فهرست مطالب

شیمی کاربردی روز - پیاپی 67 (تابستان 1402)

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 67 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • حسین دشتی خویدکی*، فرشته سرلک، محمدحسین فکری صفحات 9-30

    در این پژوهش، آموکسی سیلین از محلول های آبی توسط کربن فعال حاصل از برگ اوکالیپتوس و کاه گندم به وسیله فرآیند جذب سطحی جذب شد. اثرات پارامترهای مختلف مانند pH اولیه محلول آموکسی سیلین، غلظت اولیه محلول آموکسی سیلین، مقدار جاذب، زمان تماس و دما بر فرآیند جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفت. در شرایط بهینه شامل 11=pH ، غلظت اولیه آموکسی سیلین 10 میلی گرم بر لیتر، مقدار جاذب 07/0 گرم، زمان تماس 30 و 60 دقیقه به ترتیب برای برگ اوکالیپتوس و کاه گندم، و دمای oC 1±25، حداکثر درصد جذب آموکسی سیلین بر روی کربن فعال حاصل از برگ اوکالیپتوس و کاه گندم به ترتیب 4/72 درصد و 2/79 درصد به دست آمد. علاوه بر این، مقایسه نتایج تجربی با ایزوترم های جذب سطحی لانگمویر، فروندلیچ و تمکین نشان داد که ایزوترم لانگمویر با داده های تعادلی برازش بهتری نسبت به ایزوترم فروندلیچ دارد اما برازش با ایزوترم تمکین برای هر دو جاذب ضعیف تر است. همچنین پارامترهای ترمودینامیکی جذب سطحی مانند ΔH0 و ΔS0 محاسبه شدند که مقادیر منفی آن ها نشان داد که جذب سطحی آموکسی سیلین بر روی کربن فعال تهیه شده از برگ اوکالیپتوس و کاه گندم به ترتیب فرآیندی گرمازا و همراه با کاهش بی-نظمی است. ضمنا، منفی تر بودن مقدار ΔG0 در دمای oC 25 نسبت به دماهای بالاتر، نشانه خودبخودی تر بودن فرایند جذب سطحی در این دما می باشد. علاوه بر این، مطالعه سینتیک جذب سطحی نشان داد که جذب سطحی آموکسی سیلین روی هر دو جاذب از مرتبه شبه درجه دوم است.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، جاذب، آموکسی سیلین، برگ اوکالیپتوس، کاه گندم
  • ثریا پرک، احمد نیک سرشت*، محمدعلی کرمی صفحات 31-50

    در این مطالعه، سنتز نمونه های چارچوب آلی-فلزی بر پایه آهن (III(، MIL-53(Fe)، همراه با فرآیند محصورسازی اسید فسفومولیبدیک با تابش فراصوت در دمای محیط و فشار اتمسفر انجام می شود. آنالیز و تحلیل دقیق نتایج نشان داد که ساختار کگینی هتروپلی اسید H3PMo برهمکنش های الکتروستاتیک قوی با شبکه آهن (III) ایجادکرده، که نقش مهمی را در کاهش لیچینگ (شسته شدن) از ترکیب ایفا می نمایند. ساختار نانوکامپوزیت تهیه شده ی جدید، با استفاده از تکنیک های پراش پرتوی ایکس، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه، آنالیز حرارتی همزمان، طیف سنج نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی شد. فعالیت کاتالیزوری نانوکامپوزیتهای تهیه شده ، فسفومولیبدیک اسیدکپسوله شده در چارچوب آلی-فلزی بر پایه آهن (III(، PMA@MIL-53(Fe)، از طریق واکنش استری شدن اسید اولییک با اتانول تحت تابش فراصوت مورد آزمایش قرارگرفت. فرآیند تولید بیودیزل با استفاده از مقادیر مشخصی از نسبت مولی اسید اولییک و اتانول، نانوکامپوزیت  PMA@MIL-53 (Fe) به عنوان کاتالیزور (50-200 میلی گرم) که حاوی مقادیر مختلف اسید فسفومولیبدیک، PMA (0-40%) است، با میزان مشخصی از انرژی مصرفی برحسب وات، در زمان های مختلف (5-25 دقیقه) در دمای محیط، تحت شرایط اولتراسوند بهینه سازی شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که نمونه های کامپوزیت سنتزشده فعالیت کاتالیزوری عالی را نشان می دهند. و همچنین کارایی کاتالیزورهای ناهمگن همراه با تابش فراصوت برای تولید بیودیزل بطور چشمگیری افزایش می یابد. نتایج نشان داد که افزایش همه پارامترها موجب افزایش بازدهی فرایند تا مقادیر 98 درصد می شوند.

