فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و پنجم شماره 2 (پیاپی 80، تابستان 1395)
  • سال سی و پنجم شماره 2 (پیاپی 80، تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/06/28
  • تعداد عناوین: 15
|
  • علیرضا رازقی زاده*، الهام الهی، وحدت رفیعی صفحات 1-8
    در این پژوهش اثر حساس سازی لایه های نانوساختار 2 TiO با استفاده از رنگ دانه های سیانیدن موجود در توت سیاه به روش سل ژل بررسی شده است. برای این منظور ابتدا لایه های نانوساختار 2TiO برروی زیرلایه شیشه به روش لایه نشانی غوطه وری سل ژل تهیه شده و سپس با استفاده از رنگ دانه های سیانیدین موجود در توت سیاه حساس سازی شدند. ساختار بلوری و فازی این لایه ها و ریخت شناسی سطحی آن ها، با استفاده از دستگاه های XRD و FE-SEM مورد بررسی قرار گرفت. هدف این پژوهش بررسی اثر متقابل بین نیم رسانا و رنگ بود،‍‍ نتیجه های به دست آمده از پرتو IR تایید کننده پیوندهای 2TiO در زیروژل تیتانیوم دی اکسید - سیانیدین می باشد، که حضور رنگ در ساختار را تایید می کند. همچنین با توجه به پرتو جذبی UV-Vis دیده می شود که بیشینه جذب در لایه های حساس شده با سیانیدین به طول موج nm 595 افزایش یافته است، که تایید کننده برهم کنش بین نیم رسانا و رنگ می باشد.
    کلیدواژگان: نانوساختار، 2TiO، لایه نشانی غوطه وری، سل، ژل، سیانیدین، منگنز
  • احسان کیانفر*، بهنام کوهستانی صفحات 9-19
    در این پژوهش وانادیوم اکسید با ساختار نانو به وسیله فرایند سل ژل و سپس با استفاده از فرایند هیدرترمال تهیه شد. اتانول به عنوان حلال ، در فرایند تسریع انحلال ماده آلی به کار رفته و به دنبال آن، روش هیدروترمال برای 1 تا 7 روز در دمای 180 درجه سلسیوس روی آن انجام شد. هدف اصلی این پژوهش تولید وانادیوم اکسید نانو ساختار با هدف تولید بیش تر نانو لوله و شکل های دیگر نانو ساختاری با کییفیت دلخواه در کم ترین زمان ممکن و کمینه مصرف انرژی می باشد. فراورده های به دست آمده از نظر ریخت شناسی و نانوساختاری و همچنین ترکیب های شیمیایی به وسیله SEM و TEM و XRD و FT-IR و TG مورد ارزیابی قرار گرفتند. بنابراین در این پژوهش با بهره گیری از ژل 5O 2V و استفاده از اتانول به عنوان حلال به جای استون که در پژوهش های پیشین صورت گرفته به منظور انحلال بهتر ماده الی میزبان، مدت زمان طولانی 7 روزه فرایند هیدروترمال برای تهیه VOx-NT شود ،کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانو لوله های وانادیوم اکسید، سل، ژل، تهیه هیدروترمال، هگزا دسیل آمین
  • مجتبی امینی*، دینا بهرامی حیدرلو، مجتبی باقرزاده صفحات 21-29
    در این پژوهش نانوذره های پالادیم تثبیت شده بر روی بستر روی اکسید با سطح های بهینه ای موثر و کارا تهیه شد و با شیوه های گوناگونی همچون XRD، SEM و TEM شناسایی شد. سپس کاربرد این نانوذره ها به عنوان کاتالیست در واکنش های جفت شدن هک مورداستفاده قرار گرفت و همچنین تاثیر عامل های محیطی گوناگون مانند، دما، نوع باز و اثر حلال در واکنش های جفت شدن هک مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در پایان قابلیت بازیافت و استفاده دوباره از کاتالیست نیز مورد بررسی قرار گرفت. کارایی بالای کاتالیست بدون افزودن هیچ افزودنی، این سامانه کاتالیستی را به روشی مفید و جذاب برای واکنش جفت شدن کربن کربن هک تبدیل می کند.
    کلیدواژگان: نانوذره، پالادیم، روی اکسید، واکنش هک
  • محمد جواد تقی زاده*، عبدالله جاویدان، امید حسینچی صفحات 31-40
    به طور معمول برای اکسایش گروه سولفید تیو استامید و تبدیل آن به داروی هدف (مودافینیل) از عامل اکسنده هیدروژن پراکسید %33 در حضور گلاسیال استیک اسید استفاده می شود که در مدت 4 ساعت انجام می گیرد. در این کار پژوهشی نانو کاتالیست جدید 4O3 /Fe2+/SiO3 /NH3VO تهیه و شناسایی شد و از این کاتالیست برای اکسایش سولفید به سولفوکسید در حضور مقدارهای مولی 2O 2H استفاده شد. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده افزایش راندمان فراورده ی پایانی و کاهش زمان واکنش به حدود 45 دقیقه می باشد. کاتالیست جدید تهیه شده به دلیل دارا بودن ویژگی های مغناطیسی پس از انجام مرحله سولفوکسایش، توسط میدان مغناطیسی خارجی(آهن ربا) از ظرف واکنش به راحتی خارج شده و پس از شستشو، دوباره در واکنش استفاده شد. کاتالیست ارایه شده توسط فناوری های IR، BET، SEM، VSMو XRD شناسایی شد.
