطالعات الکتروشیمیایی نشان داد که در حین EDM مقاومت خوردگی الکتروشیمیایی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی، فولاد کربنی، نفوذ مس، نفوذ کربن، خوردگی الکتروشیمیایی
  • سمیه حیدری* صفحات 275-292
    در این تحقیق نانوکامپوزیت بنتونیت/ نانوکیتوسان تهیه شد و به عنوان جاذب برای حذف یون های آهن (ΙΙΙ) از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های ساختاری و ریخت شناسی سطح نانوکامپوزیت با استفاده از روش هایFT-IR ،XRD ، و SEM ارزیابی شد. تاثیر پارامترهای مهم بر حذف یون های آهن (ΙΙΙ) از جمله اثر pH ، اثر زمان تماس و اثر مقدار جاذب مورد بررسی قرار گرفت و بیشترین راندمان حذف در مقدار جاذب 0.003 گرم ، 4=pH و زمان تماس 20 دقیقه برابر 99 درصد بدست آمد. بررسی همدماهای جذب نشان داد که مدل لانگمیر بهترین تطابق را با داده های تعادلی داشته و بیشترین ظرفیت جذب، 333/33 میلی گرم بر گرم جاذب تعیین شد. طبق مطالعات سینتیک، فرآیند حذف یون های آهن (ΙΙΙ) توسط نانوکامپوزیت از مدل سینتیکی شبه مرتبه دو تبعیت کرده و سرعت حذف بالاست. بر اساس یافته ها، نانوکامپوزیت بنتونیت/ نانوکیتوسان با مزایایی از قبیل ظرفیت جذب بالا، زمان واکنش کوتاه و سازگاری با محیط زیست، یک جاذب کارآمد و قوی در حذف یون های آهن (ΙΙΙ) از محلول های آبی است.
    کلیدواژگان: بنتونیت، نانوکیتوسان، آهن (ΙΙΙ)، ایزوترم جذب، سینتیک
  • الهام رسولی، مصطفی رحیم نژاد*، هدی ازوجی صفحات 293-312
    در این کار تحقیقاتی، یک حسگر الکتروشیمیایی ساده و گزینش پذیر با حساسیت بالا برای تعیین داروی دوپامین پیشنهاد شد. برای این منظور، از یک نانوکامپوزیت متشکل از نیکل- نانولوله های کربنی چند جداره و نانوذرات تیتانیوم دی اکساید برای اصلاح الکترود خمیرکربن استفاده شد. مورفولوژی سطح حسگر اصلاح شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) ارزیابی شد. روش های ولتامتری چرخه ای (CV)، ولتامتری پالس تفاضلی (DPV) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) برای تجزیه و تحلیل رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده پیشنهادی و تعیین خصوصیات الکتروشیمیایی دوپامین به کار رفتند. الکترود اصلاح شده به کاررفته در این پژوهش یک پاسخ الکترواکسیداسیون عالی به حضور دوپامین نشان داد. علاوه بر این، برای بهینه سازی پاسخ حسگر الکتروشیمیایی، هر گونه تغییر در رفتار ولتامتری دوپامین تحت شرایط pH و سرعت های روبش مختلف مورد بررسی قرار گرفت. تحت شرایط بهینه، جریان پیک الکتروکاتالیستی دوپامین، به غلظت دوپامین در محدوده µM 100- 3/0 به صورت خطی وابسته بوده و حد تشخیص nM 68/11 برای آن محاسبه شد. همچنین، پارامترهای الکتروشیمیایی مانند تعداد الکترون های منتقل شده و ضریب انتقال الکترون نیز برآورد شدند. یافته های مطالعه حاضر نشان دادند که حسگر موردنظر دارای حساسیت بالا، حد تشخیص کم، پاسخ سریع، پایداری طولانی مدت، قابلیت تکرارپذیری و تجدیدپذیری قابل توجه، گزینش پذیری و بازیابی بالا و همچنین، عملکرد عالی در تشخیص آنالیت در نمونه های حقیقی است که ثابت می کند الکترود پیشنهادی، برای کاربردهای صنایع غذایی، پزشکی و زیست محیطی کاملا قابل استفاده می باشد. روش پیشنهادی ساده، سریع و ارزان است و می تواند به عنوان یک ابزار تحلیلی ارزشمند در کنترل کیفیت صنعت داروسازی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: حسگر الکتروشیمیایی، دوپامین، الکترود خمیرکربن، نانوکامپوزیت، نانولوله های کربنی چند جداره، نانوذرات تیتانیوم دی اکساید
|
  • Abdulhamid Dehghani, Milad Ghezelsofloo *, Soheila Ghasemi Pages 9-27