    کلیدواژگان: کاتالیزورناهمگن، اسید فسفومولیبدیک، چارچوب آلی-فلزی، PMA@MIL-53(Fe)، واکنش استری شدن، بیودیزل
  • احمدرضا بیگدلی، سید علی پور موسوی*، احسان نظرزاده زارع، شفا میرانی نژاد صفحات 51-70

    در این پژوهش نانوکامپوزیت مغناطیسی برپایه پلی (استایرن-کو-مالییک انیدرید) (Fe3O4@PSMASA) در سه مرحله تهیه شد. در مرحله اول، پلی (استایرن-کو-مالییک انیدرید) از واکنش پلیمریزاسیون رادیکالی مونومرهای استایرن و مالییک انیدرید تهیه شد. در مرحله دوم، نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن تهیه شده با روش هم رسوبی با استفاده از 3- آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) عامل دار شدند. در مرحله سوم، حلقه مالییک انیدرید در کوپلیمر، توسط سولفانیلیک اسید و نانوذرات مغناطیسی آهن عامل دار شده با آمین اصلاح شد تا گروه های کربوکسیلیک اسید و سولفونیک اسید روی پلی (استایرن-کو-مالییک انیدرید) ایجاد شوند. خواص کاتالیزگری Fe3O4@PSMASA بدست آمده در واکنش سه جزیی ایساتوییک انیدرید، آمین ها و آلدهیدها در حلال اتانول بررسی شد. این روش منجر به سنتز انواع مشتقات 3،2-دی هیدروکوینازولین-4 (1H)-اون در بازده بالا شد. کاتالیزگر بدون از دست دادن فعالیت کاتالیزگری قابل توجهی می تواند بازیابی و دوباره در واکنش استفاده گردد. از مزایای دیگر این روش می توان به بازده های بالا، شرایط ملایم واکنش، عملکرد مناسب و سازگار بودن با محیط زیست اشاره نمود.

    کلیدواژگان: واکنش های چند جزیی، 2-دی هیدرو کینازولین-4(1H)-اون، کاتالیزگر جامد مغناطیسی، پلی(استایرن-کو-مالئیک انیدرید)
  • مریم خرداد پور سیاهکل محله، فاطمه آهور*، سجاد کشی پور صفحات 71-90

    در این کار پژوهشی اکسید گرافن (GO) با D- پنیسیل آمین (DPA) عاملدار شده و برای توسعه سنسور الکتروشیمیایی کاتیون مس (II) مورد استفاده قرار گرفت. برای تایید سنتز موفق اکسید گرافن عاملدار شده با دی پنیسیل آمین (DPA-GO)، از طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) استفاده شد. الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با اکسید گرافن عامل دار شده با D- پنیسیل آمین (DPA-GO/GCE) تهیه و رفتار الکتروشیمیایی آن در حضور کاتیون های مس (II) به روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد و نتایج حاصله نشان دهنده عملکرد بهتر الکترود اصلاح شده با DPA-GO در مقایسه با الکترود برهنه و الکترود اصلاح شده با اکسید گرافن می باشد که به ساختار نانومتری GO و قابلیت کمپلکس کنندگی گروه های عاملی دارای گوگرد، نیتروژن و اکسی‍ژن موجود در ساختار DPA مربوط است. سنسور تهیه شده برای اندازه گیری انتخابی و حساس کاتیون های مس (II) به روش ولتامتری برهنه سازی آندی موج مربعی (SW-ASV) به کار برده شد و تاثیر پارامترهای موثر در عملکرد سنسور بررسی شد و شرایط بهینه برای عملکرد سنسور تعیین گردید. در شرایط بهینه بدست آمده الکترود تهیه شده در محدوده غلظتی 1 پیکومولار تا 1/0 میکرومولار دارای پاسخ خطی بوده و حد تشخیص آن 31/0 پیکومولار می باشد. سنسور پیشنهادی بطور رضایت بخشی برای اندازه گیری کاتیون مس در نمونه های حقیقی آب با تکرارپذیری و پایداری مناسب مورد استفاده قرار گرفت.

    کلیدواژگان: الکترود اصلاح شده، اکسید گرافن، D-پنیسیل آمین، ولتامتری برهنه سازی، کاتیون مس
  • انسیه غلامرضاپور، عباس اسلامی*، افسانه نعمتی، محمدجواد چایچی صفحات 91-106

