فهرست مطالب

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 57 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/03
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مریم حسن زاده اصفهانی، مهدی بهزاد* صفحات 11-20
    ساختار پیروکلر Er2Ti2O7 به روش حالت جامد، با موفقیت تهیه شد. میکرو ساختار اکسید فلزی مخلوط به وسیله یXRD، FT-IR، SEM، EDX و BET شناسایی شد. پراش پرتو ایکس، یک ساختار کریستالی مکعبی با گروه فضایی Fd3m را نشان داد. مورفولوژی و میانگین اندازه ی ذرات نمونه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد. آنالیز عنصری یا شناسایی شیمیایی نمونه به وسیله ی EDX تعیین شد. پیوند جذبی بین اتم های A  و B در ساختار پیروکلر توسط طیف مادون قرمز در محدوده یcm-1  400- 4000  تایید شد. مساحت سطح ویژه و توزیع اندازه ی منافذ از نمونه به وسیله ی BET وBJH  به ترتیب محاسبه شد. این کمپلکس به عنوان کاتالیزور برای اپوکسیداسیون سیکلواکتن با ترشیو بوتیل هیدرو پراکسید استفاده شد. پارامترهای مختلفی از جمله مقدار کاتالیست، نوع و مقدار حلال، نسبت اکسیدان/سوبسترا و زمان بهینه شد و فعالیت کاتالیزوری قابل توجه و گزینش پذیری اپوکسید بالایی یافت شد.
    کلیدواژگان: پیروکلر، حالت جامد، پراش اشعه ایکس، کاتالیست، اپوکسایش
  • بهاره خطیب زاده، نرجس کرامتی*، محسن مهدی پور قاضی صفحات 21-28
    در حال حاضر، نیاز به مواد کارآمدتر که در طیف نور مریی برای تصفیه آب استفاده شوند، رو به افزایش است. نانوکامپوزیت فریت کبالت/اکسید مس با استفاده از روش همرسوبی با موفقیت سنتز شد. نانوکامپوزیت به دست آمده توسط آنالیزهای پراش پودری اشعه ایکس، طیف سنجی بازتاب پخشی، طیف سنج مادون قرمز-تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی مشخصه یابی شد. اطلاعات پراش پرتو ایکس نشان داد که نانوذرات به دست آمده از فریت کبالت و اکسید مس با متوسط ​​اندازه بلوری 36 نانومتر تشکیل شده است. طیف جذب نوری نانوکامپوزیت فریت کبالت/اکسید مس، شکاف باند 75/2 الکترون ولت را نشان داد. این مواد به دلیل وجود مس، همراه با فعالیت مغناطیسی فریت کبالت، که برای جداسازی و بازیابی فوتوکاتالیست پس از استفاده در فرآیند اکسیداسیون مفید است، فعالیت فوتوکاتالیستی خوبی را نشان دادند. فعالیت فوتوکاتالیستی با تخریب متیلن بلو در زیر نور مریی مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه با اکسید مس خالص، نانوکامپوزیت فریت کبالت/اکسید مس عملکرد تخریب نوری بهبود یافته ای را نشان داد (حدود پنج برابر بیشتر). برای بهینه سازی فرآیند و به دست آوردن یک مدل ریاضی، طرح مرکب مرکزی (با سه پارامتر در پنج سطح) استفاده شد. شرایط بهینه به صورت میزان فوتوکاتالیست = 1 گرم در لیتر ، زمان تابش = 140 دقیقه و غلظت متیلن بلو =15  میلی گرم بر لیتر و بازده تخریب بهینه 98/84 درصد تعیین شد. نانوکامپوزیت فریت کبالت/اکسید مس سنتز شده می تواند به طور بالقوه به عنوان یک فوتوکاتالیست جداشونده مغناطیسی فعال در نور مریی استفاده شود.