    In this research, using a suitable method and in line with the development of green chemistry, chitosan particles were prepared through the process of deacetylation from Persian Gulf shrimp shell waste, and then a copper-based complex was successfully synthesized on a substrate of chitosan particles, and with Techniques such as Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Energy Diffraction Spectroscopy (EDX), Elemental Mapping, and Visible-Ultraviolet Spectroscopy (UV-Vis) was investigated. A wide variety of biaryl compounds were successfully synthesized through the developed catalytic process. The use of chitosan-copper (II) complex catalyst in the synthesis of biphenyl derivatives showed several advantages, including mild reaction conditions and short synthesis time, significant efficiency, avoiding the production of toxic waste, and easy separation of the catalyst. Furthermore, the chitosan-copper(II) complex was easily recovered by filtration and could be reused for five cycles without losing its structural integrity and catalytic activity.

    Keywords: shrimp waste, deacetylation, Chitosan, chitosan-copper (II) complex, carbon-carbon coupling reactions
  • Bakhtyar Rostamzadeh, Nosaibah Ebrahimi *, Rahmat Sadeghi Pages 29-44
    In this work, the vapor-liquid equilibrium behavior of aqueous ternary systems composed of choline chloride (ChCl) and imidazolium-based ionic liquids has been investigated using the isopiestic method at 25 °C. The ionic liquids used are 1-butyl-3-methylimidazolium bromide ([C4mim][Br]) and 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethane sulfonate ([C4mim][CF3SO3]). The effect of ionic liquid anion on water activity, vapor pressure, and isopiestic equilibrium concentrations has been evaluated. The deviation of water iso-activity curves from the linear isopiestic relation has been used as a benchmark to unveil the salting-out or salting-in effect of ChCl on the aqueous solution of ionic liquids. The results show that ChCl plays the role of co-solvent in the studied systems and increases the solubility of the ionic liquids in water, indicating the occurrence of the salting-in phenomenon.
    Keywords: Choline Chloride, Imidazolium-based ionic liquids, Isopiestic, Salting-in effect
  • Ghasem Karim-Nezhad *, Zeynab Khorablou Pages 45-57

    In this research project, a simple electrochemical method was presented with the easy conversion of the electrode surface into a nano-sized and porous structure. The nanoporous was deposited on the surface of glassy carbon electrode by chronoamperometric method by applying potential. The proposed electrode was used to measure acyclovir drug. Under optimal conditions a significant improvement in the electrochemical behavior of acyclovir was observed on the surface of the modified electrode compared to the unmodified electrode. The detection limit of 0.13 μM and the linear range of 1.99 to 19.6 μM were obtained for the determination of acyclovir at the surface of modified electrode using differential pulse voltammetric method in phosphate buffer. Satisfactory results were obtained in the determination of acyclovir with the modified electrode in blood serum samples.

    Keywords: Voltammetry, Glassy carbon electrode, Nano porous, Acyclovir
  • Mona Rajaee, Reihaneh Malakooti *, Somayye Hadizade, Aliyeh Feghhi Pages 59-74
    The iron (III) Schiff base complex was immobilized on magnetic silica as well as mesoporous silica substrates and characterized by XRD, TEM, FT-IR, AAS, VSM techniques, and in the case of mesoporous silica, it was also identified with N2 adsorption/desorption and TGA methods. These materials were applied for oxidation of benzyl alcohols and sulfides with hydrogen peroxide as a green oxidant. The effect of catalyst structures was studied in the mentioned reactions. The results showed that using of mesoporous silica in the oxidation of sulfides and benzyl alcohols with hydrogen peroxide in the optimal reaction conditions provided a higher catalytic yield in the same or even less reaction time, The higher catalytic performance of the mesoporous substrate based on the identifications (carried out by N2 adsorption/desorption technique) can be attributed to the higher surface area of this substrate and the stronger connection of the Schiff base complex of iron (III) to the mesoporous silica (according to leaching test).
    Keywords: Sulfide oxidation, Alcohol oxidation, Iron (III) Schiff base, SBA-15, Fe3O4
  • Raziyeh Arabahmadi * Pages 75-85