    واکنش نورتابی شیمیایی لومینول به دلیل حساسیت بالا به حضور کاتالیزگر و سیگنال زمینه کم از روش های کمی شناخته شده در طیف سنجی تجزیه ای است. در این تحقیق نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4/SiO2/TiO2/CoIIITHPP (THPP : تترا هیدروکسی فنیل پورفیرین) تهیه و با طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، مغناطیس ارتعاشی نمونه (VSM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS) شناسایی شد. از این نانو کامپوزیت مغناطیسی برای اولین بار به عنوان کاتالیزگر واکنش کمولومینسانس استفاده شد و فعالیت کاتالیزی بسیار خوبی را در واکنش کمولومینسانس سیستم H2O2- لومینول نشان داد. بازیابی این کاتالیزگر به آسانی با به کارگیری میدان مغناطیسی خارجی انجام پدیر است.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت مغناطیسی، نورتابی شیمیایی، لومینول، پورفیرین
  • رومیصا محمدقلی نژاد، نوشین قلی پور زنجانی*، آرش کامران پیرزمان، بهزاد زاهد صفحات 107-124
    در این تحقیق پوشش لیپوزوم بر پایه فسفاتیدیل اتانول آمین (با روش بنگهام) و هیدروژل بر پایه ثعلب، با هدف بررسی ماندگاری داروی آلیسین تولید و بارگذاری شدند. ساختار لیپوزوم وهیدروژل با FT-IR و SEM بررسی شدند. با در نظر گرفتن متغیرهای نسبت فسفاتیدیل اتانول آمین به کلسترول، نسبت حلال فاز آلی به حلال فاز آبی و زمان تشکیل لیپوزوم، یک مدل جهت پیش بینی بازده کپسوله سازی آلیسین در لیپوزوم ارایه شد. شرایط بهینه میزان فسفاتیدیل اتانول آمین به کلسترول 8:1، نسبت فاز آلی- فازآبی 1 :8/4 و زمان تشکیل min158 با استفاده از روش سطح پاسخ و نرم افزار دیزاین اکسپرت 12 پیش بینی شد که منجر به بازده 99/98 % می شود. برای پوشش هیدروژل با پایه ثعلب مقدار بیشینه کپسوله سازی 98/74% در زمان تشکیل min140، میزان آکریلیک اسید ml3 و میزان N،N’ - متیلن بیس آکریل آمید g01/0 بدست آمد. روند رهایش آلیسین از پوشش لیپوزوم و هیدروژل نشان داد که هردو پوشش می توانند کاربری مناسبی برای انتقال دارو در شرایط محیطی با pH حدود 7.4 داشته باشند. بررسی سینتیک انتشار آلیسین از لیپوزوم و هیدروژل براساس مدل های واکنش درجه اول، مدل هیگوچی و معادله هیکسون-کراول و مدل ویبول نشان داد که رفتار رهایش آلیسین از این دو پوشش به مدل ویبول نزدیکتر است.
    کلیدواژگان: آلیسین، لیپوزوم، هیدروژل، ثعلب، کپسوله سازی، کنترل رهایش
  • نفیسه علیزاده، حمزه کیانی*، جلال البادی صفحات 125-148

    واکنش سبز و کارآمد سه جزیی بین آلدهیدهای آروماتیک و هتروآروماتیک، β-کتواسترها (اتیل استواستات و اتیل بنزوییل استات) و هیدروکسیل آمین هیدروکلرید در آب و تحت تابش نور طبیعی خورشید منتهی به تشکیل مشتقات متنوعی از 4-آریلیدن ایزوکسازول-5 (H4) -اون ها شد. در این واکنش از نور طبیعی خورشید در فضای باز به عنوان یک منبع انرژی سبز، ارزان، تمیز، در دسترس همگانی، ایمن و غیر سمی استفاده شد. واکنش ها در معرض نور خورشید، خرداد ماه در دامغان انجام شدند. در این روش سنتزی به کمک نور، واکنش هتروحلقوی شدن با وسایل ساده و بدون استفاده از تجهیزات خاصی انجام شد. از مزایای این روش مناسب و سبز می توان به نور فراوان خورشید یا نور مریی کم انرژی به عنوان منبع انرژی، عدم آلایندگی زیست محیطی، شرایط بسیار ملایم واکنش، سادگی روش انجام واکنش، جداسازی آسان، عدم استفاده از حلال آلی و کاتالیزگر اشاره کرد. برخی از ترکیبات از نظر فعالیت ضد باکتریایی با استفاده از استافیلوکوکوس اورویوس و اشریشیاکلی با روش انتشار دیسک مورد آزمایش قرار گرفتند. برخی از ترکیبات سنتز شده فعالیت ضدباکتری خوبی دارند. فعالیت ضدباکتریایی هتروسیکل های سنتز شده در مقابل اشریشیاکلی بیشتر است.

    کلیدواژگان: ایزوکسازول-5(H4)-اون، β-کتواستر، آریل آلدهید، سنتز سبز، فعالیت ضد باکتری، آب
  • مهسا مهدوی نیا، غلامرضا کیانی*، ایوب کریم زادقویدل صفحات 149-164
    هدف از این پژوهش، ساخت آشکارساز مادون قرمز برای کاربرد در حوزه های مختلف می باشد. برای این منظور، نانوکامپوزیت پلی آنیلین/نانوسیم نقره، به روش قالب شیمیایی سخت سنتز گردید. مشخصات ساختاری نانوکامپوزیت حاصل، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف نگاری پراش انرژی پرتو ی ایکس (EDS) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز های میکروسکوپی نشان داد که فیلم پلی آنیلین سنتزی، دارای تخلخل-های غیر یکنواخت با توزیع اندازه با قطر تقریبی nm 270 بوده و دارای (wt.%) 28/1 از نانوسیم های نقره در اندازه nm10080 می باشد. نتایج ارزیابی عملکرد آشکارساز مادون قرمز مبتنی بر نانوکامپوزیت پلی آنیلین/نانوسیم نقره مشخص کرد که با تابش نور مادون قرمز، جریان آشکارساز تحت جهت-گیری (بایاس) ثابت، افزایش می یابد و با قطع تابش به حالت اولیه باز می گردد. این افزایش به میزان 8/4 % بود که نشان دهنده بهبود، نسبت به نمونه های مشابه قبلی می باشد. همچنین، زمان پاسخ و بازیابی به ترتیب در حدود 30 و 8 ثانیه بدست آمد.
    کلیدواژگان: پلی آنیلین، آشکارسازمادون قرمز، پلیمر رسانا، نانوکامپوزیت، نانوسیم نقره
  • امین همتی یادکوری، حبیب الله خواجه شریفی*، زهرا آرین صفحات 165-180