    کلیدواژگان: فوتوکاتالیست، فریت کبالت، اکسید مس، متیلن بلو، نور مرئی
  • سید حامد ظفری، نقی سعادتجو، بهروز شعبانی* صفحات 29-44
    در این مقاله ، یک سری اکسیدهای مس-آهن با نسبت های مولی 1:0 ، 1:10 ، 7:1 ، 5:1 و 0:1 با یک روش ساده ، کم هزینه و موثر سنتز شد. رنگهای آنیونی مانند Acid Red 14 (AR14) و Methyl Orange (MO) و Malachite Green (MG) به عنوان حذف رنگ کاتیونی و جذب این مواد مورد بررسی قرار گرفت. اثرات نسبت مولی مس-آهن ، pH و دوز جذب کننده در دمای 1±25 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب جاذب سنتز شده حاوی نسبت مولار مس-آهن 1: 7 برای داشتن بالاترین ظرفیت جذب رنگ مورد تایید قرار گرفت. پس از آن ، این جاذب جدید با استفاده از تکنیک های مختلف مانند طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) ، پراش پودر اشعه ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی (EDX) مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت. نانوساختار جدید به عنوان جاذب رنگ در حضور تابش اشعه ماوراء بنفش مورد تایید قرار گرفت. اکسید دوتایی مس-آهن انتخاب شده بیشترین ظرفیت جذب MG را در مقایسه با رنگهای دیگر دارا می باشد و می تواند یک روند عملی برای حذف MG از محلول آبی با افزایش کارآیی جذب در طول تصفیه فاضلاب مور د استفاده قرار گیرد. عملکرد فوتوکاتالیستی اکسیدهای باینری برای تخریب رنگ مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: اکسید دو گانه Fe-Cu، جذب رنگ، متیل اورانژ، Acid Red 14، مالاشیت سبز
  • محمد کریمی، علی بنویدی*، سید منصور بیدکی، محمدعلی کریمی زارچی، سودابه دلیرنسب، مرضیه دهقان طزرجانی صفحات 45-54

    پساب های نساجی یکی از مهمترین آلاینده های محیط زیست می باشد. این پساب ها حاوی انواع مختلف رنگ، مواد شیمیایی و نمک ها هستند. بنابراین لازم است قبل از تخلیه آن ها به محیط زیست، این رنگ ها و مواد شیمیایی را از آن ها حذف نمود. یکی از بهترین روش ها برای حذف این رنگ ها و مواد شیمیایی از پساب، استفاده از مواد اکسید کننده نظیر ازون، آب اکسیژنه و... می باشد. ازون یک ماده اکسید کننده سازگار با محیط زیست است که به طور گسترده در تصفیه پساب، ضد عفونی آب و تجزیه مواد آلی مورد استفاده قرار می گیرد. هدف اصلی از این مطالعه بررسی تخریب رنگ نساجی راکتیو آبی 203 از محلول های آبی با استفاده از ازون الکتروشیمیایی تولید شده روی سطح آند تیتانیم اصلاح شده با اکسیدهای نیکل، آنتیموان و قلع می باشد. بعضی پارامترها نظیر pH محلول، چگالی جریان و زمان ازون دهی بهینه شدند و در آخر سینتیک تخریب رنگ راکتیو آبی 203 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حذف رنگ با غلظت اولیه ppm 100 از محلول با اعمال چگالی جریان ثابت mA/cm2 20 با افزایش زمان ازون دهی افزایش می یابد به طوری که پس از 40 دقیقه رنگ با رانمان 99% از محلول حذف می شود.