    In this paper, a novel azo Schiff base chemosensor was synthesized via condensation reaction of 4-Aminoantipyrine with 1-(3-Formyl-4-hydroxyphenylazo)-3-nitrobenzene. The imine sensor was studied via spectroscopic methods IR, 1HNMR and UV-Vis. The chromogenic behavior of colorimetric chemosensor toward various anions was investigated by UV–Vis spectroscopic. The chemosensor show abrupt changes towards CN− and OAC−anions in DMF/H2O solution in comparison with other anions. Upon the addition of CN− and OAC− ions to the receptor, the color of the L solution was changed from yellow to purple that was detectable with naked-eye and without any optical instrument. No color changes towards other anions were observed. The detection limits of the azo-azomethin sensor for OAC− and CN− anions were 2.6 ×10-5 and 1.4 ×10-6 mol L-1, respectively. Using the association constant value for sensor towards OAC− and CN− anions was calculated to be 4.2 ×103 and 3.07 ×104 M-1.

    Keywords: Acetate Anion, Antipyrine, Chemosensor
  • Negar Jamiei, Ali Ghaffarinejad *, Hojjat Kazemi Pages 87-103

    Electrochemical production of hydrogen using high-efficiency catalysts is an effective way to achieve a clean and renewable energy source. Palladium as one of the best elements as a catalyst has a very high price. In the present study, the use of silver metal reduced the consumption of palladium and improved its efficiency. In this research, Pd-Ag coating was generated using the cyclic voltametric electrochemical deposition method in a deposition bath containing palladium and silver ions on the surface of graphite rods. Factors such as coating marking method, the concentration of two salts, number of cycles, and scanning speed were optimized. Various electrochemical tests were performed to measure the activity and catalytic stability of the samples in one-tenth of a molar sulfuric acid electrolyte. To study the surface characteristics of the coatings, field emission electron microscopy (FESEM) test equipped with X-ray energy diffraction (EDS) spectrometer and X-ray diffraction (XRD) tests were used. In the optimal case, the overvoltage in the current flux of -10 mA / cm2 is equal to -177.5 mV and its TOEFL slope is equal to (mV.dec-1) 120.9, which is one of the best catalytic activities. Compared to other coatings based on silver and palladium. The reasons for the high catalytic activity of the optimal sample include the synergy of silver and palladium atoms, the resulting nanocluster structure, and the high electrochemically active surface area. A very small change in the optimal potential of the electrode at a density of -100 mA / cm2 for 5 hours of electrolysis indicates the stability of the optimal electrode in working conditions and an acidic environment. The low-cost, single-step fabrication method without the use of any adhesives or binders and the very high catalyst activity and good stability of the optimal Pd-Ag sample make it possible to use this electrode commercially.

    Keywords: Electrochemical Precipitation, Electrocatalyst, Silver-Palladium, Hydrogen production reaction
  • Mahdieh Sajadi, AhmadReza Momeni *, Heshmatallah Samimi Pages 105-119

     In this study, a magnetic catalyst of phosphutangetic acid salt (ZnHPMo12O40) was prepared by substitution of protons in H3PW12O40 with zinc metal cations as a recyclable catalyst. The structural and morphology of the prepared catalysts was investigated using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential thermal gravimetric analysis (TGA), BET surface analysis emission scanning electron microscopy (SEM) and vibrating sample magnetometry (VSM). The prepared catalyst was successfully used as an efficient and recyclable catalyst for the synthesis of 4H-pyrans. The results showed that the magnetic zinc phosphotangestic acid catalyst exhibited good catalytic activity under optimum reaction conditions and the desired products were obtained in good to excellent yields. The good activity of the zinc salt of heteropoly acid catalyst was closely related to its high specific surface area, and the synergistic effects of Lewis and Brønsted acidity. The catalyst stability was good and it can be reused six times without significant loss activity in reaction.