    کلیدواژگان: اکسایش، سولفید، مودافینیل، دی فنیل متیل سولفینیل استامید، نانو کاتالیست، 4O3، Fe2+، SiO3، NH3VO
  • علی اکبری چوبر، سید مهدی علوی املشی* صفحات 41-52
    در این پژوهش به عملکرد کاتالیست وانادیم پنتا اکسید بر پایه زیرکونیا و تیتانیا در واکنش تولید انیدرید فتالیک به روش اکسایش انتخابی با ارتوزایلن پرداخته شده است. بدین منظور 3 نمونه کاتالیست بر روی پایه زیرکونیا با مقدار فاز فعال 4، 7 و 10 درصد وزنی و یک نمونه بر روی پایه تیتانیا با مقدار فاز فعال 7 درصد به روش تلقیح تر ساخته شدند. برای تعیین ویژگی های نمونه ها، آزمایش های BET، XRD، SEM و آزمون راکتوری در یک راکتور بستر ثابت در دو بازه ی دمایی پایین (°C 410 310) و بالا (°C 550 450) و دو سرعت فضایی 1000و 1-h2000 انجام شد. کاتالیست بر پایه زیرکونیا با مقدار فاز فعال 7 درصد بیش ترین گزینش پذیری نسبت به انیدرید فتالیک را نشان داد. مقایسه بین دو پایه نشان می دهد که نمونه بر پایه تیتانیا در بازه ی دمایی پایین (°C 410 310) و پایه زیرکونیا در بازه ی دمایی بالا (°C 550 450) بیش ترین گزینش پذیری نسبت به انیدرید فتالیک را دارند. بررسی پایداری حرارتی نشان داد که کاتالیست بر پایه زیرکونیا پایداری بالایی را در این واکنش در مقایسه با تیتانیا از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: اکسایش انتخابی، انیدرید فتالیک، وانادیم پنتا اکسید، اکسید زیرکونیم، فعالیت کاتالیست
  • غلامرضا مرادی*، حامد همتی، غلامرضا عباسی صفحات 53-62
    در این پژوهش نانوکاتالیست اصلاح شده ی Ni/ZSM-5 شامل 3، 5 و %7 وزنی نیکل توسط روش تلقیح تر و با استفاده از حلال آب برای رفرمینگ خشک متان تهیه شد.آلومینیوم زدایی توسط نیتریک اسید و سیلیس زدایی توسط سدیم هیدروکسید صورت گرفت. فرایند اسید شویی پایه ی زئولیتی منجر به افزایش نسبت Si/Al و فرایند بازشویی منجر به کاهش این نسبت شد. در فرایند اسیدشویی، غلظت بالاتر اسید و دمای پایین تر اسیدشویی پایه ی زئولیتی منجر به تبدیل بیش تر متان و کربن دی اکسید و همچنین نسبت بالاتر H2/CO شد ولی فرایند بازشویی سبب افت فعالیت و کاهش درصد تبدیلات متان و کربن دی اکسید شد. نمونه ی با %5 وزنی نیکل تهیه شده با غلظت بالاتر اسید و دمای پایین تر اسیدشویی پایه ی زئولیتی بیش ترین فعالیت و پایداری را نسبت به کاتالیست اصلاح نشده و کاتالیست بازشویی شده ی پایه زئولیتی داشت.
    کلیدواژگان: کاتالیست، رفرمینگ خشک متان، آلومینیوم زدایی، سیلیس زدایی
  • مریم اکبری، شهرام قنبری پاکدهی*، مصطفی قربانی صفحات 63-71
    هدف در این پژوهش تولید ماده دی متیل آمینو اتانول و بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر بازده و خلوص فراورده ی به دست آمده است. برای تولید این ماده از روش دی متیل دار کردن اتانول آمین با استفاده از فرمالدئید آبی، در حضور فرمیک اسید استفاده شد. بررسی نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که چهار پارامتر دمای گاز 2CO خروجی ، دمای بازروانی، زمان بازروانی و حلال استخراج بیش ترین تاثیر را بر واکنش دارند. بهترین نتیجه ها در دمای خروج گاز 2CO برابر 70 درجه سلسیوس، دمای بازروانی100 درجه سلسیوس و زمان بازروانی 6 ساعت به دست آمد. دی کلرومتان بهترین حلال برای استخراج فراورده در این واکنش پیشنهاد می شود. خلوص فراورده در این شرایط %5/98 و بازده واکنش %70 بود
    کلیدواژگان: دی متیل آمینو اتانول، مکانیسم اشویلر - کلارک، متیل دار کردن، مقیاس آزمایشگاهی، پارمترهای موثر
  • زهرا فلاح، مجید تقی زاده *، داود قدوسی نژاد صفحات 73-91
    وانادیوم فلزی است که با توجه به ویژگی های فیزیکی آن مانند مقاومت کششی و سختی در آلیاژهای آهنی و غیر آهنی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش به منظور فروشویی وانادیوم موجود در خاک معدن آهن ساغند، از فرایندهای تشویه نمکی و فروشویی اسیدی به صورت ترکیبی استفاده شد. بدین صورت که ابتدا طی فرایند تشویه نمکی، مخلوط خاک و سدیم کربنات در کوره با دمای بالا قرار گرفت و پس از آن توسط سولفوریک اسید عملیات فروشویی صورت گرفت. عامل های موثر بر فرایندها مانند دما و زمان تشویه، غلظت اسید، دما، زمان و نسبت مایع به جامد در فرایند فروشویی مورد مطالعه قرار گرفته و مقدارهای بهینه به دست آمدند. براساس نتیجه های به دست آمده در شرایط تشویه نمکی 50% وزنی 3CO2Na، دمای 1000 درجه سلسیوس، و زمان 1 ساعت و شرایط فروشویی اسیدی با غلظت سولفوریک اسید 15% (v/v)، دمای 90 درجه سلسیوس،زمان 4 ساعت، و نسبت مایع به جامد 15 میلی لیتر بر گرم، راندمان فروشویی وانادیوم حدود 80% بوده است.