    کلیدواژگان: تولید ازون به روش الکتروشیمیایی، الکترود تیتانیم اصلاح شده، تصفیه پساب، تخریب رنگ نساجی راکتیو آبی 203
  • احمد باقری* صفحات 55-64

    مطالعه خواص سورفکتانت ها برای تولید محصولات دارویی و ضد خوردگی، شوینده ها و ازدیاد برداشت نفت بسیار مهم هستند. در مطالعه حاضر دو دسته مختلف از سورفکتانت ها، الف) کاتیونی (ستیل پیریدینیوم کلرید، CPC، و ستیل تری متیل آمونیوم برمید، CTAB) و ب) غیریونی (Brij-C2, Brij-C12, Brij-C15 and Brij-C20) در محیط آبی با استفاده از تکنیک تنسیومتری (اندازه گیری کشش سطحی) در دما 298.15 کلوین مورد بررسی قرار گرفتند. این سورفکتانت ها(CPC, CTAB, Brij-C2, Brij-C12, Brij-C15 and Brij-C20) با طول زنجیره آبگریز یکسان (C16H33) و گروه سر قطبی متفاوت دارند. هدف اصلی این تحقیق، بررسی و مقایسه تاثیر سر قطبی سورفکتانت ها بر غلظت بحرانی تشکیل مایسل (CMC)، انرژی آزاد استاندارد تشکیل مایسل ، انرژی جذب سطحی گیبس ، غلظت فزونی سطح(max)، حداقل مساحت سطح به ازای یک مولکول سورفکتانت (Amin)، فشار سطحی در نقطه CMC (CMC)و pC20 است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تشکیل مایسل از سورفکتانت ها در ساختارهای غیر یونی شرایط خودبخودی تر و مطلوبتری دارد. در خانواده سورفکتانت های Brij مورد مطالعه، مقادیر و فشار سطحی در نقطه CMC با افزایش تعداد گروه های اکسی اتیلن (یا بخش آبدوست) از Brij-C2 تا Brij-C20 کاهش می یابد. همچنین، افزایش آبدوستی سر قطبی سورفکتانت های سری Brij با مشارکت بیشتر تعداد گروهای اتوکسی ظرفیت انحلال پذیری در توده محلول را افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: مایسل، آبدوستی، جذب سطحی، CMC، حداقل مساحت سطح
  • راحیل شکوهیان، منوچهر فتح الهی*، سید قربان حسینی، سید هادی معتمدالشریعتی صفحات 65-78
    نانوکامپوزیت پتاسیم سوپراکسید-فایبرگلاس به عنوان منبع شیمیایی تامین اکسیژن و حذف دی اکسید کربن است که می تواند در سیستم های احیا هوای تنفسی انسان مورداستفاده قرار گیرد. نانوذرات سوپراکسید پتاسیم (KO2) به عنوان بخشی از نانوکامپوزیت با استفاده از روش الکترو هیدرودینامیکی (EHD) سنتز شده و به عنوان قسمت دوم نانوکامپوزیت بر روی الیاف پشم شیشه پوشانده شده است. برای بررسی مورفولوژی نانوکامپوزیت سنتز شده (KO2-فایبرگلاس) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (FESEM) استفاده شد. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت KO2- فایبرگلاس به دست آمده توسط EHD دارای ساختار یکنواخت در ابعاد نانومتر است. برای شبیه سازی تولید اکسیژن و حذف دی اکسید کربن از نانوکامپوزیت ، یک سیستم شبیه ریه انسان (HLLS) طراحی و ساخته شد. مطالعات تجربی در HLLS راه اندازی شده، تحت رطوبت مختلف انجام شد و اثر رطوبت به تغییرات غلظت اکسیژن و دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت. در نتیجه ، مطالعه داده ها نشان داد که نانوکامپوزیت فایبرگلاس KO2 عملکرد مناسبی به عنوان احیا هوا دارد زیرا میزان اکسیژن را تا 29.4 درصد افزایش می دهد. همچنین ، میزان دی اکسید کربن را به نصف می رساند که دو برابر سریعتر از نمونه های تجاری KO2 (در 60 دقیقه) کاهش می دهد. علاوه بر این ، مقدار بیشتر رطوبت (85٪) ، به عنوان کاتالیزور ، باعث افزایش میزان حذف CO2 و تولید O2 می شود.