    Keywords: 4H-pyrans, zinc hydrogen phosphutangetic acid salt, magnetic catalyst, Heteropoly acid
  • Behjat Pouramiri * Pages 121-133

    In the present research, the design and synthesis of polyfunctionalized pyrrole derivatives using one-pot, multi-component reactions including aromatic aldehydes, ethyl acetoacetate, thiadiazole derivatives, and nitromethane in the presence of 3-sulfonic acid 1-imidazolopyridinium hydrogen sulfate ([Simp]HSO4]) ionic liquid and under solvent-free conditions were discussed. Since pyrrole derivatives have various medicinal properties such as antibacterial, antiviral, anti-inflammatory, and antioxidant activity, and they are very important from biological and medicinal points of view, therefore, it is very important to provide efficient and green methods for preparing these compounds.On the other hand, considering the environmental pollution and the development of the green chemistry approach, and the recommendation to reduce the use of toxic solvents in chemical reactions, extensive research to find new synthetic methods based on the use of environmentally friendly solvents and catalysts that lead to the reduction of waste materials and products. This method used the ionic liquid 3-sulfonic acid 1-imidazolopyridinium hydrogen sulfate ([Simp]HSO4]) as a recoverable catalyst in the green synthesis of pyrrole derivatives.This method has some advantages such as high yield, no use of organic solvents, mild reaction conditions, short reaction time, and easy separation without using chromatography. The structure of all products was characterized using physical data as well as 1HNMR, 13CNMR and IR spectrum.

    Keywords: Pyrrole derivatives, Green chemistry, Ionic Liquids, multi-component reactions, Thiadiazole
  • Mojtaba Fathi, HamidReza Rajabi *, Habibollah Khajehsharifi, Ali Gorjizadeh Kohvadeh Pages 135-149

    This research used a simple and efficient liquid-phase microextraction method based on deep eutectic solvents for preconcentration and spectrophotometric determination of purpurin (1, 2, and 4-trihydroxyanthraquinone) dye. The choline chloride-acetic acid DES with a molar ratio of 1:2 was synthesized and used with 1-Decanol as the extraction solvent. The influence of effective parameters on the extraction efficiency, including the type and volume of extracting solvents, pH of sample solution, the molar ratio of DES components, and sodium chloride salt concentration were studied, using the response surface method. The highest extraction percentage (>95%) was obtained at pH = 5.5, 550 mg/L of sodium chloride, 350 and 500 µL of DES, and 1-Decanol solvents, respectively. The effect of different ions and dyes on the extraction efficiency was examined and the results indicated that the method has an acceptable selectivity. The present process was linear in the concentration range of 5.0×10-7 to 2.0×10-5 mol/L of purpurine, with a detection limit of 2.7×10-7 mol/L, preconcentration factor of 100, and a relative standard deviation of 3.13%. Finally, to test the applicability of the proposed method, it was investigated for the uptake of purpurin from various water samples, successfully.

    Keywords: Liquid phase microextraction, Deep eutectic solvent, separation, purpurin
  • Hossein Ataei Far, Lobat Taghavi *, AmirHessam Hassani, Mojtaba Fazeli, Abdollah Rashidi Mehrabadi Pages 151-179

    This study aims to provide a green process implementation method for treating brine in the desalination system of brackish water with two stages of reverse osmosis. In this study, real samples taken from the first and second stages of the brackish water reverse osmosis (BWRO) plant were utilized to assess the performance of innovative sequencing batch electrocoagulation reactors (SBERs) with complementary processes (addition of chemicals and antiscalants, settling, microfiltration, UV, and ultrafiltration). According to the measurements, the TDS of the brackish water taken from the aquifer ranged from 3,229 to 3,664 mg/L, whereas that of the first-stage RO brine was between 5,500 and 7,700 mg/L, that of the second-stage RO brine was between 9,500 and 10,600 mg/L, and that of tap water was between 278 and 408 mg/L. The results of the study showed that the average removal of TDS, hardness, and ions in direct current (DC) was higher than in alternating current (AC) and that for Al-Al electrodes is more than that for Al-Fe electrodes. For the samples that were taken from the brine to the second stage RO with a TDS level of 9423 mg/L (with an increase in pH to 9 and with a temperature of 11 °C), the amount of TDS removal was 14%, and the amounts of hardness and scaling ions like calcium, magnesium, and sulfate (the amount of sulfate in quantities above 1400 mg/L) were removed equal to 35.5, 29, 35, and 30%, respectively. The TDS can be successfully reduced by electrocoagulation and scale-forming precursor ions can be eliminated by combining electrocoagulation and chemical precipitation.The results of the research showed that the third alternative was more advantageous than the others for the development phase of the desalination system under study after multiple options were analyzed technically, environmentally, and economically. The results of the research showed that the third alternative was more advantageous than the others for the development phase of the desalination system under study after multiple options were analyzed technically, environmentally, and economically.This option will direct brackish water to two RO (one stage)/SBERs processes. The RO desalination plant's brine and the SBER effluent are then combined to provide industrial water or irrigation water for plants that can tolerate salt. This method has been proposed as the best option for desalination system development because it reduces the total volume of rejected brine and increases the water supply (drinking, industrial, or agricultural).

