فهرست مطالب

فصلنامه نانو مقیاس
سال هشتم شماره 2 (پیاپی 30، تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/03
  • تعداد عناوین: 16
|
  • موژان ظهیری راد، سید مجید محسنی*، سعادت مختاری، زهرا شیخی فرد صفحات 1-10

    در این مقاله، الکترودی برای ابرخازن با استفاده از گرافن متورق شده و آلاییده شده با فلزات مغناطیسی و مشتقات اکسیدی آن ها ساخته شد. ماده ی سنتز شده به عنوان ماده ی فعال ذخیره ساز انرژی الکتریکی بر روی زیرلایه ی فوم نیکل قرار گرفت و خواص الکتروشیمیایی آن مورد بررسی قرار گرفت. ساختار و ترکیب های موجود در نمونه های سنتز شده با طیف سنجی پراش پرتوی ایکس (XRD)، پرتوی ایکس انرژی تفکیک شده (EDS) و طیف سنجی رامان مطالعه شد. همچنین برای شناسایی مورفولوژی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM و HRTEM) بهره گرفته شد. مطالعات ولتامتری چرخه ای و شارژ-دشارژ نشان دادند که رفتار ماده ی سنتز شده باتری گونه است. براساس نتایج حاصل از ظرفیت ویژه در سرعت های روبش mV/s 5، 10، 20، 30، 40، 50 و 70 در الکترولیت 1 مولار KOH، بالاترین ظرفیت مربوط به سرعت روبش mV/s 5 است که ظرفیت در آن برابر با F/g 63/1124 است.

    کلیدواژگان: ابرخازن، سیستم های باتری گونه، گرافن، اکسید آهن-مس
  • ساناز خمر*، نادر بهرامیفر، حبیب الله یونسی صفحات 11-21

    در این پژوهش، کارایی فرایند تخریب سونوفتوکاتالیستی با استفاده از Fe3O4@TiO2 CMCD- به منظور حذف ترکیبات بی فنیل های پلی کلره (PCB) از روغن ترانسفورماتور با استفاده از روش پاسخ سطحی (RSM) در طرح مرکب مرکزی (CCD) مورد بررسی قرارگرفت. سپس، اثر پارامترهای مهم مانند مقدار کاتالیست، زمان، دما و نسبت روغن به اتانول برای بهینه سازی حداکثر حذف PCBs مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، غلظت و انواع ایزومر های PCBs موجود در روغن آلوده با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی گازی با آشکارساز ECD (GC-ECD) و دستگاه گاز کروماتوگراف گازی- طیف سنج جرمی (GC-MS) تعیین شد. طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فتوکاتالیست سنتز شده استفاده شد. بر اساس نتایج آماری، بازده حذفPCBs ، 98 درصد در شرایط بهینه مقدار کاتالیست 74/7 میلی گرم در میلی لیتر، دمای 25 سانتی گراد، زمان 15 دقیقه و نسبت روغن به اتانول 1:5 به دست آمد. در بین پارامترهای مورد بررسی، دما و اتانول (0001/0 p <) بیشترین تاثیر را در سرعت حذف PCBs داشتند.نتایج تجربی حاکی از این است که استفاده از  Fe3O4@TiO2 CMCD- در حضور امواج فراصوت از بازده بالایی در حذف ترکیبات PCB برخوردار بوده و می تواند به عنوان یک روش ایده آل و امیدوار کننده برای تصفیه ترکیبات PCB از روغن ترانسفورماتور آلوده در مقیاس صنعتی به کار رود.

    کلیدواژگان: ترکیبات بی فنیل های پلی کلره، روغن ترانسفورماتور، فرایند سونوفتوکاتالیستی، روش پاسخ سطح
  • معصومه محمدنژاد*، عالیه معینی پور صفحات 22-33

    در این پژوهش، نانوچندسازه مغناطیسی Fe3O4@HKUST-1 با استفاده از روش آب گرمایی و اصلاح پیش از سنتز تهیه شد. نانوچندسازه مغناطیسی با استفاده از تکنیک های FT-IR، SEM، XRD و VSM شناسایی شد و توانایی آن در حذف داروی ضد التهابی غیراستروییدی ملوکسیکام از محلول های آبی مورد مطالعه قرار گرفت. کاربرد گسترده ملوکسیکام و تصفیه ناکارآمد فاضلاب منجر به شناسایی این دارو در منابع آبی شده است که می تواند بر سلامت انسان و یا اکوسیستم تاثیر منفی داشته باشد. بنابراین، فرایند حذف ملوکسیکام با Fe3O4@HKUST-1 به عنوان جاذب بررسی شد. تاثیر متغیرهای موثر بر فرایند حذف با استفاده از نرم افزار  Design Expert (10.0.7 version)و طرح مرکب مرکزی در روش سطح پاسخ، بررسی شد و شرایط بهینه ی آزمایش با عملکرد مطلوب برای متغیرهای موثر از جمله pH (7) ، مقدار جاذب (mg 7/0) و زمان مجاورت جاذب و جذب شونده (min 3) به دست آمد. بررسی هم دما جذب، رفتار جذبی مبتنی بر هم دما فروندلیچ و لانگمویر را تایید می کند. روش سنتز سازگار با محیط زیست، فرایند جذب سریع، با هزینه کم، بازده بالا به واسطه ی مساحت سطح ویژه ی بالا و ساختار متخلخل از مهم ترین مزایای نانوچندسازه پیشنهادی به عنوان جاذب است. داده های حاصل، کارایی حذف (14/93%) و ظرفیت جذب (mg g-111/125) بالای جاذب پیشنهادی را نشان دادند.

