فهرست مطالب

شیمی کاربردی روز - پیاپی 53 (زمستان 1398)

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 53 (زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فریبرز اتابکی*، سعید رزاق پور، شهرزاد جهانگیری صفحات 11-20
    الاستومرهای پلی یورتان یکی از پلیمرهای مهم با کاربردهای فراوان هستند که توجه زیادی را به خود جلب می کنند. در این تحقیق ماکرو-دی آمین های جدیدی با موفقیت سنتز شدند و به عنوان توسعه دهنده های زنجیربرای بهبود خواص مکانیکی و پایداری حرارتی پلی (یورتان- اوره) (PUUs) مورد استفاده قرار گرفتند. ویژگی های ساختاری ماکرو دی آمین های سنتز شده توسط FTIR شناسایی شد. همچنین، پایداری حرارتی کوپلیمرهای تهیه شده توسط DSC و TGA و DTG بررسی شده است. همچنین ویژگی های مکانیکی همه ی PUUs ها مورد بررسی قرار گرفته است. ذوب حرارتی (Tm) قسمت سخت کوپلیمرها در منحنی DSC ظاهر شده است. علاوه بر این، منحنی DSC هیچ گونه پیکی را در ناحیه اندازه گیری نشان نمی دهد. این بدین معنی است که دمای انتقال شیشه (Tg) کمتر از Co (80-) است. منحنی های TGA نشان می دهد که PUUs سنتز شده سبب بهبود پایداری حرارتی سیستم پلی یورتان شده است. نتایج آزمایش-های مکانیکی نشان می دهد که خواص مکانیکی کوپلیمرهای سنتزشده بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: الاستومر پلی یورتان، ماکرو دی آمین، توسعه دهنده ی زنجیر، پلی (یورتان-اوره)
  • حسین کاظمی، مریم رجبی*، بهاره فهیمی راد صفحات 21-30
    در این کار اکسید روی با مورفولوژی لوله بر روی کربن فعال (ZnO NRs-AC) با استفاده از روش هم رسوبی برای تخریب نوری رنگ مالاشیت گرین (MG) تحت نور UV سنتز شد. فتو کاتالیست با استفاده از تکنیک های مختلف از جمله XRD و FE-SEM مشخص شد. طراحی Box-Behnken (BBD) همراه با روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینه سازی پارامترهای تاثیرگذار مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بهینه برای پارامترهای مربوطه به شرح زیر است: مقدار کاتالیست، 16 میلی-گرم؛ غلظت MG، 30 میلی گرم بر لیتر؛ و زمان تخریب ، 46 دقیقه بدست آمد. بررسی اثر یون های خارجی بر عملکرد فرآیند فتو کاتالیزوری، نشان دهنده پایداری ZnO NRs-AC در تخریب فتو کاتالیزوری MG است. همچنین، با توجه به مدل جنبشی Langmuir-Hinshelwood (L-H)، تخریب جنبشی MG به دنبال یک مدل سینتیکی مرتبه شبه اول می باشد.
    کلیدواژگان: نانو لوله اکسید روی، کربن فعال، مالاشیت گرین، نور UV، طراحی آزمایش Box-Behnken، مدل سینتیکی
  • محمد کاظمی، مهدیه ابوالحسنی* صفحات 31-42
    هدف اصلی این پژوهش بررسی اثربخشی ترکیب روش فنتون و سونوشیمی با فرکانس بالا برای تصفیه پساب شامل p- نیتروفنول (PNP) به عنوان ماده آلاینده است. این روش ها برای تخریب PNP در سیستم ناپیوسته تحت شرایط عملیاتی مختلف بر اساس فرآیند افراصوت، فنتون، فراصوت/ پروکسید هیدروژن و فرآیند فراصوت / فنتون مورد استفاده قرار گرفته اند. این راکتور شامل شش ترنسدیوسر فراصوت با فرکانس 7/1 مگاهرتز بود. سه ترنسدیوسر در کف و سه ترنسدیوسر دیگر در دیواره رآکتور قرار داشتند. نتایج نشان داد که تجزیه PNP از واکنش شبه درجه اول تبعیت می کند. ثابت نرخ تخریب برای پارامترهای عملیاتی مختلف شامل pH، توان الکتریکی ورودی به ترنسدیوسرها و غلظت و حجم های مختلف H2O2 و FeSO4 تعیین شد. در شرایط بهینه، بیشترین میزان تخریب PNP برای ترکیب فراصوت و واکنش فنتون (min-1 166/0) با ضریب هم افزایی 165/1 بدست آمد. اولویت های بعدی مربوط به فنتون، فراصوت/ پراکسید هیدروژن و فراصوت با ثابت نرخ تخریب min-1 137/0، 0107/0 و 0055/0 بود. بنابراین فرآیند فراصوت / فنتون دارای بالاترین توانایی برای تخریب PNP بود، زیرا فراصوت می تواند واکنش فنتون را برای تولید رادیکال های هیدروکسیل تشدید کند.