    کلیدواژگان: وانادیوم، تشویه نمکی، فروشویی اسیدی، سدیم کربنات، سولفوریک اسید
  • مهدی حاج سردار، سید مهدی برقعی*، امیرحسام حسنی، افشین تکدستان صفحات 83-97
    در این پژوهش، کارایی راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) در حذف زیستی نیتروژن از پساب مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. هدف پژوهش، بررسی تاثیر یک روش مقرون به صرفه و جدید به منظور حذف ترکیب های نیتروژن به ویژه نیترات بوده است. روش به کار گرفته شده شامل راهبرد افزودن منبع کربن داخلی، بیش از یک بار، به راکتور بوده و نتیجه های به دست آمده تاثیر مستقیم و مثبت این راهکار بر تکمیل فرایند دنیتریفیکاسیون را نشان داد. این پژوهش با در نظر گرفتن زمان ماند سلولی (SRT) برابر 20 روز، نسبت کربن به نیتروژن(C/N) برابر 5/12 انجام شد. پس از برقراری شرایط پایدار، تاثیر سه بارگزاری آلی (OLR) برابر 67/0 ، 1 و d3kg COD/m 5/1 بر کارایی روش انتخاب شده، مورد بررسی قرار گرفت. افزون بر آن، تاثیر سه بارگزاری نیتروژن (NLR) برابر 054/0 ، 1/0 و d3kg N/m 15/0 نیز بر نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون هم زمان مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد که در راکتور شاهد یعنی انجام عملیات با یک بار شدن راکتور در هر دوره، بازدهی حذف نیتروژن کل (TN) برابر با % 25/86 بود. عملکرد راکتور مورد آزمایش در دوره اول و دوم پژوهش یعنی به ترتیب با یک و دو بار افزودن منبع کربن داخلی (افزون بر پر شدن اولیه) در هر سیکل نیز بررسی شد. در این پژوهش مشخص شد که با افزایش تعداد دفعه های افزودن منبع کربن در هر سیکل، بازده ی حذف زیستی نیتروژن افزایش می باید. بهترین عملکرد راکتور در دوره دوم و با دو بار افزودن منبع کربن داخلی به صورت آنوکسیک به دست آمد. در این شرایط با بارگزاری آلی برابر d3kg COD/m 67/0 و بارگزاری نیتروژن برابر d3kg N/m 054/0، بازدهی حذف نیتروژن کل برابر با % 91 بود. غلظت آمونیوم ، نیترات و نیتریت در پساب خروجی در این حالت به ترتیب برابر 72/0، 9/5 و mg/L 23/0 بود.
    کلیدواژگان: پساب مصنوعی، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون، نیتروژن، منبع کربن داخلی، راکتور ناپیوسته متوالی
  • زهرا اهالی آباده، مهدی ایران نژاد* صفحات 99-111
    فلزهای سنگین موجود در پساب کارخانه های گوناگون به عنوان یک آلودگی مهم و تهدید جدی برای سلامت موجودات زنده شناخته شده اند. تا به امروز روش های متنوعی برای حذف این آلودگی ها از پساب ها به کار گرفته شده است. در این پژوهش، جذب فلز سنگین کادمیم توسط کامپوزیت زئولیت و خاکستر بادی آهنی از محلول آبی کادمیم مورد بررسی قرار گرفت.زئولیت از منطقه سمنان و خاکستر بادی آهنی از کارخانه فولاد مبارکه تهیه شد.به منظور شناسایی نمونه، آنالیزهای SEM ،XRD ،XRF و FT-IR انجام شد. آزمایش های اولیه به منظور مشخص شدن مقدار بهینه جاذب انجام شد که سرانجام، 5/0 گرم کامپوزیت با ترکیب %40 خاکستر آهن و %60 زئولیت برای انجام آزمایش های بعدی انتخاب شد. بهترین شرایط جذب کادمیم در غلظت ppm 800، 5/5 =pH و زمان 40 دقیقه به دست آمد. در این شرایط mg/g4/73 از کادمیم موجود در محلول حذف شد. در مطالعه های سینتیکی جذب کادمیم، بهترین همبستگی با مدل شبه مرتبه دوم دیده شد. از بین تمامی مدل های هم دمایی به کارگرفته شده، مدل لانگمور با ضریب همبستگی 99/0 بهترین تطابق را با داده ها نشان داد. طبق این مدل بیش ترین ظرقیت جذب کادمیم توسط کامپوزیت mg/g12/78 به دست آمد. انرژی جذب با مقدار kJ9/12، توسط مدل دوبینین رادوشکویچ محاسبه شد که نشانگر جذب شیمیایی کادمیم توسط جاذب بود.