    کلیدواژگان: چارچوب فلز-آلی، نانوکامپوزیت مغناطیسی، ملوکسیکام، روش سطح پاسخ، طرح مرکب مرکزی
  • مریم گرجی زاده*، مژگان افشاری صفحات 34-44

    پروپارژیل آمینها ترکیباتی هستند که بعضی از آنها دارای ویژگی دارویی و زیستی هستند و یا می توان آنها را به ترکیباتی تبدیل کرد که این ویژگی را دارا باشند. در این پژوهش، سولفامیک اسید تثبیت شده بر نانوذرات مغناطیسی مگنتایت با پوشش سیلیکا تهیه شد و با استفاده از روش های فروسرخ تبدیل فوریه IR-FT))، میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM))، آنالیز گرماوزن سنجی ((TGA و ارتعاش مغناطیسی نمونه (VSM) مورد شناسایی قرار گرفت. سپس به عنوان کاتالیست قابل بازیافت مغناطیسی در سنتز پروپارژیل آمینهای متفاوت از واکنش میان آلدهیدهای متفاوت با آمینهای نوع دوم و آلکینهای انتهایی در دمای 80 درجه سلسیوس در شرایط بدون حلال با بازده بالا مورد استفاده قرار گرفت. روش یاد شده نه تنها به دلیل عدم استفاده از حلال دارای بازده بالا و هزینه پایین است بلکه به دلیل دارا بودن هسته مغناطیسی پس از پایان واکنش با به کارگیری میدان مغناطیسی خارجی به سهولت تا پنج بار قابل جداسازی و استفاده مجدد است و شایان ذکر است تفاوت بازده بین اولین و پنجمین بازیافت کاتالیست کمتر از 12درصد بود.

    کلیدواژگان: مشتقات پروپارژیل آمین، کاتالیست جامد اسیدی، نانوذرات مغناطیسی، شرایط بدون حلال، کاتالیست قابل بازیافت
  • روناک عیسوی* صفحات 45-58

    :نانوذرات مغناطیسی فریت نیکل با استفاده از نمک نیترات آهن هیدراته سه ظرفیتی و سولفات نیکل در حضور باز قوی NaOH و نمک NaCl، به روش حالت جامد سنتز و سپس، در دماهای بالا کلسینه شد. برای جلوگیری از اکسید شدن و متراکم شدن و همچنین، به منظور افزایش تعداد گروه های عاملی در سطح نانوکاتالیست، نانوذرات  NiFe2O4با هیدروکسید مس در محیط بازی وارد واکنش شدو نانوچندسازه مغناطیسی NiFe2O4/Cu(OH)2 به دست آمد. نانوذرات مغناطیسی سنتز شده پس از تایید ساختار با استفاده از روش های VSM، FT-IR ،EDS،SEM ، TEM و  XRD به عنوان کاتالیست جدید در تبدیل تک ظرفی و موثر اپوکسیدهای مختلف دارای استخلاف های آریلی، آلیلی و آلکیلی به β-کلرو استرهای متناظر در حضور کلرید نیکل و استیک انیدرید در دمای اتاق تحت شرایط بدون حلال مورد استفاده قرار گرفت. سنتز β-کلرو استرها در گستره ی زمانی 32-10دقیقه با بازده 96-80 درصد انجام شد. نانوکاتالیست مغناطیسی با استفاده از یک آهن ربای ساده به آسانی از محیط واکنش بازیافت شده و با حفظ ویژگی مغناطیسی و کاتالیزوری در چرخه های متوالی مورد استفاده مجدد قرار گرفت.

    کلیدواژگان: اپوکسید، β-کلرو استات، NiFe2O4، Cu(OH)2، نانوکاتالیزور مغناطیسی، بدون حلال
  • مهدی واعظ زاده*، امیرحسین فیروزخانی، مسعود برهمن صفحات 59-68

    با کمک روش تابعی چگالی همراه با روش نامتعادل تابع گرین، ترابرد در نانوساختارهای تک لایهTiS3مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، 13 یاخته ساختار به عنوان کانال در اتصال با الکترودهای طلا، به عنوان اتصالات الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور شبیه سازی صحیح اربیتال های d در این ساختار، از تقریب هوبارد بهره برداری شد. منحنی جریان ولتاژ این ساختار تا ولتاژ V 2 مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که با افزایش ولتاژ، نسبت به سد پتانسیل ایجاد شده میان الکترود و کانال، جریان روند صعودی داشته و تا V 6/1 این روند ادامه می یابد. در بازه  V6/1 تا  V8/1 مقاومت منفی در این ساختار مشاهده می شود. به منظور یافتن دلایل این رویداد، چگالی حالات منطقه ای مورد بررسی قرار گرفت. از چگالی حالات، نشان داده شد مقدار سد پتانسیل الکترود و کانال به چه میزان بوده و همچنین، نشان داده شد که کیفیت مسیرهای انتقال حامل ها در بازه مقاومت منفی کاهش یافته و همین دلیل این رخداد در منحنی جریان ولتاژ است.