    Keywords: Desalination, Brine of RO, Sequencing Batch Electrocoagulation Reactors (SBERs), TDS, green process
  • Mansour Jahangiri *, Omid Tavakoly, Mobina Alimohammady Pages 181-200
    In this research, a photocatalytic reactor made of quartz was designed and built. Then ZnO nanophotocatalysts modified with different percentages of Ag and Zr were synthesized by combustion method and using microwave. Photocatalytic experiments showed that nanophotocatalysts with a mass ratio of 0.093 Ag and 0.04 Zr are more efficient. The characteristics of this catalyst were evaluated by XRD, SEM and FT-IR analyses. Then the photocatalytic activities of ZnO-Ag-Zr in the degradation of reactive red dye 198 were investigated and the effective factors such as pH of the solution, amount of catalyst and initial concentration of the solution were investigated. Experiments showed that the optimal conditions for decolorization of the dye at a concentration of 20 mg/liter are: pH=10 and the amount of catalyst is 0.3 g/liter, and under these conditions, decolorization is above 92%. Also, in the study of the kinetics of the aforementioned reaction, it was shown that the removal rate of Reactive Red 198 dyes is in good agreement with the pseudo-first-order Langmuir-Hinshelwood equation, and therefore, the kinetic parameters were determined using this model.
    Keywords: nanophotocatalyst-, ZnO-Ag-Z-, reactive red (198)- Langmuir-Hinshelwood
  • Melika Sharitmadarian, Masoud Faraji * Pages 201-214

    A microbial fuel cell (MFC) is a device that converts chemical energy into electrical energy through the catalytic processes of microorganisms. In this study, flexible and porous WO3/CNTs-Graphite-PVC film was fabricated through uniform adding of Zn powder into matrix of carbon nanotubes-graphite- Polyvinyl Chloride) PVC (film followed by selective dissolving of Zn from the film structure in acidic solution and finally electrodeposition of WO3 (Tungsten trioxide) into previously porous CNTs-Graphite-PVC film. Surface morphology studies showed that the flexible film has rough and porous structure and carbon nanotubes are uniformly present as electron conduction channels within the composite film. Studies also showed that porous WO3/MWCNTs-Graphite-PVC film as a bioanode in MFC at resistance of 1000 ohms and current density of 900 mA/m2 has a power density of 324 mW/m2. The method presented in this research can be used as a suitable method for preparing of suitable electrocatalysts based on commercial graphite powder in microbial fuel cells.