    کلیدواژگان: بازیابی هوای تنفسی، سوپراکسید پتاسیم، نانو کامپوزیت الیاف شیشه، تامین اکسیژن، حذف گاز دی کسید کرین
|
  • Maryam Hasanzadeh Esfahani, Mahdi Behzad * Pages 11-20
    Er2Ti2O7 pyrochlore structure was successfully prepared by solid-state method. The prepared microstructure mixed-metal oxide was characterized by XRD, SEM, EDX, FT-IR and BET. X-ray powder diffraction revealed a Cubic crystal system with Fd-3m space group for Er2Ti2O7. The morphology and mean particle size of the sample was characterized by the scanning electron microscope. The elemental analysis or chemical characterization of the sample was determined by Energy Dispersive X-ray microanalysis. The absorption bands between the A and B sites in the pyrochlore structure were confirmed by Fourier transmission infrared spectra in (400–4000 cm-1) range. The specific surface area and the pore size distributions of the sample were calculated using Brunauer–Emmett–Teller (BET) method and Barrett–Joyner–Halenda (BJH) method respectively. The complex has been used as a catalyst for epoxidation of cyclooctene with TBHP (tert-butyl hydroperoxide). Various parameters including catalyst amount, solvent type and amount, oxidant/substrate ratio and time have been optimized and almost. Considerable catalytic activity and high epoxide selectivity has been found.
    Keywords: pyrochlore, Solid State, X-ray diffraction, Catalyst, Epoxidation
  • Bahareh Khatib Zadeh, Narjes Keramati *, Mohsen Mehdipour Ghazi Pages 21-28
    Currently, the need for more efficient materials that work in the visible light spectrum for water treatment has been increasing. A CoFe2O4/CuO nanocomposite was successfully synthesized by co-precipitation method. The obtained nanocomposite was characterized by XRD, DRS, FT-IR and FESEM. X-ray diffraction data showed that the obtained nanoparticle was composed of CoFe2O4 and CuO with average crystal size of 36nm. The optical absorption spectrum of the CuO/CoFe2O4 nanocomposite displayed a band gap of 2.75 eV. The materials showed photocatalytic activity due to the presence of Cu, associated with the magnetic activity of CoFe2O4, which is useful for the separation and recovery of the photocatalyst after use in an oxidative process. Photocatalytic activity was studied by degradation of methylene blue under visible light. Compared with pure CuO, the CoFe2O4/CuO nanocomposite exhibited improved photodegradation performance (about five more time). To optimize process and obtain a mathematical model, CCD (with three factors at five levels) was used. The optimal conditions were determined where the amount of photocatalyst= 1 g/L, irradiation time= 140 min and the concentration of MB= 15 ppm with optimum degradation efficiency as 84.98%. The synthesized CoFe2O4/CuO nanocomposite can be potentially used as a visible-light responsive magnetically separable photocatalyst.
    Keywords: Photocatalyst, CoFe2O4, CuO, Methylene blue, Visible Light
  • Seyyed Hamed Zafari, Naghi Saadatjou, Behrouz Shaabani * Pages 29-44
    In this work, a series of binary oxides with 0:1, 1:10, 1:7, 1:5, and 1:0 Cu:Fe molar ratios were synthesized by a simple, low cost and effective procedure. The anionic dyes namely, Acid Red 14 (AR14) and Methyl Orange (MO) and Malachite Green (MG) as a cationic dye removal and adsorption onto these materials was investigated. The effects of Cu:Fe molar ratio, pH, and sorbent dosage were investigated at 25±1 °C. The synthesized adsorbent compound containing 1:7 molar ratio of Cu:Fe verified to possess an uppermost dye adsorption capacity. Subsequently, this new sorbent was characterized using different techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray powder diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy(TEM), and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The new nanostructure was confirmed for dye adsorption in the presence of UV irradiation. Selected Fe-Cu binary oxide exposed the highest adsorption capacities of MG regarding the other dyes. It would be a practical process of removing MG from aqueous solution by increasing adsorption efficacy during wastewater treatment. The photocatalytic performance of as-fabricated binary oxides was surveyed with the destruction of dye.