    کلیدواژگان: ترابرد، PDOS، مقاومت منفی، کانال نیمه رسانا، جریان بالیستیک
  • بهاالدین رشیدزاده*، ابراهیم شکری، غلامرضا مهدوی نیا، مهسا جمالی، شیوا رشیدی صفحات 69-82

    رنگ ها از نظر علمی و عمومی نوع جدیدی از آلودگی های زیست محیطی هستند که باعث نگرانی در سطح جهانی شده اند. پژوهش های زیادی در این زمینه برای حذف رنگ ها از فاضلاب ها بر مبنای فرایند جذب سطحی به وسیله نانوجاذب ها انجام شده است. بر مبنای آن، این پژوهش سنتز نانوجاذب مغناطیسی جدیدی بر پایه هیدروژل بیدهای کیتوسان را برای حذف رنگ کاتیونی متلین بلو از محلول های آبی را تشریح می کند. به طوری که هیدروژل بیدهای کیتوسان با سلولز شبکه ای شد و در حضور نانوذرات بنتونیت مغناطیسی (Fe3O4/Bent) سنتز شدند. نانوذرات Fe3O4/Bent از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 در حضور نانورس بنتونیت به روش همرسوبی و درجا بدست آمد. ساختار نانوجاذب های بدست آمده با روش های FT-IR، XRD، FE-SEM، TEM و VSM مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مهم بر فرایند جذب سطحی رنگ متیلن بلو از جمله اثر pH، اثر زمان تماس، اثر غلظت اولیه رنگ و اثر دما بررسی و مطالعه شد. نتایج حاصل از فرایند جذب رنگ متیلن بلو نشان داد که داده های تجربی بدست آمده بترتیب از مدل سینتیک شبه مرتبه دوم و مدل همدمای لانگمویر مطابقت دارد. همچنین، سنجه های ترمودینامیکی فرایند جذب (ΔH، ΔS و ΔG)، جذبی گرماگیر و خودبه خودی را نشان داد.

    کلیدواژگان: نانوجاذب مغناطیسی، کیتوسان، فرآیند جذب سطحی، نانورس بنتونیت مغناطیسی، حذف رنگ متیلن بلو
  • شهزاد فیضی*، محمدحسین محرابیان، شهرام مرادی صفحات 83-87

    پیشرفت های سال های  اخیر در زمینه سنتز نانوذرات راه را برای توسعه نانوچندسازه های جدید که دارای ویژگی جدید و منحصر به فرد هستند، هموار کرده است. کنترل دقیق ساختارهای اولیه نانوذرات، مانند اندازه، شکل یا فرمولاسیون، ما را قادر می سازد چندسازه هایی از این نانوذرات را بسازیم که دارای ویژگی برتر هستند. در این پژوهش، نانوچندسازه حاوی نقاط کوانتومی کادمیوم تلورید در ماتریس پلی وینیل استات سنتز شد و قابلیت های این نانوچندسازه به عنوان حسگر گاما مورد بررسی قرار گرفت. سپس، نانوذرات طلا سنتز و شناسایی شد. نانوچندسازه سه جزیی نانوذرات طلا/ نقاط کوانتومی کادمیم تلورید در ماتریس پلی وینیل استات تهیه و ویژگی های این نانوحسگر در برابر پرتو گاما بررسی شد. نتایج نشان داد، نانوچندسازه سه جزیی حاوی نانوذرات طلا عملکرد بهتر و حساس تری نسبت به نانوچندسازه دو جزیی دارد.

    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، کادمیوم تلورید، نانوذرات طلا، حسگر گاما
  • سیده شبنم دریاباری، جواد بهشتیان*، سکینه منصوری صفحات 88-94

    در این پژوهش، بهینه سازی گرافن نقصدار عاملدار شده با اتم های هیدروژن و فلویور انجام شد. برهم کنش و نفوذ اتم گازی هلیم با چهار نانوگرافن های نقصدار عاملدار شده بهینه شده مورد بررسی قرار گرفت. سپس، از گرافن نقص دار مناسب به عنوان غشای انتخابی برای نفوذ گاز هلیم در حضور گازهای طبیعی حاوی 86٪ متان ، 2٪ نیتروژن ، 10٪ هیدروژن ، 1٪ هلیم و 1٪ دی اکسید کربن استفاده شد. تمام محاسبات DFT با استفاده از برنامه گوسین09 انجام شده است. در نهایت، غلظت های ورودی و خروجی گازهای طبیعی به حفره برای تعیین مقدار هلیم تفکیک شده، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه و بررسی DFT با استفاده از (AIM) و (NBO) نشان داد که 24H90C دارای بالاترین احتمال عبور هلیم را در بین گازهای طبیعی است. براین اساس این مطالعه، پیشنهاد می شود که این نتیجه می تواند راهکار خوبی در استخراج هلیم از گاز طبیعی در چاه های نفت داشته باشد.

    کلیدواژگان: گرافن نقص دار، نفوذ، هلیم، عاملدار کردن، گاز طبیعی، نظریه تابعیت چگالی
  • امیرحسین شماخی*، عماد کردبچه صفحات 95-103

    ریسین یک گلیکوپروتئین سمی است، که از دو زیر واحد (RTA) وRTB)) تشکیل شده است. دو کاندید واکسن بر اساس RTA شامل RiVax و RVEc وجود دارد. اگرچه مطالعات متفاوتی در مورد قدرت ایمن سازی RiVax، به تنهایی یا همراه با ادجوانت انجام شده است، اما سیستم تحویل جدید مانند نانوذرات برای بهبود ایمن سازی این پروتئین تا به امروز مورد استفاده قرار نگرفته است. هدف از این مطالعه، سنتز نانوذراتNPs)) آلژینات حاوی RiVax و ارزیابی پارامترهای فیزیکوشیمیایی و پتانسیل ایمن سازی این سیستم در مقایسه با RiVax خالص بود. در این پژوهش، پس از تخلیص RiVax، از روش ژلاسیون یونی برای تهیه نانوذرات آلژینات استفاده شد که روشی ساده و مناسب برای مواد حساس به گرما است. سپس، نانوذرات حاوی RiVax و پروتئین خالص در گروه های متفاوت موش تجویز شد. 8 هفته پس از آخرین واکسیناسیون، موش ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اندازه نانوذرات تقریبا 190نانومتر بوده و الگوی آزاد سازی پروتئین از نانوذره آهسته است (12٪ پروتئین در طول 40 روز). همچنین، نتایج ایمن سازی نشان داد که نانوذرات حاوی RiVax در مقایسه با RiVax خالص نمی توانند سیستم ایمنی بدن موجود زنده را به طور محسوسی تحریک کنند. نتیجه گرفته شد که نانوذرات آلژینات به دلیل آزاد شدن آهسته RiVax از آن ها نمی توانند پاسخ ایمنی قابل توجهی نسبت به پروتئین به تنهایی ایجاد کنند.