    کلیدواژگان: زئولیت، خاکستر بادی آهنی، کامپوزیت، کادمیم، مدل های سینتیکی و هم دمایی
  • حسین امانی*، امیر حسن خواه، فرید طالب نیا صفحات 113-120
    در این پژوهش پنج منبع سلولزی ضایعاتی شامل باگاس نیشکر، کاه گندم، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت خرما برای تولید فراورده ی ارزشمند کربوکسی متیل سلولز (CMC) ارزیابی شدند. همچنین تاثیر غلظت سدیم هیدروکسید روی این منابع در مرحله تشکیل آلکالی سلولز برای رسیدگی به بالاترین DS (درجه استخلاف) بررسی شد. نتیجه های این پژوهش نشان داد بالاترین مقدار DS به ترتیب برابر 71/0، 58/0، 41/0، 67/0 و 54/0 برای باگاس نیشکر، کاه گندم، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت خرما می باشد. همچنین گرانروی محلول 1% وزنی فراورده های CMC در حالت بالاترین DS به ترتیب برابر 84/6، 8 /10، 97/4، 08/4 و 71/7 سانتی پواز برای باگاس نیشکر، کاه گندم، کاه برنج، خاک اره و برگ درخت خرما به دست آمد. برای اثبات تولید CMC ها، پرتو سنجی FT-IR انجام گرفت و با CMC خالص تجاری مقایسه شد. با توجه به این نتیجه های به دست آمده می توان گفت که ضایعات سلولزی کشاورزی می توانند به عنوان منابع مناسبی جهت تولید CMC در انواع صنایع استفاده شوند.
    کلیدواژگان: ضایعات کشاورزی، استخراج سلولز، کربوکسی متیل سلولز، گرانروی
  • سوگند عباسپور، علی اشرفی*، مهدی صالحی، راضیه سهیلی صفحات 121-130
    در این پژوهش، میکروکپسول های اتیل سلولز دارای روغن بزرک به روش امولسیون سازی تبخیر حلال تهیه شدند. میکروکپسول های تهیه شده با هدف ایجاد پوشش خودترمیم شونده درون زمینه پلی اورتان قرار گرفته و بر روی فولاد پوشش داده شدند. به منظور بررسی اثر مقدار میکروکپسول های اتیل سلولز دارای روغن بزرک بر رفتار خودترمیم شوندگی پوشش تولید شده، پوشش پلی اورتان دارای مقدارهای گوناگون از میکروکپسول های تهیه شده، به روش پاشش بر زیرلایه فولاد ساده کربنی اعمال شد. مشخصه یابی هسته میکروکپسول های تهیه شده توسط آزمون FT-IR انجام شد و اندازه ها و شکل میکروکپسول ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM ) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه های میانگین کپسول های تهیه شده در حدود 300 میکرون تعیین شد. عملکرد خودترمیم شوندگی و مقاومت به خوردگی پوشش ها، توسط آزمون های پلاریزاسیون خطی (LP) و امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) بر روی نمونه های با خراش اولیه، انجام شد. نتیجه های بررسی ها نشان داد که در کلیه مقدارهای میکروکپسول، عملکرد خودترمیم شوندگی پوشش ایجاد شده است. افزون بر این، با افزایش مقدار میکروکپسول های اتیل سلولز دارای روغن بزرک در زمینه پلی اورتان، مقاومت به خوردگی پوشش تولید شده افزایش و خاصیت خودترمیم شوندگی نیز بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: پوشش خودترمیم شونده، میکروکپسول اتیل سلولز، روغن بزرک، مقاومت به خوردگی
  • حمیدرضا رودی*، حسین جلالی ترشیزی، اسماعیل رسولی گرمارودی، مجتبی آزاد سروستانی صفحات 131-138