    در این تحقیق به معرفی یک حسگر رنگ سنجی برای اندازه گیری سیتریک اسید در نمونه حقیقی به روش سنجش جانشینی شناساگر پرداخته شد. این حسگر از واکنش تشکیل کمپلکس بین شناساگر کرومازورول S و یون گادولینیم ساخته شد. در pH بهینه 00/7، کرومازورول S (زرد رنگ) با گادولینیم (III) به نسبت 1 به 1 ترکیب شد و رنگ محلول کمپلکس کرومازورول S - گادولینیم به بنفش تغییرکرد. با افزایش سیتریک اسید به حسگر طراحی شده، سیتریک اسید جایگزین کرومازورول S شده و با یون گادولینیم به نسبت 1:1 واکنش می دهد. دلیل این جانشینی شناساگر با آنالیت در ترکیب با پذیرنده ی یونی گادولینیوم، ثابت تشکیل بزرگترکمپلکس سیتریک اسید -گادولینیم (86/6= logKF) نسبت به ثابت تشکیل کرومازورول S - گادولینیم (67/5= logKF) می باشد. دامنه خطی این اندازه گیری M 10-6×90/112 -10-6×27/2 می باشد و حد تشخیص روش (S/N=3) 6- 10×08/2 مولار تعیین شد. جهت بررسی گزینش پذیری حسگر طراحی شده، اثر آنیون های دیگر از جمله پیروفسفات، سالیسیلیک اسید، پریدویک اسید، بنزوییک اسید و ترکیبات دیگر،بر روی پاسخ حسگر در شرایط مشابه بررسی شد و تغییر رنگ قابل توجهی دیده نشد که نشاندهنده گزینش پذیری بالای حسگر برای اندازه گیری این آنالیت دارد. کارآیی روش با اندازه گیری سیتریک اسید در نمونه آب پرتقال با روش افزایش استاندادارمورد ارزیابی قرار گرفت. مدار منطقی مناسب برای این حسگر طراحی شده، XNOR می باشد.

    کلیدواژگان: : حسگر شیمیایی، جا به جایی شناساگر، سیتریک اسید، کرومازورول S، یون گادولینیم (III
  • ریحانه صباغ زاده*، مروارید مرادی حقیقی، مجید مومنی مقدم، بهروز ملکی صفحات 181-194

    سرطان یک عارضه بزرگ در جامعه انسانی است و در کشورهای کمتر و یا حتی بیشتر توسعه یافته از نظر اقتصادی نیز دیده می شود. سرطان کولون در اثر رشد سلول های سرطانی در روده بزرگ به وجود می آید که دلیل اصلی آن رشد غیرقابل کنترل سلول ها در ناحیه مورد نظر است. در این تحقیق دو گروه از ترکیبات پایدار کرومنی مورد مطالعه با نرم افزارهای بیوانفورماتیکی، انتخاب گردید و اثر سمیت آنها و نوع مرگ سلولی توسط آنها بر رده سلولی سرطانی HT-29 که مربوط به سرطان کولون می باشد، بررسی شد. همچنین، سمیت2-آمینو-4 (4-کلرو فنیل)-5-اکسو-H4, H5-پیرانو] 2،3-C [کرومن 3-کربونیتریل (S1) و 2-آمینو-4 (4-برومو فنیل)-5-اکسو-H4, H5-پیرانو] 2،3-C [کرومن 3-کربونیتریل (S2)که پایداری مناسبی داشتند تعیین و در غلظت های 1 ،2 ،3 ،5 ،10و20 میکروگرم در میلی لیتر و یک گروه کنترل بر روی رده های سلولی سرطانی HT-29 در مقایسه با داروی شیمی درمانی کمپتوسار با غلظت های مشابه داروی شیمی درمانی به کمک تست MTT مورد بررسی قرار گرفته اند. آنالیز داده ها با استفاده از نرم افزار آماری8 Graphpad Prism و آزمون ANOVA- دوطرفه انجام شد و در نهایت نوع مرگ سلولی ایجاد شده توسط تکنیک فلوسایتومتری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که مشتقات کرومنی در غلظت 20 میکروگرم بر میلی لیتر با ایجاد آپوپتوز در سلول های سرطانی HT-29 می توانند به عنوان کاندیدای مناسبی جهت اثر بر سرطان کولون مورد بررسی های بیشتر قرار گیرند.