    کلیدواژگان: نانو ذرات آلژینات NPs)، (RiVax، ایمنی سازی، ریسین
  • رمضانعلی طاهری*، احسان نادری، مهسا صفری، محمود ناصری صفحات 104-114

    در این پژوهش، نانوذرات فریت منگنز (Mn)، فریت کلسیم (Ca) و فریت روی (Zn) با روش عملیات گرمایی سنتز شدند. مقدار  بارگذاری و رهایش کورکومین (CUR) از نانوحامل هایMn ،Ca  و  Znدر pH های متفاوت بررسی شد. درصد بارگذاری دارو در نانوحامل های Mn نسبت به Ca و Zn بیشتر بوده که نتیجه خنثی بودن فریت منگنز در محیط بارگذاری است. برهمکنش قوی π-π بین CUR و نانوحامل های فریت منگنز باعث افزایش درصد بارگذاری دارو می شود. با تغییر pH از 4/7 به 5/5، رهایش کورکومین از نانوحامل هایMn ،Ca  و  Znبه ترتیب از 41، 7/24 و44 درصد به 92، 7/58 و 53 درصد افزایش یافت. زیست سازگاری نانوحامل هایMn ،Ca  و  Znبا استفاده از روش MTT، آزمایش همولیز و آزمون دوز کشنده تعیین شد. بررسی ها نشان داد که علی رغم اینکه در حضور نانوحامل های Zn، درصد بالایی از سلول های سرطانی MCF-7 تخریب می شوند اما این نانو حامل ها بر سلول های نرمال HEK-293 تاثیر مخربی دارند.

    کلیدواژگان: نانو حامل دارو، کورکومین، زیست سازگاری، آزمون همولیز
  • پرویز اشتری*، میلاد سمیعی متین، علی بیدمشکی پور، شهزاد فیضی، سید یوسف فضائلی صفحات 115-120

    در علم داروسازی مسئله تحویل دارو بخشی اساسی در طراحی و تولید دارو است. در دهه اخیر، فناوری نانو به عنوان رویکردی جدید برای تحویل ررادیوداروها مطرح شده ست. در این تحقیق نانو ذرات مگنتیت سنتز و سپس سطح آنها با استفاده از تیوگلیکولیک اسید اصلاح شد. سپس با رادیونوکلیید گالیوم- 67 نشاندار سازی شد. تصویربرداری TEM و SEM نشان داد که سایز متوسط نانوذرات 20 نانومتر است که سایز مناسبی برای کاربردهای زیستی است. نتایج نشان داد که 98% نانوذرات نشاندارشده در محیط شیمیایی سنتز و آلبومین سرم انسانی تا 4 ساعت پایدار هستند. نانوذرات به موش های صحرایی تزریق و نوع جذب و دفع آن از بدن بررسی گردید. نتایج نشان داد که اصلاح سطح نانو ذرات رفتار جذبی و دفعی آنها را کامل متحول می کند و نانوذرات تهیه شده سازگاری کامل و پایداری مناسب داشته که در نتیجه، آنرا گزینه مناسبی برای روش های تشخیصی بالینی معرفی مینماید.

    کلیدواژگان: نانوذرات اکسید آهن، تیوگلیکولیک اسید، توزیع زیستی، تصویربرداری هسته ای
  • رضوانه امراللهی بیوکی*، خیدو مول صفحات 121-130

    در این پژوهش، تیتانیوم دی اکسید که حاوی 1 درصد وزنی از عناصر مختلف (نقره، کروم، مس، وانادیوم یا پلاتین) است، به روش سل- ژل تک مرحله ای سنتز شد. مشخصات مواد تولید شده با آنالیز های پراش پرتو ایکس، اندازه گیری سطح ویژه به روش BET، طیف سنجی رامان، طیف سنجی مریی-فرابنفش و میکروسکوپ الکترونی عبوری تعیین شد. طیف سنجی ماورا بنفش- مریی نشان داد که میزان جذب تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده در ناحیه مریی بیشتر شده است. عملکرد فتوکاتالیستی مواد تهیه شده در اکسیداسیون نوری متیل سیکلوهگزان در مجاورت نور فرابنفش یا نور مریی ارزیابی شد. عملکرد توسط آنالیز ATR-FTIR در جا مورد بررسی قرار گرفت. بهترین عملکرد کاتالیستی در هنگام استفاده از کروم/ تیتانیوم دی اکسید به دست آمد. فعالیت فوتوکاتالیستی در نورمریی با ترسیب نوری نانوذرات پلاتین (0.06 درصد وزنی پلاتین) روی سطح کروم/ تیتانیوم دی اکسید بیشتر افزایش یافت. درباره منشا اثر هم افزایی Cr6+ و نانوذرات پلاتین بحث خواهد شد.