    کلیدواژگان: امواج فراصوت، واکنش فنتون، تخریب P- نیتروفنول، اثر هم افزایی، پراکسید هیدروژن
  • ابراهیم قربانی کلهر*، محمد بهبهانی، عارفه ثوابی صفحات 55-66
    در این مقاله میکرو استخراج مایع - مایع پخشی برپایه روش انجماد قطره آلی شناور برای پیش تغلیظ و اندازه گیری همزمان مقادیر ناچیز یون های کادمیوم، سرب و کبالت براساس کمپلکس آنها با دیتیزون و پیش پردازش داده های اسپکتروفتومتری با روش سیگنال آنالیت خالص، توسعه داده شده است. پارامترهای موثر بر استخراج به طور همزمان بررسی و بهینه سازی شدند. شرایط بهینه برای pH، نوع حلال استخراجی، حجم حلال استخراجی، نوع حلال پخشی، حجم حلال پخشی، مدت زمان تماس، مدت زمان سانتریفوژ شدن، مدت زمان انجماد و دمای انجماد به ترتیب برابر با: 8 ، 1-آندکانول، 150 میکرولیتر، اتانول، 350 میکرولیتر، 10 دقیقه، 6 دقیقه، 5 دقیقه و 4 درجه سانتی گراد می باشد. تحت این شرایط و با استفاده از یک نمونه حاوی 15 میلی لیتر از این کاتیونها، حدود تشخیص برای کادمیوم، سرب و کبالت به ترتیب برابر با 1/1، 3 و 4/5 میکروگرم بر لیتر می باشد. به دلیل همپوشانی شدید طیف کمپلسها در تمامی pH ها و سرتاسر نواحی طیفی مورد مطالعه ، روش طیفی نسبی سیگنال آنالیت خالص برای حل مشکل به طور کامل، مورد استفاده قرار گرفت. بنابراین اندازه گیری کاتیون های مورد مطالعه می تواند در حضور دیگر کمپلکس ها و مزاحم های ناشناخته انجام شود و در نهایت، روش بهبود یافته، برای اندازه گیری کاتیون های فوق الذکر در نمونه های حقیقی مورد استفاده قرار گرفت.
    کلیدواژگان: میکرو استخراج مایع - مایع پخشی برپایه انجماد قطره آلی شناور، پیش تغلیظ همزمان، سیگنال آنالیت خالص، کادمیوم، سرب، کبالت
|
  • Fariborz Atabaki *, Saeed Razaghpoor, Shahrzad Jahangiri Pages 11-20
    Polyurethane elastomers are an important polymer in many applications which attach many interest. In this research, novel macro-diamines were synthesized successfully and used as chain extenders for the improvement of mechanical properties and thermal stability of poly(urethane-urea)s (PUUs). Structural characteristics of synthesized macro-diamines investigated by FT-IR. Also, thermal stability of prepared copolymers studied by DSC, TGA and DTG. As well, mechanical characteristics all of the PUUs investigated. Thermal melting (Tm) of copolymers hard segment appears in DSC curves. Furthermore, DSC curves don’t show any peak in measured area; It’s mean glass transition temperature (Tg) is less than (-80) °C. TGA curves displays that synthesized PUUs improvement thermal stability of polyurethane system. Mechanical test results show that mechanical properties of synthesized copolymers are improved
    Keywords: Polyurethane elastomer, macro-diamine, chain extender, poly(urethane-urea)s (PUUs)
  • Hosein Kazemi, Maryam Rajabi *, Bahareh Fahimirad Pages 21-30
    In this work, ZnO with a nanorod morphology loaded on activated carbon (ZnO NRs-AC) was synthesized using the co-precipitation method for the photo-degradation of malachite green (MG) under the UV light. The photo-catalyst was characterized using various analytical techniques including XRD and FE-SEM. The Box-Behnken design (BBD) combined with the response surface methodology (RSM) was applied for the optimization of the influential parameters. The optimum values for the parameters involved were as follow: photo-catalyst dosage,16 mg; MG concentration, 30 mg L-1; and reaction time was 46 min. Studying the effect of foreign ions on the performance of the photo-catalytic process indicated the stability of ZnO NRs-AC in the photo-catalytic degradation of MG. According to the Langmuir–Hinshelwood (L–H) kinetic model, the kinetic degradation of MG followed a pseudo-first order kinetic model.