    Keywords: Microbial fuel cell, Bioanode, Multi-walled carbon nanotubes, Graphite, WO3, Porous film
  • Marzieh Daryanavard *, Parisa Shahrokhi Pages 215-230
    Nowadays, fire retardants are very important. These materials are added to flammable items to increase their resistance to flammability. Zinc borates are an important class of the fire retardants, which have been prepared in this paper using two different precursors. In the first method, tris(ethylenediamine) zinc(II) tetraphenyl borate complex, [Zn(en)3](BPh4)2, was prepared by reaction of ZnCl2 with en ligand in the presence of NaBPh4 in water solvent. The prepared Zn(II) complex was calcined at 650 ºC to obtain zinc borate. In the second method, a mixture of H3BO3/ZnO with a mole ratio of 6:2 was reacted under the hydrothermal operation at 200 ºC, and zinc borate was obtained. The prepared zinc borates were characterized by different methods including FT-IR, XRD, SEM, and TGA. In addition, the application of the prepared zinc borates as a fire retardant was investigated for poly(acrylonitrile) (PAN) polymer. The results show that the addition of zinc borate to PAN increased its resistance to flammability and the combustion process immediately terminated when the sample removed from the flame. Therefore, the prepared zinc borates are good candidates for use as fire retardants in polymers.
    Keywords: Fire retardant, Poly(acrylonitrile), Zinc borate, Ethylenediamine, Boric acid
  • Shekoofeh Pouladi, Mohammad Almasi * Pages 231-242
    In this article, using the structural parameters called the concentration-concentration fluctuation factor in the long wavelength limit, the number-number factor in the long wavelength limit, the partial number-mole fraction structural factor, the mixed structural factor in the long wavelength limit and calculating the short order factor Chemical field, we have studied the structure and relative investigation of interactions in binary mixtures including butyl acetate and normal alcohols (1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol) at a temperature of 298.15 degrees. Using the experimental values of molar volume and compressibility coefficient of the mixtures, the mentioned structural parameters were calculated. The effect of increasing the length of the alcohol chain on the mentioned parameters was studied, and using the obtained results, a discussion was made about the regularization or disorder of the solutions. The experimental values of the additional molar volume for all the mentioned systems are positive and increase with the increase of the length of the alcohol chain. The analysis of the mentioned structural parameters for binary mixtures also led to similar results for the strength of bonds and the amount of disorder in them. In general, it can be concluded that the intermolecular bonds in two-component systems containing butyl acetate and normal alcohols are weak, and the amount of disorder in these solutions is greater than the amount of disorder in ideal solutions, and this disorder increases with the increase in the length of the alcohol chain. The increase of these irregularities, which is caused by the weakening of the bonds in the solution, can be considered as a result of the spatial hindrance caused by the non-polar chain of alcohols. With the increase in the length of the chain, the amount of this spatial hindrance also increases.
    Keywords: Structural parameters, butyl acetate, alkyl chain, 1-alkanols, intermolecular interactions
  • Hossein Dehghan *, Seyed Abdollah Hashemi, Seyed Jalal Tabatabaei Pages 243-260
    The current study aimed to investigate the antifungal activities of cumin, black cumin, and lavender essential oils and their maltodextrin-based coatings against Fusarium oxysporum, one of the most locally predominant tomato fungal pathogens (Tehran, Iran). Also, investigation of some qualitative characteristics of coated tomato fruits during storage was aimed. The phytochemical constituents of the essential oils were evaluated using GC and GC–MS methods. Also, the inhibitory activities of the oils were examined against spore germination, mycelial growth, and fungal infection development on tomato fruits. According to the results, cuminaldehyde (34.54 %), γ-terpinene (18.30 %), p-cymen-7-ol (13.19 %) and p-cymenene (12.82 %) in cumin, carvone (28.74 %), p-cymen-7-ol (12.02 %), p-cymenene (11.55 %), safrole (8.93 %) and β-pinene (5.88 %) in black cumin, and camphor (19.11 %), eucalyptol (15.90 %), α-pinene (6.69 %), 3-carene (6.50 %) and β-Caryophyllene (5.38 %) in lavender essential oil were determined as main components. In spore germination assay, cumin, black cumin, and lavender essential oils exhibited potent activities with IC50 values of 1.05, 0.64 and 0.89 mg/mL, respectively. While, kresoxim-methyl (a standard antifungal agent) inhibited the fungal strain with IC50 value of 0.11 mg/mL. Furthermore, black cumin oil showed the most activities against mycelial growth of fungus. Furthermore, the coating enriched with black cumin oil showed the most inhibitory activity to reduce fungal growth on inoculated fruits, with a severity reduction of 79.2%. Whereas, cumin and lavender coatings showed significant activities with 71.43 and 38.09% inhibition, respectively. The results indicated that black cumin coating is a potent antifungal coating that of interest for the bioactive packaging of tomato fruits to extend their shelf life.
    Keywords: Essential oil, Fusarium oxysporum, Tomato, Fruit coating
  • Mojgan Karimi, Ahmad Soleymanpour *, Sayyed Ahmad Nabavi Amri Pages 261-274