    کلیدواژگان: فوتوکاتالیست، نانوذرات، تیتانیم دی اکسید، پلاتین و ترسیب نوری
  • محمدعلی شاملی*، لیلا یوسفی صفحات 131-138

    در این پژوهش، روش جدیدی برای بهبود عملکرد سلول های خورشیدی لایه نازک سیلیکونی کریستالی معرفی شده است. برای این منظور، با افزودن لنز فرا سطوح عبوری درون سلول خورشیدی، نور وارد شده را به دام انداخته و درون لایه فعال سلول متمرکز می کنیم. طراحی لنز فرا سطوح بر اساس قانون اسنل تعمیم یافته و آنالیز ساختار به کمک نرم افزار شبیه سازی CST انجام می گیرد. سلول خورشیدی معرفی شده در طول موج های و زوایای نور متفاوت در دو پلاریزاسیون TM و TE بررسی می شود. نتایج عددی حاصل از نرم افزار شبیه ساز نشان می دهد که لنز فرا سطوح در پهنای باند وسیع فرکانسی در دو پلاریزاسیون TM و TE، مقدار جذب ساختار را افزایش داده و موجب بالا رفتن جریان اتصال کوتاه به ترتیب با اندازه های 39% و 32% در پلاریزاسیون های TM و TE شده است.

    کلیدواژگان: سلول های خورشیدی لایه نازک، به دام اندازی نور، لنز عبوری نانوساختار، فرا سطوح دی الکتریک، قانون اسنل تعمیم یافته
  • حمید صالح زاده* صفحات 139-145

    در این پژوهش یک روش الکتروشیمیایی برای سنتز نانوذرات طلای محلول در آب با اندازه کمتر از 10 نانومتر گزارش شده است. جهت سنتز این نانوذرات، از یک آند فداشونده از جنس طلا درحضور گلوتاتیون به عنوان عامل محافظت کننده نانوذرات در شرایط جریان ثابت استفاده شده است. یونهای طلای سه (+Au3) حاصل از اکسایش الکتروشیمیایی آند توسط یونهای هیدرید موجود در محلول احیا شده و از طریق محافظت توسط گلوتاتیون به نانوذرات طلای محلول در آب تبدیل گردید. نانوذرات تولید شده با استفاده از دستگاه های مختلف شامل طیف سنجی فرابنفش-مریی، میکروسکوپی الکترونی عبوری و پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی های میکروسکوپی الکترونی عبوری نشان داد که توزیع اندازه نانوذرات در گستره 0/4 تا 0/7 نانومتر قرار دارد. این تحقیق یک روش موثر برای تولید نانوذرات طلای محلول در آب و زیست سازگار را ارایه میدهد.

    کلیدواژگان: نانوذرات طلا، گلوتاتیون، اکسایش آندی، الکترولیز با جریان ثابت
  • احسان دالوند، زینب پورقبادی* صفحات 146-153

    رنگ های آلی یکی از مهمترین آلاینده های آلی موجود درپساب صنایع هستند که باعث مشکلات فراوان محیط زیستی می شوند. ازاین رو حذف واندازه گیری رنگ ها از فاضلاب های آبی از لحاظ محیط زیستی بسیار مهم است.هدف مطالعه، حاضر بررسی قابلیت کاربرد نانوذرات کبالت فریت) (CoFe2O4 پوشش داده شده روی کربن فعال) (CA-CoFe2O4 وجهت حذف رنگ کریزیودین جی در نمونه های آب است. دراین پژوهش، نخست نانوچندسازنده تهیه شده سپس ویژگی های آن با استفاده ازطیف میکروسکوپ الکترونی SEM و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی EDS بررسی شد. در این مطالعه ، در محیط آبی نانوذرات بوسیله اولترا سونیک برای آسان شدن پراکندگی جاذب ، پراکنده شده است. کبالت فریت - کربن فعال ((CA-CoFe2O4 حاوی رنگ های استخراج شده به وسیله سانتریفوژ از نمونه آبی جدا شدند. غلظت های باقی مانده از رنگ کریوزیودین جی به وسیله دستگاه فرابنفش - مریی UV-Vis اندازه گیری شد .تاثیرفاکتورهای گوناگون همانند pH محلول ومقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ کریوزیودین جی ، روی مقدار حذف رنگ کریوزیودین جی با CA-CoFe2O4 مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد که فرآیند جذب بامدل سینتیکی شبه مرتبه دوم ورفتار جذب با مدل فرندلیچ مطابقت دارد. همچنین، ظرفیت جذب این رنگ 28.57 میلی گرم برگرم بدست آمد.

    کلیدواژگان: کریوزیودین جی، جذب سطحی، CA-CoFe2O4، نانو چندسازه، حذف رنگ
|
  • Moojan Zahiri Rad, Seyed Majid Mohseni *, Saadat Mokhtari, Zahra Sheykhifard Pages 1-10

    In this paper, Graphene was exfoliated and doped simultaneously with magnetic metals and their oxide derivatives based on electrochemical method. The electrochemical properties of the as-prepared samples are investigated as advanced electrode materials for supercapacitors which was coated on nickel foam substrate. The structure and composition of the synthesized samples were studied by X-ray diffraction (XRD), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. The morphologies were characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), Transmission electron microscopy (TEM) and High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge measurments have shown that the behavior of the synthesized material is battery-like. According to the results of the specific capacity at different scan rates of 5, 10, 20, 30, 40, 50 and 70 mV/s in 1 M KOH, the highest capacity related to the scan rate of 5 mV/s, which has a capacity equal to 1124.63 F/g.