    Keywords: ZnO nanorods, Activated carbon, Malachite green, UV light, Box-Behnken design, Kinetic model
  • Mohammad Kazemi, Mahdieh Abolhasani * Pages 31-42
    The main objective of the present work is the investigation of the efficacy of a combination of Fenton chemistry and high-frequency sonochemistry for wastewater treatment, including p-nitrophenol (PNP) as a model pollutant. These methods have been used to degrade PNP in a batch system under different operating conditions based on ultrasound process, Fenton reaction, ultrasound/hydrogen peroxide, and ultrasound/Fenton process. The reactor consisted of six ultrasonic transducers with a frequency of 1.7 MHz. Three transducers were located in the bottom, and the other three were embedded in the wall of the reactor. The results showed that the PNP decomposition follows a pseudo-first-order reaction. The degradation rate constant was determined for various operating parameters including pH, input electric power to transducers, and concentrations and volumes of H2O2 and FeSO4. In optimum conditions, the highest PNP degradation rate constant was obtained for the combination of 1.7 MHz ultrasound and Fenton reaction (0.166 min-1 ) with a synergistic coefficient of 1.165. Next priorities were related to Fenton, ultrasound/hydrogen peroxide and ultrasound with degradation rate constant of 0.137, 0.0107, and 0.005 min-1, respectively. Therefore, the ultrasound/Fenton process had the highest ability to degrade PNP, because ultrasound could intensify Fenton reaction to produce more hydroxyl radicals.
    Keywords: Ultrasound waves, Fenton reaction, P- nitrophenol degradation, Synergetic effect, Hydrogen peroxide
  • Niloofar Faraji, Ahmad Bagheri *, Ali Arab Pages 43-54
    The interaction between an ionic liquid (1-dodecyl-3-methylimidazolium bromide or IL) and cationic surfactant (dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB)) in aqueous solution has been investigated at various mole fractions and temperature 30 ˚C using experimental and theoretical methods. The critical micelle concentration (CMC) of pure components and their binary mixtures, mixed micellar composition at ideal state( and ) and real state( and ), interaction parameter ( ), activity coefficients of components in mixed micelles ( and ), the standard Gibbs energy of micellization ( ) values and the degree of counterion binding(α) have been calculated and discussed. It has been found for the DTAB/IL mixture that depending on the ionic liquid bulk concentration (y1), repulsive or attractive interactions (positive or negative value of ) are produced in mixed micelle formation. The unique role of IL in changing behaviors of aqueous surfactant mixtures is described. In the theoretical section, the molecular interaction energy of the pure IL, pure DTAB, and mixed IL-DTAB have been estimated using density functional theory (DFT) calculations. The value of interaction energy parameter ( ) has also been calculated at mole fraction of 0.5 and a good agreement with the experimental results was observed.
    Keywords: Ionic liquid, DTAB, Micellization, DFT, interaction energy
  • Ebrahim Ghorbani Kalhor *, Mohammad Behbahani, Arefeh Savabi Pages 55-66
    Here in a dispersive liquid- liquid microextraction based on solidification of floating organic drop method was developed for simultaneous pre-concentration and trace determination of cadmium, lead and cobalt ions based on their complexes with dithizone and preprocessing spectrophotometric data by net analyte signal based method. The affecting parameters on extraction were investigated and optimized simultaneously. The optimum conditions for pH, extraction solvent, extraction solvent volume, dispersive solvent, dispersive solvent volume, contact time, centrifugation time, solidification time and freezing temperature were 8, 1-ndecanol, 150 microliter, ethanol, 350 microliter, 10 min, 6 min, 5min and 4 oC, respectively. Under these conditions and using a sample containing 15 ml of the cations, the detection limits were 1.1 µg L-1, 3 µg L-1 and 5.4 µg L-1 for cadmium, lead and cobalt, respectively. Because of spectra sever overlapping of complexes throughout studied pH and spectra regions, the net analyte signal ratio spectra method was used to resolve the problem perfectly. Hence, the determination of studied cations can be conducted in the presence of other complexes and unknown interferences. Ultimately, the modified method was successfully applied for determination of aforementioned cations in real samples.