    In the electric discharge machining process, the material is separated from the surface of the work piece by an electric spark, and in the presence of the dielectric material and tool electrode, changes are made on the surface of the work piece. In this project, we investigated the effect of dielectric material and brass tool electrode diffusion on the surface of carbon steel workpiece by means of quantmetric analysis, X-ray diffraction and electrochemical impedance spectroscopy. The effect of the parameters such as electric current intensity (I), pulse on time (ton), pulse off time (toff) and machining time (τ) on the composition of work peace, microstructure and electrochemical corrosion of machined work peace, were investigated. The results of quantmetric analysis showed that with the increase of machining parameters, the amount of diffused copper (from brass tool electrode) and carbon (from pyrolysis of flashing dielectric material) on the surface of machined carbon steel was increased. X-ray diffraction results confirmed that the formation of different phases such as Fe1.92C0.08, Cu4, Cu2 and Fe2 on the surface of workpiece, which was accordance with the quantmetric results. Electrochemical studies showed that during the EDM process, the electrochemical corrosion resistance was increased.

    Keywords: Electrical discharge machining, Carbon steel, Copper diffusion, carbon diffusion, electrochemical corrosion
  • Somayeh Heydari * Pages 275-292
    In this research, bentonite/nanochitosan nanocomposite was synthesized and used as an adsorbent to remove iron (ΙΙΙ) ions from aqueous solutions. The structural features and morphology of the nanocomposite surface were evaluated using FT-IR, XRD, and SEM methods. The effect of important parameters on the removal of iron (ΙΙΙ) ions, including the effect of pH, contact time, and the amount of adsorbent was investigated, and the highest removal efficiency of 99% was obtained in the amount of adsorbent of 0.003 g, pH = 4, and contact time of 20 min. investigation of adsorption isotherms showed that the Langmuir model had the best agreement with the equilibrium data and the maximum adsorption capacity was determined to be 333.33 mg/g of the adsorbent. According to kinetic studies, the removal process of iron (ΙΙΙ) ions by nanocomposite follows the pseudo-second order kinetic model and the removal rate is high Based on the findings, bentonite/nanochitosan nanocomposite with advantages such as high absorption capacity, short reaction time and compatibility with the environment, is an effective and strong adsorbent in removal of iron (ΙΙΙ) ions from aqueous solutions.
    Keywords: bentonite, Nanochitosan, Iron (ΙΙΙ), Adsorption isotherm, Kinetic
  • Elham Rasouli, Mostafa Rahimnejad *, Hoda Ezoji Pages 293-312
    In this research, a simple and selective electrochemical sensor with high-sensitivity was proposed to detect dopamine. For this purpose, a nanocomposite consist of nickel-multiwalled carbon nanotubes and titanium dioxide nanoparticles was used to modify the carbon paste electrode. The surface morphology of the modified sensor was evaluated by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR). Cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques were used to analyze of the proposed modified electrode electrochemical behavior and to characterize dopamine. The modified electrode used in this study showed an excellent electro-oxidation response to the presence of dopamine. In addition, to optimize the electrochemical sensor response, any change in the voltammetric behavior of dopamine under different pH and scan rates conditions were investigated and phosphate buffer solution was used for this purpose. Under optimal conditions, the dopamine electrocatalytic peak currents are linearly dependent on the dopamine concentration in the range of 0.3-100 µM and the detection limit of 11.68 nM was calculated for it. Also, electrochemical parameters such as the transferred electrons number and the electron transfer coefficient were estimated. The present study findings showed that the sensor has high sensitivity, low detection limit, fast response, long-term stability, significant repeatability and reproducibility, high selectivity and recovery, as well as excellent performance in analyt detection in the real samples, which proves that the proposed electrode can be used in food, medical and environmental applications. The proposed method is simple, fast and inexpensive and can be used as a valuable analytical tool in quality control of the pharmaceutical industry.
    Keywords: Electrochemical sensor, Dopamine, Carbon paste electrode, Nanocomposite, multiwalled carbon nanotubes, titanium dioxide nanoparticles