    کلیدواژگان: Annexin-V، HT-29، مولکولار مدلینگ، سرطان روده
  • نکیسا مقدم، نسرین اروج زاده*، علیرضا صالحی راد صفحات 195-210
    در این مقاله بیوکامپوزیتی با استفاده از شیشه زیست فعال 58S، کیتوسان با جرم مولکولی بالا و زیولیت 13X به روش فاز مایع تهیه شد. مشخصه یابی فیزیکی نمونه با استفاده از آنالیزهای FT-IR، XRD، FE-SEM و EDX انجام گرفت. نتایج حاصل از FT-IR وجود باندهای مربوط به هر یک از اجزاء را نشان می دهد. همچنین مقایسه طیف FT-IR و الگوی XRD مربوط به کیتوسان با کامپوزیت تهیه شده، کراسلینک شدن کیتوسان را تایید می نماید. مقاومت فشاری نمونه تهیه شده با استفاده از نمودار تنش-کرنش مشخص گردید. براساس این آزمایش مقاومت فشاری نمونه برابر MPa 43/51 می باشد. همچنین زیست فعالی بیوکامپوزیت ساخته شده در محیط مایع شبیه سازی شده بدن (SBF)، در دمای 37 درجه سانتی گراد و به مدت 3 روز بررسی شد که زیست فعالی مطلوبی را از خود نشان داد. الگوی XRD و تصاویر FE-SEM بیوکامپوزیت قبل و بعد از غوطه وری در محلول SBF، نشان دهنده رشد آپاتیت بر روی بیوکامپوزیت است. همچنین طیف EDX حضور تمام اجزاء بیوکامپوزیت را تایید می کند. براساس مطالعات پیشین، کامپوزیت تهیه شده در این مقاله نسبت به کامپوزیت های مشابه ویژگی های مطلوب تری را از خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: بیوکامپوزیت، شیشه زیست فعال، کیتوسان، زئولیت، روش فاز مایع
  • غلامرضا نبی بیدهندی*، محمدکاظم محمدی نوده، علیرضا پرداختی، ناصر مهردادی صفحات 211-228

    پساب صنایع لبنی را می توان به عنوان آلوده کننده ترین فاضلاب حاصل از فرآوری مواد غذایی به دلیل بار آلودگی بالا و وجود مقدار زیاد مواد آلی مانند کازیین، کربوهیدرات و اسیدهای چرب به شمار آورد. پساب های لبنی حاوی اسیدهای چرب، به دلیل پایداری نسبت به تجزیه بیولوژیکی اثرات نامطلوبی بر محیطزیست و سلامت انسان ها وارد می کنند. لذا در مطالعه حاضر، جاذب مبتنی بر نانوکامپوزیت پلی آنیلین- اکسید گرافن مغناطیسی (MGO@PANI) از طریق پلیمریزاسیون درجا (in situ) مونومر آنیلین، برای حذف اسیدهای چرب موجود در پساب صنعتی سنتز شد. سنتز in situ برای غلبه بر چالش تجمع نانوذرات طراحی شده است جایی که پلیمرها معمولا به عنوان نانو راکتورها عمل می کنند و به عنوان محیطی برای سنتز نانوذرات به حساب می آیند. حضور گروه های عاملی اکسیژن دار مانند گروه های هیدروکسیل و اپوکسی در اکسید گرافن (GO) و گروه های عاملی حاوی نیتروژن مانند گروه های ایمین و آمین در پلی آنیلین به طور هم افزایی سبب جذب اسیدهای چرب می شوند. تعیین و اثبات گروه های عاملی، مورفولوژی و ترکیب عنصری جاذب MGO@PANI با تکنیک های FT-IR، FE-SEM و EDX انجام گرفت. عوامل موثر بر جذب اسیدهای چرب مانند pH محلول، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت و دما مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که MGO@PANI با حذف 60/94% اسیدهای چرب (در شرایط بهینه 7pH ، دوز 15 میلی گرم، زمان 50 دقیقه در دمای اتاق) کارایی بالایی را نشان می دهد. داده های تجربی به خوبی با ایزوترم جذب فرویندلیش (الگوی چند لایه ای فرآیند جذب) مطابقت داده شد. همچنین بررسی سینتیک جذب بیانگر سینتیک شبه مرتبه دوم است. علاوه بر این، مطالعه ترمودینامیکی نشان داد که جذب اسیدهای چرب روی MGO@PANI گرماده بوده و مکانیسم جذب فیزیکی است.

    کلیدواژگان: سنتز پلیمر در جا، حذف اسیدهای چرب، پساب صنعتی لبنیات، پلیمر هادی پلی آنیلین
|
  • Hossein Dashti Khavidaki *, Fereshteh Sarlak, MohammadHossein Fekri Pages 9-30

    In this study, amoxicillin from aqueous solutions was adsorbed by activated carbons from eucalyptus leave and wheat straw through adsorption process. The effects of varying parameters such as initial pH of amoxicillin solution, initial concentration of amoxicillin solution, adsorbent dosage, contact time and temperature on the adsorption process were examined. Under optimum conditions containing pH 11, amoxicillin initial concentration 10 mgL-1, adsorbent dosage 0.07 g, contact time 30 and 60 min for eucalyptus leave and wheat straw, respectively, and temperature 25±1oC, maximum adsorption percentages for amoxicillin on eucalyptus leave and wheat straw were obtained 72.4% and 79.2% respectively. In addition, comparison of the experimental results with Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption isotherms, showed that the Langmuir isotherm have better fitting with the equilibrium data than the Freundlich isotherm but the fitting with Temkin isotherm is weaker for both adsorbents. Also, thermodynamic parameters of the adsorption such as 〖∆H〗^0 and 〖∆S〗^0 were calculated that theirs negative values showed that the amoxicillin adsorption on eucalyptus leave and wheat straw is an exothermic process and along with decrease of randomness, respectively. Meanwhile, the more negative value of 〖∆G〗^0 at 25oC compared to higher temperatures is a sign of more spontaneous adsorption process at this temperature. In addition, the study of adsorption kinetics showed that the amoxicillin adsorption on both adsorbents is pseudo-second order.