    Keywords: Fe-Cu binary oxides, Dye adsorption, Acid Red 14, Methyl orange, Malachite green
  • Mohammad Karimi, Ali Benvidi *, Seyed Mansour Bidoki, MohammadAli Karimi Zarchi, Soudabeh Dalirnasab, Marzieh Dehghan Tezerjani Pages 45-54

    Textile wastewater is one of the most important environmental pollutants. These wastewaters are containing different kinds of dyes, chemicals and salts. Therefore, it is essential to remove these dyes and chemicals from wastewaters before discharging them into the environment. One of the best methods to remove these dyes and chemicals from wastewater is using oxidation agents such as H2O2, O3 and etc. Ozone is an important oxidizing agent which is widely used in the purification of water, wastewater treatment, water disinfection and decomposition of organic materials. The main aim of this study is the investigation of the removal of C. I. Reactive Blue RB 203 as a textile dye from aqueous solutions by using electrochemical ozone generation with a titanium anode electrode modified with a mixture of nickel, antimony and tin oxides. Some parameters such as the pH of the solution, current density and ozonation time were optimized. The textile dye concentration during the degradation process was estimated from the calibration curve (the UV-Vis absorption values versus the dye concentration) and also the kinetic order of the removal of RB 203 was investigated. The results showed that removal of the dye (100 ppm) from the solution increased by increasing ozonation time at a constant current density of 20 mA/cm2 for 40 min electrolysis and also it was removed from solutions with an efficiency of 99%.

    Keywords: Electrochemical ozone generation, Modified titanium electrode, Wastewater treatment, Degradation of textile dye, C.I. Reactive blue 203 (RB 203)
  • Ahmad Bagheri * Pages 55-64

    The study of surfactant properties are significant for the production of pharmaceutical and anti-corrosion products, detergents and enhanced oil recovery. In the present work, the formation of micelles in different types of surfactants, i) cationic (cetyl pyridinium chloride, CPC, and cetyl trimethylammonium bromide, CTAB) and ii) non-ionic (Brij-C2, Brij-C12, Brij-C15 and Brij-C20) has been investigated in aqueous medium by tensiometric technique at 298.15 K. These surfactants (CPC, CTAB, Brij-C2, Brij-C12, Brij-C15 and Brij-C20) have the same hydrophobic chain length (C16H33) and different polar head groups. The major focus in this research is on the effect of polar head groups on critical micelle concentration (CMC), the standard free energy of micellization ( ), Gibbs adsorption energy ( ) and some interfacial parameters, for example, surface excess concentration (max), minimum surface area per surfactant molecule (Amin), surface pressure at CMC (CMC) and pC20(= −log(C20). The results obtained show that the micellization properties of surfactants has more spontaneous and favorable conditions in nonionic structures. In Brij family surfactants, values of and πcmc at CMC point decreased with increasing the number of oxyethylene groups (or hydrophilic section) from Brij-C2 to Brij- C20. Also, increase in hydrophilicity of head groups of Brij series surfactants by more incorporation of oxyethylene groups enhanced their solubilization capacity in bulk solution.

    Keywords: Micelle, hydrophilicity, Adsorption, CMC, Minimum surface area
  • Rahil Shokouhian, Manoochehr Fathollahi *, Seyed Ghorban Hosseini, Seyed Hadi Motamed Alsariati Pages 65-78
    Potassium superoxide-fiberglass nanocomposite is as chemical oxygen sources and carbon dioxide removal that can be used in human air revitalization systems. The potassium superoxide (KO2) nanoparticles as a part of nanocomposite was synthesized by electrohydrodynamic (EHD) method and coated on the fiberglass support as the second part of the nanocomposite. To investigate morphology of synthesized nanocomposite (KO2-fiberglass), field emission scanning electron microscopy (FESEM) was employed. The results showed that KO2-fiberglass nanocomposite obtained by EHD has uniform structure in nanometer dimension. To simulate oxygen generation and carbon dioxide removal of nanocomposite, a human like lung simulated (HLLS) set up was designed and made. Experimental studies in the HLLS set up was performed under different humidity and effect of humidity was investigated to the changes of oxygen and carbon dioxide concentration. Consequently, studying of data showed that KO2-fiberglass nanocomposite has suitable performance as air revitalization because increases oxygen amounts up to 29.4 percentage. Also, it decreases carbon dioxide amount to the half, twice faster than of commercial KO2 samples (in 60min). Moreover, higher amount of humidity (85%), as catalyst, causes increasing rate of CO2 removal and O2 generation
    Keywords: Respiratory air revitalization, Potassium superoxide, fiberglass nanocomposite, Oxygen generation, Carbon dioxide removal