    Keywords: Supercapacitor, Battery-like systems, Graphene, Iron, Copper oxides
  • Sanaz Khammar *, Nader Bahramifar, Habibollah Uounesi Pages 11-21

    In this study, efficiency of sonophotocatalytic process by CMCD-Fe3O4@TiO2 in order to remove of PCB compounds from transformer oil were investigated by applying the response surface methodology (RSM) in the central composite design (CCD). Then, the effect of important parameters such as catalyst dosage, time, temperature and oil to ethanol ratio were investigated to optimize the maximum PCBs removal. The concentration and types of PCBs congeners in the contaminated oil were determined using a gas chromatography equipped with electron capture detector (ECD) and mass spectrometer (MS). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) were used to examine the physical and chemical properties of synthesized photocatalyst. Based on the statistical results, the removal efficiency of PCBs was achieved 98 % in the optimum conditions of catalyst dose of 7.74 mg/mL, temperature of 25 °C, exposure time of 15 min and ratio of oil to ethanol 1: 5. Among the parameters studied, temperature and ethanol (p <0.0001) had the greatest effect on PCBs removal rate. The experimental results suggests that the use of CM-β-CD-Fe3O4@TiO2 in the presence of ultrasound waves possess a high efficiency in the removal of PCB compounds and can also be used an ideal and promising method on an industrial scale for purification of PCB compounds from contaminated transformer oil.

    Keywords: PCB compounds, Transformer oil, Sonophotocatalytic process, RSM
  • M. Mohammadnejhad *, Alieh Moeinipour Pages 22-33

    In the present study, HKUST-1 magnetic nanocomposite was prepared using the hydrothermal method and pre-synthesis modification. The aforementioned magnetic nanocomposite was characterized by the FT-IR, SEM, XRD and VSM techniques. In addition, the ability of this metal-organic framework to remove of the non-steroidal anti-inflammatory drug, Meloxicam, from aqueous solutions was studied. The widespread application of Meloxicam and the inefficient treatment of wastewater have resulted in the detect of the drug in water resources which can affect human health and/or ecosystems negatively. Therefore, the removal process of meloxicam was investigated by Fe3O4@HKUST-1 as the sorbent. Thus, the effect of variables factors on the removal process such as pH (7), absorbent weight (0.7 mg) and absorbent and absorbed proximity time (3 min) were optimized by the Central Composite Design at Design Expert software (10.0.7 version), the optimal conditions with desired function were obtained by the response surface methodology. Investigating the absorption isotherm confirms the adsorption behavior based on Freundlich and Langmuir isotherm. The most important advantages of the proposed nanocomposite as the absorbent include fast absorption process, low costs, high efficiency due to the large surface area and the porous structure of the Metal-organic framework. The resulted data showed the high removal efficiency (93.14%) and adsorption capacity (125.11mg g -1 ) of the proposed sorbent.

    Keywords: Metal-organic framework, Magnetic nanocomposite, Meloxicam, Response surface methodology, Centralcomposite design
  • Maryam Gorjizadeh *, Mozhgan Afshari Pages 34-44

    Propargylamines derivatives have been reported to possess a wide range of pharmaceutical activities or can be converted to some compounds with similar properties In this project, sulfamic acid stabilized on silica coated Fe3O4 magnetic nano particles was prepareded and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA). Then this catalyst used as a magnetically retrievable catalyst in the synthesis of different propargylamines by the reaction of various aldehydes, secondary amines and terminal alkynes at 80 °C under solvent-free conditions in high yields. This method is not only high yields and low cost due to solvent free conditions, but also due to having magnetic core catalyst can be easily separated using an external magnetic field and reused up to five times. It is worth noting that the difference in yields between the first and fifth catalyst recycling was less than 12%.

    Keywords: Propargylamines, Solid acid catalyst, Magnetic nanoparticles, Solvent free, Recyclable catalyst
  • Ronak Eisavi * Pages 45-58

    Magnetic nanoparticles of nickel ferrite were synthesized through a solid-state procedure and then calcined at high temperatures. In order to prevent oxidation and aggregation and also increase the quantity of functional groups on the surface of nanocatalyst, the NiFe2O4 nanoparticles were modified by copper hydroxide in alkaline medium and magnetic nanocomposite of NiFe2O4/Cu(OH)2 was successfully obtained. The synthesized magnetic nanoparticles were characterized by VSM, FT-IR, EDS, SEM, TEM and XRD techniques and then used as a new catalyst in the one-pot efficient conversion of different epoxides bearing aryl, allyl and alkyl substituents to the corresponding β-chloroesters in the presence of nickel chloride and acetic anhydride at room temperature under solvent-free conditions. Synthesis of β-chloroesters was carried out within 10-32 min with 80-96% yields. The magnetic nanocatalyst was easily separated using a simple magnet and reused in consecutive cycles without any significant loss of catalytic activity or magnetic property.

    Keywords: Epoxide, Acetic Anhydride, β-Chloroacetate, NiFe2O4, Cu(OH)2, Magnetic Nanocatalyst, Solvent-free
  • Mehdi VAEZ ZADEH *, Amir Hossein Firouzkhani, Massoud Berahman Pages 59-68

    High optical response and anisotropy in electrical and optical properties, adjustable Schottky barrier, make Monolayers TiS3 as a candidate material to fabricate sensitive photo detectors, integrated convertors and polarized light emission devices. To Study of applications, transport is avoidable, This paper, studies transport of Monolayers TiS3 channel by the non-equilibrium green function method (NEGF) with DFT in TranSieta package. A device composed of 2 Au electrode and 13-unit cell as channel of TiS3 monolayer was simulated. Calculation of I-V curves reveals negative resistant from 1.6 V to 1.8 V as bias voltage in electrodes. To explain this events, study of PDOS, shows quality of charge carriers in negative interval, has been reduced which result in negative resistant.