    Keywords: Adsorption, Adsorbent, Amoxicillin, Eucalyptus Leave, Wheat Straw
  • Soraya Parak, Ahmad Nikseresht *, Mohammad Alikarami Pages 31-50

    The synthesis of MIL-53(Fe) samples and encapsulation process of phosphomolybdic acid implemented using ultrasound at ambient temperature and atmospheric pressure. Characterization of newly synthesized nanocomposite was carried out using various techniques such as XRD, FT-IR, SEM, EDS, BET and ICP. The catalytic activity of the prepared nanocomposites, PMA@MIL-53(Fe), was tested through the esterification reaction of oleic acid with ethanol under ultrasonic irradiation. Biodiesel production process using certain molar ratio of oleic acid/ethanol, PMA@MIL-53(Fe) as catalyst (10-200 mg) containing different amounts of PMA (0-40%), at different reaction times (5-20 minutes), total energy consumption (in watts, W) and ambient temperature under ultrasound conditions. The operating conditions of each of parameters were varied to study their effects on product yield. The results indicated that the synthesized composites show excellent catalytic activity. by encapsulating heteropoly acids in the MOF network, the challenges of using heteropoly acids, such as low contact surface and high solubility, are largely eliminated. The use of heteropoly acids in the industrial scales shows promise, provided the mentioned problems can be overcome

    Keywords: Phosphomolybdic acid, Biodiesel, Metal-organic framework, PMA@MIL-53(Fe), Heteropoly acid, Heterogeneous catalyst
  • Ahmadreza Bigdeli, Seied Ali Pourmousavi *, Ehsan Nazarzadeh Zare, Shefa Mirani Nezhad Pages 51-70

    In this study, a magnetic nanocomposite based on poly (styrene-co-maleic anhydride) (Fe3O4 @ PSMASA) was prepared in three steps. In the first step, poly (styrene-co-maleic anhydride) was prepared from the radical polymerization reaction of styrene and maleic anhydride monomers. In the second step, the iron oxide magnetic nanoparticles prepared by co-precipitation method were functionalized using 3-aminopropyltriethoxycylan (APTES). In the third step, the maleic anhydride ring in the copolymer was modified with sulfanilic acid and amine-activated magnetic iron nanoparticles to form carboxylic acid and sulfonic acid groups on poly (styrene-co-maleic anhydride). The catalytic activity of the resulted Fe3O4 @ PSMASA was investigated in the three-component reaction of isatoic anhydride, amines and aldehydes in ethanol as solvent. This method led to the synthesis of various derivatives of 3,2-dihydroquinazoline-4 (1H) in high yields. The catalyst can be recovered and reused in the reaction without significant loss catalytic activity. The other advantages of this method include high efficiencies, mild reaction conditions, good performance and environmental friendliness.

    Keywords: multicomponent reactions, 2-Dihydroquinazoline-4 (1H) -One, Magnetic Solid Catalyst, Poly (styrene-co-maleic anhydride)
  • Maryam Khordadpour Siahkal Mahalleh, Fatemeh Ahour *, Sajjad Keshipour Pages 71-90

    In this research, graphene oxide (GO) was functionalized with D-penicillamine (DPA) and used to develop an electrochemical sensor for Cu(II) cation. For the successful synthesis of D-penicillamine-functionalized graphene oxide (DPA-GO), Fourier Transfer Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray diffraction pattern (XRD), and Transmission Electron Microscopy (TEM) are used. DPA-GO modified glassy carbon electrode (DPA-GO / GCE) was prepared and its electrochemical behavior was studied in the presence of Cu(II) cations by cyclic voltammetry, and the results showed the better performance of the DPA-GO-modified electrode compared to unmodified and GO-modified electrode, which related to GO nanostructure and complexing ability of sulfur, nitrogen, and oxygen-containing functional groups in the DPA structure. The prepared sensor was used for the selective and sensitive measurement of Cu(II) cations by square-wave anodic stripping voltammetry (SW-ASV) and the factors affecting the sensor performance were investigated and optimum conditions for sensor operation were determined. Under the optimal conditions, the prepared electrode has a linear response in the range of 1 pM to 0.1 µM and its detection limit was 0.31 pM. The proposed sensor was used satisfactorily to measure copper cation in real water samples with suitable reproducibility and stability.

    Keywords: Modified electrode, Graphene Oxide, D-penicillamine, Stripping voltammetry, Copper cation
  • Ensieh Gholamrezapor, Abbas Eslami *, Afsaneh Nemati, MohamadJavad Chaichi Pages 91-106

    The luminol chemiluminescent reaction is among well-known quantitative methods in analytical spectroscopy due to its high sensitivity to presence of catalyst and low background signal. In this study, magnetic nanocomposite of Fe3O4/SiO2/TiO2/CoIIITHPP (THPP : tetrahyroxyphenylporphyrin) has been synthesized by co-precipitation method and characterized with fourior transform-infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), scanning electron microscope (SEM), trasmiddion electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS. For the fist time, this magnetic nanocomposite has been used as catalyst of chemolumincence reactions and showed high catalytic effect on the luminol-H2O2 system. The recovery of catalyst was easily performed by applying the external magnetic field.