    این پژوهش با هدف مقایسه تاثیر آهاردهی آلکیل کتون دیمر، روزین کاتیونی و روزین صابونی بر ویژگی های کاغذ دارای پرکننده کلسیم کربنات آسیایی انجام شد. بدین منظور ابتدا خمیر کاغذ شیمیایی مکانیکی (CMP) با درجه روانی 25±300 میلی لیتر (CSF) توسط آهارهای آلکیل کتون دیمر، روزین کاتیونی و روزین صابونی در سطوح (0، 5/0، 1 و 5/1 درصد براساس وزن خشک الیاف) تیمار شد. در ادامه، پرکننده معدنی کلسیم کربنات آسیایی و سرانجام پلیمر کمک نگهدارنده اکریل آمید کاتیونی به ترتیب در سطوح ثابت 25 درصد و 3/0 درصد براساس وزن خشک کاغذ به سوسپانسیون الیاف افزوده شد. ساخت کاغذ دست ساز استاندارد با وزن پایه2g/m 3±60 و ارزیابی ویژگی های گوناگون آن مانند جذب آب و ویژگی های مقاومتی و نوری مطابق روش های استاندارد TAPPI انجام گرفت. نتیجه ها نشان داد که آهار روزین کاتیونی در حضور پرکننده های کلسیم کربنات نسبت به عامل های آهار دیگر عملکرد بهتری داشته است. زیرا در ویژگی های به تقریب برابر جذب آب و مقاومت ها، ویژگی های نوری کاغذهای تهیه شده از خمیر آهار شده با روزین کاتیونی به طور معنی داری بیش تر از زمانی است که از آهارهای آلکیل کتون دیمر و روزین صابونی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: عامل آهاردهی، پرکننده، کلسیم کربنات آسیابی، ویژگی های کاغذ، خمیر شیمیایی، مکانیکی
  • نوید بزرگان *، محدثه میری، فرهاد وحیدی نیتا صفحات 139-149
    در پژوهش حاضر، کاربرد نانو سیال آب- آلومینا گاما تا بیش ترین غلظت حجمی %7 در مبدل گرمایی پوسته و لوله در شرایط جریان مغشوش به صورت عددی مطالعه شده است. در ابتدا، رابطه های انتقال گرمای میان نانو سیال به عنوان سیال خنک کننده (سیال لوله) و آب (سیال پوسته) برای محاسبه ضریب انتقال گرما، ضریب انتقال گرمای کلی و توان پمپ کردن نانو سیال استخراج شده اند. در ادامه عملکرد مبدل گرمایی با درنظرگرفتن نانوسیال در قسمت لوله در شرایط جریان درهم بررسی شده است. در بیش تر مقاله های علمی به سودمندی کاربرد نانوسیال در مبدل های گرمایی اشاره شده است اما در این پژوهش نتیجه ها نشان می دهد که افزایش چشمگیری در نرخ انتقال گرمای نانو سیال در جریان درهم دیده نمی شود و بیش ترین نرخ انتقال گرما در غلظت حجمی 026/0 و در حدود %5/4 نسبت به سیال پایه می باشد. همچنین نرخ انتقال گرما با کاربرد نانوسیال با غلظت حجمی بیش از 026/0 رو به کاهش است.
    کلیدواژگان: نانوسیال، غلظت حجمی نانوذره ها، انتقال گرما، مبدل گرمایی لوله و پوسته، جریان
  • فاطمه کریمی زاد گوهری، اکبر شاهسوند صفحات 151-168
    در بیش تر فرایند های مهندسی شیمی پدیده های انتقال جرم و انتقال گرما مشخصه های جدایی ناپذیر فرایندها می باشند. در این پژوهش با استفاده از یک دستگاه آزمایشگاهی، به بررسی تجربی هم زمان این دو پدیده در فرایندهای مهندسی شیمی و تاثیراتی که بر روی هم و بر روی فرایندها می توانند داشته باشند، پرداخته شده است. در این دستگاه وجود پدیده های چگالش و تبخیر، باعث انتقال جرم شده و سرانجام بر ضریب انتقال گرمایی تاثیر می گذارند همچنین وجود انتقال جرم، توزیع دما در پدیده انتقال گرما را تغییر داده و باعث ایجاد تغییر کلی در شار گرمایی می شود. آزمایش های بسیاری با تغییر پارامتر های گوناگون مانند دما و شدت جریان برای هر دو سیال آب و هوا انجام گرفت، که از نتیجه های به دست آمده از این آزمایش ها در بررسی انواع شبکه عصبی مصنوعی و مقایسه عملکرد این شبکه ها با یکدیگر و با نتیجه های به دست آمده از آزمایش ها استفاده شد. از جمله شبکه های عصبی به کار برده شده در این مقاله می توان به شبکه RBF(Radial Basis exact Fit) و شبکه MLP(Multi Layer Perceptron) و شبکه ORN (Optimal Regularization Network) اشاره نمود. بررسی های انجام شده بیانگر این است که شبکه MLP به دلیل نبود امکان برطرف کردن خطا و اغتشاش قادر به پیش بینی مناسب نبوده و شبکه ORN به دلیل دارا بودن مبنای نظری قوی تر و استفاده از روش های پیشرفته ریاضی مانند مقابله عدد دارای عملکرد بهتری است.