    Keywords: Transport, PDOS, Negative Resistant, channel, Ballistic Current
  • Bahaaldin Rashidzadeh *, Ebrahim Shokri, Gholamreza Mahdavinia, Mahsa Jamali, Shiva Rashidi Pages 69-82

    Dyes are scientifically and generally a new type of environmental pollutions, which has caused worldwide concern. Many research has been done in this field to remove dyes from wastewater based on the adsorption process via nano-adsorbents. This study described the synthesis of a new magnetic nano-adsorbent based on chitosan hydrogel beads to remove methylene blue as the cationic dye from aqueous solutions. Chitosan hydrogel beads were cross-linked with cellulose and synthesized in the presence of magnetic bentonite nanoparticles (Fe3O4\Bent). Fe3O4\Bent nanoparticles were obtained from the synthesis of Fe3O4 magnetic nanoparticles in the presence of bentonite nanoclay by co-precipitation and in situ method. The structure of nano-adsorbents were investigated by FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM, and VSM techniques. The adsorption capacities of hydrogel beads for Methylene blue dye were studied via different important parameters including the effect of pH, contact time, the effect of initial dye concentration and the effect of temperature. The results showed that the kinetic data and adsorption isotherm were best-correlated to the pseudo-second-order model and Langmuir model, respectively. The thermodynamic data (ΔG, ΔS, and ΔH) indicated that the adsorption process was spontaneous, favorable and endothermic.

    Keywords: Magnetic nano-adsorbent, Chitosan, Adsorption process, Magnetic bentonite nanoclay, removal ofmethylene blue
  • Shahzad Feizi *, Mohammad Hossein Mehrabian, Shahram Moradi Pages 83-87

    Recent advances in synthesis of nanoparticles have paved the way for the development of new nanocomposites with new and unique properties. Precise control of the basic structures of nanoparticles, such as size, shape or formulation, enables us to make composites of these nanoparticles that have superior properties. In this study, a nanocomposite containing cadmium telluride quantum dots in a polyvinyl acetate matrix was synthesized and the capabilities of this nanocomposite as a gamma sensor were studied. Gold nanoparticles were then synthesized and characterized. Three- component nanocomposite of gold nanoparticles / cadmium telluride quantum dots in a polyvinyl acetate matrix was prepared and the properties of this nanosensor against gamma radiation were investigated. The results showed that three-component nanocomposite containing gold nanoparticles have better and more sensitive performance than two-component nanocomposite.

    Keywords: Quantum dots, Cadmium Telluride, Gold Nanoparticles, Gamma Sensor
  • Seyed Shabnam Daryabari, J. Beheshtian *, S .Mansouri Pages 88-94

    This paper studies the defects graphene and diffusion of helium gas through nanoporous graphene membranes in the presence of natural gas. Due to study the doping effect on to the diffusion process, the helium gas atom passes through the created cavities in the doped nanoporous graphene membranes of C90H27, C90H30, C90H24, and C87H24F3. Because of Helium is one of the most important industrial gases and its separation is important in oil, gas and petrochemical industries. the present study can be used as a theoretical study to develop a new and important industrial method for separation helium in the Presence of Natural Gas. Suitable defective graphene was used as the selective membrane for helium gas release in the presence of natural gas containing methane, nitrogen, hydrogen, helium and carbon dioxide. All DFT calculations were performed using the Gaussian 09 program. The results analysis using (AIM) and (NBO) showed that C90H24 has the highest probability of helium passing through natural gas. Finally, the inlet and outlet concentrations of the pore were investigated to determine the amount of helium. According to this study, it is suggested that this result could be a good solution for extracting helium from natural gas in oil wells.

    Keywords: Defected Graphene, Diffusion, Helium, Doped Nanoporous, Natural Gas
  • Amirhossein Shamakhi *, Emad Kordbache Pages 95-103

    Ricin is a toxic glycoprotein, it consists of two subunits (RTA&RTB). There are two vaccine candidates based on RTA included RiVax and RVEc. Although different studies about immunized potency of RiVax, alone and with adjuvant, have been performed, but novel delivery system like nanoparticles to improve immunization of this protein has not been used until today. The purpose of this study was the synthesis of alginate nanoparticles (NPs) containing RiVax and evaluation of physicochemical parameters and immunization potential of this system as compared to naked RiVax. In this research, after purification of RiVax, Ionic gelation method was used to prepare alginate nanoparticles, which is a simple and suitable method for heat sensitive materials.Then, NPs containing RiVax and naked protein was administrated into different groups of mice. 8weeks after last immunization, the mice were analyzed. Results showed that the size of NPs was 190nm and the release pattern of protein from nanoparticle is slow (12%of protein during 40days). Also, immunization results showed that NPs containing RiVax compared to naked RiVax could not stimulate the immune system interestingly. We concluded that the alginate NPs could not be able to make a remarkable immune response compared to protein alone due to the slow release of RiVax from them.

    Keywords: alginate nanoparticles (NPs), RiVax, Ricin, immunization
  • Ramezan Ali Taheri *, EHSAN Naderi, Mahsa Safari Pages 104-114

    In this research, manganese ferrite (Mn), calcium ferrite (Ca), and zinc ferrite (Zn) nanoparticles were synthesized by thermal treatment method. Curcumin (CUR) loading and release rate of Mn, Ca, and Zn nanocarriers were investigated at different pHs. The drug loading percentage in Mn nanocarriers were higher than Ca and Zn, which is the result of neutral manganese ferrite in the loading medium. Strong π-π interaction between CUR and manganese ferrite nanocarriers increases drug loading percentage. By changing the pH from 7.4 to 5.5, the release of curcumin from Mn, Ca and Zn nanocarriers increased from 41, 24.7, and 44% to 92, 58.7, and 53%, respectively. The biocompatibility of Mn, Ca and Zn nanocarriers were determined using the MTT method, hemolysis test, and lethal dose test. Studies have shown that although a high percentage of MCF-7 cancer cells are destroyed in the presence of Zn nanocarriers, these nanocarriers have a destructive effect on normal HEK-293 cells.