    Keywords: Magnetic nanocomposite, Chemiluminescence, luminol, porphyrin
  • Romisa Mohammad Gholinezhad, Nooshin Gholipour Zanjani *, Arash Kamran Pirzaman, Behzad Zahed Pages 107-124
    In this study, liposome coatings based on phosphatidylethanolamine (by Bingham method) and hydrogel based on salep were produced and loaded with the aim of allicin shelf life study. The structure and morphology of Liposome and hydrogel were studied by FT-IR and SEM. Considering design variables of phosphatidylethanolamine to cholesterol ratio, organic phase solvent to aqueous solvent ratio and liposome formation time, a model was proposed to predict the allicin encapsulation efficiency in liposomes. The optimum condition was achieved by Response Surface Method and software of Design-Expert v.12 where the amount of phosphatidylethanolamine-to-cholesterol 8:1, organic phase to water phase ratio of 4.8:1 and formation time of 158 minutes lead to a yield of 98.99%. For salep-based hydrogel coatings, the maximum encapsulation value was 74.98% at 140 min formation time, while the amount of acrylic acid was 3 ml and the amount of N, N '- methylenebisacrylamide was 0.01 gr. The release behavior of allicin from the liposome coating and the hydrogel coating showed both of them are suitable for drug delivery in the media with pH of 7.4. Investigation of allicin release kinetics from liposomes and hydrogels based on first-order reaction models, Higuchi model and Hixson-crowell equation and Weibull model indicated that Weibull can better fit the experimental data.
    Keywords: Allicin, Liposome, Hydrogel, Salep, Encapsulation, Released Control
  • Nsfiseh Alizadeh, Hamzeh Kiyani *, Jalal Albadi Pages 125-148

    The green and efficient three-component reaction between aromatic and heteroaromatic aldehydes, β-ketoesters (ethyl acetoacetate and ethyl benzoylacetate) and hydroxylamine hydrochloride in water and under natural sunlight leads to the formation of various derivatives of 4-arylidene-isoxazole-5(4H)-ones. In this reaction, natural sunlight was used outdoors as a green, cheap, clean, available, safe and non-toxic source of energy. The reactions were carried out in Damghan under sunlight. In this synthetic method using sunlight, the heterocyclization reaction was performed with simple tools and without the use of special equipment. In this three-component reaction, 4-arylidene-isoxazole-5(4H)-ones were synthesized in a range of 17-40 minutes and with yields ranging from 89-97%. The advantages of this suitable and green method can be mentioned abundant sunlight or low-energy visible light as an energy source, no environmental pollution, very mild reaction conditions, simplicity of the reaction method, easy separation, no use of organic solvents and catalysts. Some compounds were tested for antibacterial activity using Staphylococcus aureus and Escherichia coli by disk diffusion method. Some synthesized compounds have good antibacterial activity. The antibacterial activity of synthesized heterocycles is higher against Escherichia coli.

    Keywords: Isoxazol-5(4H)-one, β-ketoester, Aryl aldehyde, Green synthesis, antibacterial activity, Water
  • Mahsa Mahdavinia, Gholamreza Kiani *, Ayub Karimzad Ghavidel Pages 149-164
    The aim of this research is the fabrication of infrared detector for using in different fields. For this purpose, polyaniline/silver nanowire nanocomposite was synthesized by hard chemical template method. The structural characteristics of the prepared nanocomposite were examined by a scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (EDS) spectroscopy. The results of the microscopic analysis showed that the synthetic polyaniline film had a non-uniform porosities with the approximate size distribution in diameter of 270 nm and had contain 1.28 (wt.%) of silver nanowires in the size of 80-100 nm. The results of evaluating the performance of an infrared detector based on the polyaniline/silver nanowire nanocomposite showed that with infrared light, the detector current increases under constant orientation (bias) and returns to its original state when the radiation is stopped. This increase was 4.8%, which indicates an improvement in comparison with prior similar samples. The response and the recovery time were obtained about 30 and 8 s, respectively.
    Keywords: Polyaniline, Infrared Detector, Conductive polymer, Nanocomposite, Silver nanowires
  • Amin Hemmati, Habibollah Khajehsharifi *, Zahra Arian Pages 165-180

    In this study, a colorimetric sensor was introduced to determine citric acid by the indicator displacement assay(IDA) method. The sensor was made from the complex formation reaction between the Chromeazurol S and the gadolinium ions in aqueous solutions. At optimum pH(pH =7.00), Chromeazurol S (yellow) was reacted with gadolinium (III) in a 1: 1 ratio, and the Chromeazurol S-gadolinium color complex solution changed to purple. With the addition of citric acid to the designed sensor, citric acid replaces Chromeazurol S and reacts with gadolinium ion in a 1: 1 ratio. The reason for the displacement of the indicator by the analyte in combination with the gadolinium ion acceptor is that it has a larger citric acid-gadolinium complex formation constant (logKF = 6.86) than the Chromeazurol S-gadolinium formation constant (logKF = 5.67). The linear range of this measurement and detection limit of this sensor (S/N=3) were determined 2.27×10-6 to 112.90×10-6 M and 2.08×10-6, respectively. To determine the selectivity of the designed sensor, the effect of different anions such as pyrophosphate, salicylic acid, periodic acid, benzoic acid, and other compounds on the sensor response under similar conditions was investigated, and no significant color change was observed. It was indicating that the sensor has a high selectivity to measure this analyte. The efficiency of the method was evaluated by measuring citric acid in the orange juice sample by the standard addition method.