    کلیدواژگان: انتقال جرم، انتقال گرما، شبکه عصبی مصنوعی، MLP، RBF، ORN
|
  • Ali Reza Razaghizadeh *, Elham Elahi, Vahdat Rafee Pages 1-8
    In this research, effect of sensitized mulberry pigment Cyanidin on the TiO2 Thin films was studied by Sol-Gel method. Nano structured TiO2 layers on the glass substrate using dip-coating sol-gel method was prepared. After making these layers, they were sensitized with Cyanidin pigments available in Mulberry. Crystal structure and phase of this layer and its morphology was studied by XRD and FE-SEM device. The results of the IR spectrum of TiO2 xerogel and Cyanidin-TiO2 xerogel confirmed bands characteristic of TiO2 while the presence of color was confirmed in structure. The UV-Vis absorption spectrum showed the increase of maximum absorption peak up to 595nm in layers sensitized with Cyanidin, which indicated the interaction between the semiconductor and color.
    Keywords: Nanostructured, TiO2, Dip, coating, Sol, gel, Cyanidin, Manganese
  • Ehsan Kianfar *, Behnam Koohestani Pages 9-19
    In this research, vanadium oxide nanotubes had been synthesized via gelation of V2O5 and ethanol as solvent followed by hydrothermal treatment for one (1) to seven (7) days at 180ºC. The main objective of the study was to produce good quality VOX-NTS at a fastest synthesis. The products obtained were characterized for their morphology and structure in the nanotubes using SEM, TEM, XRD. TG and FT-IR analyses were also used. As exposed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) images, well-developed vanadium oxide nanotubes using hexadecylamine template can be obtained even with just two days duration of hydrothermal treatment, the shortest time achieved yet and reported for the synthesis of VOx. X- ray diffraction patterns showed the low angle reflection peaks which are characteristic for the well-ordered layered structure of the nanotubes. SEM and TEM images also, interestingly, revealed and verified the speculated rolling-up formation mechanism of the vanadium oxide nanotubes. Hence, in this research study, the gelation of the V2O5 and the use of ethanol as a solvent instead of acetone had circumvented the problem of longer duration time of hydrothermal treatment leading to a fast synthesis of VOX-NTS.
    Keywords: Vanadium oxide nanotubes, Sol, gel, Hydrothermal synthesis, Hexadecylamin
  • Mojtaba Amini *, Dina Bahrami Heydarloo, Mojtaba Bagherzadeh Pages 21-29
    In this research, palladium nanoparticles supported on zinc oxide (ZnO) were synthesizedand characterized by various methods such as XRD, SEM and TEM. Then, palladium nanoparticles supported on zinc oxide were used as a catalyst in the Heck coupling reaction. Effects of reaction temperature, nature of used base and solvent effect on the coupling reactions were also studied. In final, a further set of experiments were carried out to check the reusability of the Pd/ZnO
    for the Heck reaction. High efficiency without adding any additive makes this catalytic system as a useful and attractive method for carbon-carbon Heck coupling reaction.
    Keywords: Nanoparticle, Palladium, ZnO, Heck reaction
  • Mohammad Javad Taghizadeh *, Abdollah Javidan, Omid Hosseinchi Pages 31-40
    Normally for the oxidation of sulfide group thioacetamide and turn it into a target drug (modafinil) of 33% hydrogen peroxide in the presence of glacial acetic acid oxidizing agent is used which is carried out within 4 hours. In this work, new nano-catalyst VO3-/ NH3+SiO2/Fe3O4 were prepared and characterized for the oxidation of sulfide to sulfoxide in the presence of molar quantities of H2O2. The results show an increase in the efficiency of the final product and reduce the reaction time is about 45 minutes. The new proposed catalyst for possessing magnetic properties after the sulfoxidation, by external magnetic fields (magnets) easily removed from the reaction flask and rewashed was used in the reaction. The catalyst provided by techniques of IR, BET, SEM, VSM and XRD were identified.
    Keywords: Oxidation, Sulfide, Modafinil, Diphenyl methyl sulfonyl acetamide, Nano, catalysts, VO3, NH3+, SiO2, Fe3O4
  • Ali Akbari Chober, Seyed Mahdi Alavi Amlashi * Pages 41-52
    In this work the performance of titania and zirconia supported vanadium(v) oxide catalyst in the reaction of phthalic anhydride production by selective oxidation of o-xylene was investigated. For this purpose three catalyst samples with active phase of 4, 7 and 10 wt% on a Zro2 and one sample with active phase 7 wt% on a TiO2 were prepared byimpregnationmethod.To determine the characteristics of samples, a number of experiments such as BET, XRD, SEM were done. Moreover, catalyst testingin a fixed bed reactor was carried out in the low temperature range (310-410°C) and high (450-550°C) and space velocities (1000,2000h-1) in order to evaluate activity and selectivity to phthalic anhydride. Zirconia supported catalyst with active phase of 7 wt% showed high selectivity to phthalic anhydride. Comparison between two supports shows that sample V2O5/TiO2at a temperature range 310-410°C and V2O5/ZrO2 in 450-550°C had the most selectivity to phthalic anhydride. The 48 h stability test approved that the selectivity to PA for ZrO2 supported catalyst remained approximately stable.