    Keywords: Dispersive liquid- liquid microextraction based on solidification of floating organic drop, Simultaneous pre-concentration, Net analyte signal, Cadmium, Lead, Cobalt
  • Zahra Lotfi *, Hassan Zavvar Mousavi, S. Maryam Sajjadi Pages 67-78
    Covalently bonded third generation dendrimer to magnetized graphene oxide nanosheets (DMGO), with high adsorption capacity, were synthesized and efficiently used for simultaneous removal of reactive red 195 (RR) and reactive yellow 145 (RY) dyes. The important parameters like initial concentrations of dyes, sorbent mass and sonication time was optimized using central composite design (CCD) combined with response surface methodology (RSM). Because of the severe overlapping spectra of the dyes, at each removal condition, the dyes concentration were obtained by application partial least squares (PLS) as a powerful multivariate calibration method. The optimized parameters were found to be 12.5 min sonication time, 15 mg of sorbent, RR concentration 20.0 mg L-1 and RY concentration 45.0 mg L-1. These optimal condition were achieved the removal percentage of 99.20 and 98.80 % for RR and RY, respectively. In order to evaluate sorption performance, isotherms and kinetics studies were carried out under batch adsorption experiments. The adsorption process follows pseudo-second order reaction kinetic, as well as Langmuir isotherm. The results showed that the sorbent had a maximum adsorption capacity of 53.76 and 73.53 mg g-1 corresponds to RR and RY, respectively.
    Keywords: Adsorption, Central composite design, Multivariate calibration, Isotherm, Kinetic
  • Naghmeh Faalhamedani *, Vahid Amani Pages 79-84
    The new trans-[Pt(4-mpy)2Cl4] (1) complex (4-mpy is 4-methylpyridine) was prepared from the reaction of H2PtCl6.6H2O with 4-methylpyridine in methanol. Synthesized complex was thoroughly characterized by elemental analysis, IR and 1H-NMR spectroscopy.Elemental analysis data (C, H, N) support the general composition of the title complex and the structure have been established by single-crystal X-ray diffraction study. In this complex the geometry platinum(IV)cation is octahedral, formed by two nitrogen atoms from two 4-mpy ligands and four chloride anions. Also, in this complex the strong π…π interactions between pyridine rings are effective on the stabilization of the crystal packing. Furthermore, the luminescence properties of the free 4-mpy ligand as well as the complex 1were investigated in solution. Luminescence emission of complex 1 was red shifted and is weaker than that of the free 4-mpy ligand.
    Keywords: crystal structure, platinum(IV) complex, 4-methylpyridine, luminescent properties
  • Roghayeh Aleeshah, Abbas Eslami * Pages 85-96
    In the present study, the interaction between water-soluble cationic asymmetric porphyrin, 5-(1-Hexadecyl pyridinium-4-yl)-10, 15, 20-tris (1-Butyl pyridinium-4-yl) Porphyrin Chloride, and its copper (II) derivative with calf thymus DNA (CT-DNA) were studied by means of spectroscopic techniques, viscosity measurements and molecular docking. The monitoring of the changes in visible absorbance spectra showed a small red shift and a little hypochromicity in the Soret band. Also, insignificant changes were appeared in the viscosity of DNA with increasing of the porphyrins. These results suggested that these porphyrins bound to DNA through the groove binding mode. Then, multivariate curve resolution-alternating least squares (MCR-ALS) method was employed on UV–visible spectral data matrix to resolve the spectral and concentration profiles of the components involved in the interaction and the binding constant was estimated by the combination of bard equation and MCR-ALS approach. Furthermore, molecular docking studies confirmed experimental results obtained by spectral techniques and provide deeper insight into the porphyrin-DNA interaction.
    Keywords: Calf thymus DNA, Asymmetric cationic porphyrin, Grove binding mode, MCR-ALS, Molecular docking