    Keywords: Chemosensor, Indicator Displacement Assay, Citric acid, Chrome Azurol S, Gadolinium (III)
  • Reihaneh Sabbaghzadeh *, Morvarid Moradi, Majid Momeni-Moghadam, Behrooz Maleki Pages 181-194

    Cancer is a huge phenomenon in human society that it observe in developing countries and even more developed countries in terms of economic as well. Colon cancer is created by increasing cancer cells that its main reason is the uncontrollable growth of cells in Colon. In this research, two groups of stable chromene compounds which was calculated in the previous study using bioinformatics software selected and their toxicity effect and the kind of cell death that they cause investigated on HT-29 cancer cell line, which is related to colon cancer. Also, toxicity of 2-amino-4-(4-chlorophenyl)-5-oxo-4H,5H-pyrano [2,3-c] chromene -2-carbonitrile (S1), 2-amino-4-(4-bromophenyl)-5-oxo-4H,5H-pyrano [2,3-c] chromene -2-carbonitrile (S2) which had an appropriate stable determined. At concentrations of 1, 2, 3, 5, 10 and 20 μg / ml, a control group was performed on HT-29 cancer cell lines in comparison with the chemotherapeutic drug Campusar with similar concentrations of the chemotherapy drug using MTT assay. Analysis of data was done by statistical software Graphpad Prism 8 and ANOVA test and ultimately, the type of cell death which created by Flow cytometry technique was examined. The results showed that chromium derivatives by causing apoptosis in HT-29 cancer cells could be further studied as a suitable candidate for the effect on colon cancer.

    Keywords: Annexin-V, HT-29, molecular modeling, Colon Cancer
  • Nakisa Moghaddam, Nasrin Oroujzadeh *, Alireza Salehirad Pages 195-210
    In this paper, a biocomposite was prepared by liquid phase method using 58S bioactive glass, high molecular weight chitosan and 13X zeolite. Physical characterization of the sample was performed using FT-IR, XRD, FE-SEM and EDX analysis. Results of FT-IR showed the presence of bands related to each component. Also, a comparison between FT-IR spectrum and XRD pattern of chitosan with the ones of prepared composite confirms the cross-linking of chitosan. The compressive strength of the sample was determined using the stress-strain diagram. According to this test, the compressive strength of the sample is 51.43 MPa. Also, the bioactivity of the biocomposite was studied in the simulated body fluid (SBF) at 37 ° C for 3 days, which showed a favorable bioactivity. The XRD pattern and FE-SEM images of the biocomposite before and after immersion in SBF solution show the growth of apatite on the biocomposite. The EDX spectrum also confirms the presence of all components. According to the previous studies, the composite prepared in this paper has more desirable properties than similar composites.
    Keywords: Biocomposite, Bioactive glass, Chitosan, Zeolite, Liquid phase method
  • GholamReza Nabi Bidhendi *, MohammadKazem Mohammadi Nodeh, Alireza Pardakhti, Naser Mehrdadi Pages 211-228

    Dairy effluents can be considered as the most polluting wastewater from food processing due to the high pollution-loading and the presence of large amounts of organic compounds such as casein, carbohydrates and fatty acids. Dairy effluents containing fatty acids have adverse effects on the environment and human health due to their stability and biodegradation.Therefore, in the present study, an adsorbent based on polyaniline-magnetic graphene oxide nanocomposite (MGO @ PANI) was synthesized through in situ polymerization of aniline monomer to remove fatty acids in industrial effluents. In situ synthesis is designed to overcome the challenge of nanoparticle aggregation where polymers typically act as nanoreactors and serve as an environment for nanoparticle synthesis. The presence of oxygenated functional groups such as hydroxyl and epoxy groups in graphene oxide (GO) and the presence of nitrogen-containing functional groups such as imine and amine groups in polyaniline all contribute to the absorption of fatty acids. characterization of functional groups, morphology and composition of adsorbent element of MGO @ PANI were performed by FT-IR, FE-SEM and EDX techniques. the parameters affecting the efficiency of fatty acid removal such as pH, adsorbent dose, contact time, concentration and temperature were investigated. The results showed that MGO @ PANI showed high efficiency by removing 94.60% of fatty acids (under optimal conditions of pH 7, dose 15 mg, time 50 minutes at room temperature). The experimental data were well matched with the Freundlich adsorption isotherm (multilayer model of the adsorption process). The study of adsorption kinetics also reveals semi-second-order kinetics. In addition, the thermodynamic study showed that the adsorption of fatty acids on MGO @ PANI is exothermic and the mechanism of physical adsorption.

    Keywords: in site polymer synthesis, fatty acid removal, dairy industrial effluent, polyaniline conductive polymer