    Keywords: Selective oxidation, Phthalic anhydride, Vanadium(V) oxide, Zirconium dioxide, Catalyst performance
  • Gholamreza Moradi *, Hamed Hemmati, Gholamreza Abbasi Pages 53-62
    In this study, using water solvent, promoted Nano-catalyst containing 3,5 and 7% Wt. Ni prepared by wet impregnation and are provided for dry reforming of methane. Dealumination and desilication are performed by nitric acid and NaOH respectively. Dealumination process supported zeolite leads to increase of Si/Al ratio and desilication process leads to decrease the ratio.In dealumination process, the more concentrated acid for washing zeolite and lesser temperature of dealumination leads to more production of methane and CO2 as well as higher H2/CO ratio. However, the desilication process degrades activity and reduces percentage of methane and CO2 conversions. The sample 5% Wt. Ni prepared by more acid concentration and lower temperature of dealumination supported zeolite had the most activity and stability in comparison to unmodified catalyst and desilication supported zeolite.
    Keywords: Catalyst, Dry reforming of methane, Dealumination, Desilication, Ni, ZSM, 5
  • Maryam Akbari, Shahram Ghanbari Pakdehi *, Mostafa Ghorbani Pages 63-71
    Production ofdimethyl amino ethanol (DMAE) and effective parameters on efficiency and purity of the chemical were studied in this article. Dimethylation of ethanol amine using aqueous formaldehyde in the presence of formic acid was applied for production of DMAE. Results showed that four parameters such as outlet temperature of CO2 gas, reflux temperature, reflux time and extraction solvent were effective parameters. The best efficiency and purity were obtained under temperature of CO2 gas as 70 oC, reflux temperature as 100 oC and reflux time as 6 hours. Dichloromethane was selected as the best solvent for extraction process. Under those optimized conditions, production efficiency and purity were obtained as 70% and 98.5%, respectively.
    Keywords: Dimethyl amino ethanol, Eschweiler, Clarke mechanism, Methylation, Lab scale, Effective parameters
  • Zahra Fallah, Majid Taghizadeh *, Davood Ghoddocynezhad Pages 73-91
    Vanadium is a metal which is used in ferrous and nonferrous alloys due to its physical properties such as tensile strength and hardness. In this study, the combined salt roasting and acid leaching processes was used for the extraction of vanadium from the Saghand iron ore. Firstly, the ore and sodium carbonate were mixed and placed in a high temperature furnace during the roasting process, and then the leaching operation was carried out by sulfuric acid. Factors affecting the processes such as temperature and time of roasting procces, acid concentration, leaching temperature, time and liquid to solid ratio were studied and their optimum values were obtained. According to the results, under roasting salt with 50 wt.%, temperature of 1000 °C, and a time of 1 h and for conditions of acid leaching with a concentration of 15%(v/v) sulfuric acid, temperature of 90 °C, the time of 4 h, and the ratio of liquid to solid of 15 mL/g, leaching efficiency of vanadium was approximately 80%.
    Keywords: Vanadium, Salt roasting, Acid leaching, Sodium carbonate, Sulfuric acid
  • Mehdi Hajsardar, Seyed Mehdi Borghei *, Amir Hesam Hasani, Afshin Takdastan Pages 83-97
    Nitrogen removal in Sequencing Batch Reactor (SBR) was studied. No external carbon source was added to the reactor. Step feeding process with an influent flow distribution was carried out to evaluate nitrogen removal from synthetic wastewater. Complete nitrification and denitrification were promoted while the reactor operated under Carbon/Nitrogen (C/N) ratio of 12.5 and Hydraulic Retention Time (HRT) of 1.47 d. The probabilities of values (p-value) of the results (0.31, 0.27 and 0.27) were used to test normal data distribution. Furthermore, P-values of the results were utilized in the analysis of variance and it was found that the results of the reactor operation with two times of carbon source addition, which had the best nitrogen removal efficiency, were significantly different. Generally, the reactor was operated at six different loading rates including 3 OLRs and 3 NLRs. The results showed that nitrogen removal efficiency of 91% could be achieved in SBR with two times of internal carbon source addition. The effluent concentrations of nitrogen compounds during the operation at different NLRs were below the standard levels.
    Keywords: Synthetic wastewater, Nitrification, Denitrification, Nitrogen, Internal carbon source, SBR
  • Zahra Ahali Abadeh, Mehdi Irannajad * Pages 99-111
    One of the most important environmental problems has become heavy metal pollution. Cadmium (II) has known as a toxic element and can cause a major problem to human health. Zeolites are known as a good adsorbent for removal of heavy metals. Solid waste of steel industry such as fly ashes of the furnaces can be used as a low-cost and available co-adsorbent.In this study the composite of zeolite-iron fly ash was synthetized to remove Cd (II) from aqueous solution. The effect of operation conditions including adsorbents dosage, contact time, pH and concentration were studied in batch system. The optimum adsorbents dosage was 40% iron dusts – 60% zeolite and 40 min was the best contact time with 73/4 mg/g Cd2 capacity of adsorption. pH =5.5 was selected as an optimum pH. The results of the experiments were evaluated by kinetic models (Pseudo-first order, Pseudo-second order, intraparticle diffusion) and isotherm models (3 and 2 parameters).The kinetic data of Cd ions were well described with Pseudo-second order and equilibrium data were obeyed Langmuire isotherm model, by R2=0/999.the maximum monolayer sorption capacities of Cd were estimated to be 78/12 mg/g. E=12/9 kJ was achieved by D-R model that indicated the chemical sorption.