    Keywords: Nano-drug carrier, Curcumin, Biocompatibility, Hemolysis test
  • M. Samii Matin, P.Ashtari*, A. Bidmeshkipour, S. Feizi, Y.Fazaeli Pages 115-120

    In pharmacy, the issue of drug delivery is an essential part of drug design and production. In the last decade, nanotechnology has emerged as a new approach to radiopharmaceutical delivery. In this study, magnetite nanoparticles were synthesized and then their surface was modified using thioglycolic acid. It was then labeled with gallium-67 radionuclide. The results of TEM and SEM imaging showed that the average size of nanoparticles is 20 nm, which is a suitable size for biological applications. The results showed that 98% of the labeled nanoparticles were stable for up to 4 hours in the chemical synthesis and human serum albumin medium. Nanoparticles were injected into rats and the uptake and excretion from body was investigated. The results showed that the surface modification of nanoparticles completely changes their absorption and excretion behavior and the prepared nanoparticles have full compatibility and good stability, which, as a result, introduces this nanoparticles as a suitable agent for clinical diagnostic methods.

    Keywords: Iron oxide nanoparticles, Thioglycolic acid, Biodistribution, Nuclear imaging
  • R. Amrollahi *, G .Mul Pages 121-130

    In this study, titanium dioxide (TiO2) containing 1 wt% of various elements (Ag, Cr, Cu, V, or Pt) was synthesized by a one-pot sol-gel method. The produced materials were extensively characterized by means of X-ray diffraction (XRD), BET surface-area measurements, Raman spectroscopy, UV-Vis spectroscopy and Transmission electron microscopy (TEM). UV-Vis spectroscopy demonstrated a clear shift in the absorbance of modified TiO2 towards the visible light region. The photocatalytic performance of the prepared materials was evaluated in the photooxidation of methylcyclohexane (MCH) under the illumiation of UV or Visible light. The performance was monitored by in situ ATR-FTIR. The best catalytic performance was obtained when Cr/TiO2 was applied. The photocatalytic activity under visible light illumination could be further enhanced by photodeposition of Pt nanoparticles (0.06 wt % Pt) on the surface of Cr/TiO2. The origin of the synergetic effect of Cr6+ and Pt nanoparticles will be discussed.

    Keywords: Pt, TiO2, photocatalysis, selective oxidation, nanoparticles, photodeposition
  • M.A. Shameli*, L. Yousefi Pages 131-138

    : In this paper, a transmissive metasurface flat lens is proposed for silicon thin film in solar cells to focus and trap light in the active layer of the cell. Designing metasurface lens is based on the generalized Snell's law, and analyzed using CST simulation. The structure is investigated at the interested wavelengths of solar spectrum and for a wide range of angles of incidence at both TM and TE polarizations. The numerical results show that the transmissive lens increases the absorption in a wide large of wavelengths for both TE and TM polarizations of the incident light, resulting in a short circuit current enhancement of 39% and 32% for TM and TE polarizations, respectively.

    Keywords: Thin film solar cells, Light trapping, Transmissive lens, Dielectric metasurfaces, GeneralizedSnell's law
  • Hamid Salehzadeh * Pages 139-145

    Electrochemical synthesis of water-soluble gold nanoparticles with sizes smaller than 10 nm in a green condition is reported. A sacrificial gold anode in the presence of glutathione as a protecting ligand was used under constant current condition. The electrogenerated gold (III) ions were reduced by hydride ions and decorated by glutathione, resulted in the formation of bio-compatible gold nanoparticles. The produced nanoparticles were characterized using different techniques, including Uv-vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). TEM analysis indicates that the size distribution of nanoparticles is in the range of 4.0 to 7.0 nm. This work provides a new way to produce biocompatible gold nanoparticles.

    Keywords: Gold nanoparticles, Glutathione, Anodic oxidation, Constant current electrolysis
  • Ehsan Dalvand, Zeinab Pourghobadi * Pages 146-153

    Dyes colors are one of the most important organic pollutants in the industry which cause a lot of environmental problems. Therefore, the determination and removal of dyes from aqueous effluents is one of the most significant environmental importance. The aim of the present study was to investigate the potential of applicability of CoFe2O4 nanoparticles loaded on activated carbon (AC) (CA-CoFe2O4) for the removal and adsorption of Chrysoidine in water samples. In this research, nanocomposite (CA-CoFe2O4) was prepared. Then, the properties of sorbent (nanocomposite) are characterized by Energy Dispersive Xray Spectroscopy (EDS), and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. In this study, nanoparticles are dispersed in aqueous media by ultrasonic were to facilitate the dispersion of the sorbent. The CA-CoFe2O4containing the extracted dyes was separated from the sample aqueous by centrifuge. The residual Chrysoidine G concentrations were determined by UV-Vis spectroscopy. The factors affecting such as pH, ultrasonic time, adsorbent mass and initial Chrysoidine G concentration on the Chrysoidine G removal of CA-CoFe2O4 was investigated. The experimental results also showed that the adsorption followed with pseudo second-order kinetics model, and the adsorption behavior was accordance with the Freundlich isotherm model. Also, the adsorption capacity of 28.57 mg/g was achieved by CA-CoFe2O4.

    Keywords: Chrysoidine G, Adsorption, CA-COFe2O4, Nanocomposite, Removal of dye