    Keywords: Zeolite, Iron fly ash, Composite, Cadmium, Kinetics, isotherm models
  • Hossein Amani *, Hasankhah Amir, Farid Talebnia Pages 113-120
    In this research, some agricultural wastes such as sugarcane bagasse, rice straw, wheat straw, sawdust and leaves of palm tree for production of CarboxyMethyl Cellulose (CMC) are investigated. Also, the effect of NaOH on these sources to obtain the maximum Degree of Substitutions (DS) was studied. The results showed that the maximum DSs were 0.71, 0.58, 0.41, 0.67, and 0.54 for sugarcane bagasse, rice straw, wheat straw, sawdust, and leaves of palm tree, respectively. Also at this condition, viscosity of produced CMCs ( 1 % w/w ) were measured 6.84, 10.8, 4.97, 4.08, and 7.71 cp for sugarcane bagasse, rice straw, wheat straw, sawdust, and leaves of palm tree at, respectively. To confirm the Carboxymethyl Cellulose production, the FT-IR of commercially obtained purified CMC and CMCs of this study were compared. According to our work, these results suggest that the agricultural wastes are appropriate candidates for production of CMC in different industries.
    Keywords: Agricultural waste, Cellulose extraction, Carboxymethyl cellulose, Viscosity
  • Sogand Abbaspour, Ali Ashrafi *, Mehdi Salehi, Razieh Soheili Pages 121-130
    In this study, Ethyl Cellulose (EC) microcapsules containing linseed oil have been prepared by emulsion-solvent evaporation method. The prepared microcapsules were then embedded in polyurethane (PU) paint to develop self-healing coatings and applied on steel substrate. In order to determine the effect of amount of EC microcapsules containing linseed oil on self-healing performance of the produced coating, PU-based coatings with various amount of prepared microcapsules were applied on plain carbon steel via spray method. The characterization of microcapsules core material was investigated by FT-IR spectroscopy and their shape and size were determined by Scanning Electron Microscope (SEM). The average diameter of microcapsules was obtained around 300 microns. The self-healing performance and corrosion resistance of the coatings were evaluated on samples with initial scratches on them, using Linear Polarization (LP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) tests. Results obtained revealed that, coatings containing microcapsules showed self-healing performance. Moreover, corrosion resistance of the self-healing coatings increased with increasing amount of EC microcapsules containing linseed oil and self-healing properties improved as well.
    Keywords: Self, healing coating, Ethyl cellulose microcapsule, Linseed oil, Corrosion resistance
  • Hamidreza Rudi *, Hossein Jalali Torshizi, Esmaeil Rasooly Garmaroudi, Mojtaba Azad Sarvestani Pages 131-138
    This research was targeted to compare the effect of Alkyl Ketene Dimer (AKD), cationic rosin and soap rosin sizing agents on the properties of papers containing Ground Calcium Carbonate (GCC) fillers. Therefore, treatment of ChemiMechanical Pulp (CMP) with 300±25 mL. CSF was firstly conducted by applying sizing agents AKD, cationic rosin and soap rosin at levels of 0, 0.5, 1 and 1.5 percent based on O.D. fiber weight. Afterwards, GCC mineral fillers and finally CPAM retention aid were added to the pulp suspension respectively at constant level of (25%) and (0.3%) based on OD weight of papers. Then, fabrication of standard hand sheets with 60±3 g/m2 basis weightand evaluation of its different properties including: water absorbency, strengths and optical characteristics was done according to the TAPPI standard methods. The results have shown that cationic rosin was more effective than other sizing agents in the presence of GCC filler. Since in roughly equal water absorbency and strengths, papers made from pulps treated with cationic rosin were detected meaningful higher optical properties than that of papers sized with AKD and soap rosin sizing agents.
    Keywords: Sizing agent, Filler, Ground Calcium Carbonate (GCC), Paper properties, ChemiMechanical Pulp (CMP)
  • Navid Bozorgan *, Mohadeseh Miri, Farhad Vahidinia Pages 139-149
    In the present paper, the application of gamma-alumina/water nanofluid with volumetric concentrations up to7% has been numerically studied in a shell and tube heat exchanger under turbulent flow conditions. At first, the heat transfer relations between nanofluid as coolant (tubeside fluid) and water (shellside fluid) have been obtained to calculate the heat transfer coefficient, overall heat transfer coefficient and pumping power of nanofluid. Subsequently, the heat exchanger performance is evaluated considering nanofluid circulating through the tubes under turbulent flow conditions. Most published scientific research papers have pointed to the usefulness of using nanofluids in the heat exchangers but in this study, the results indicate that no abnormal heat transfer enhancement is occurred in turbulent flow. ϕ=0.026 is the optimum value of particle for maximum heat transfer rate about 4.5% over the base fluid.
    Keywords: Nanofluid, Particle volume fraction, Heat transfer, Shell, tube heat exchanger, Turbulent flow
  • Fatemeh Karimi Zad Gohari, Akbar Shahsavand Pages 151-168
    In most of the chemical engineering processes, the phenomena of mass and heat transfer are among their inseparable parts. In the present paper, simultaneous heat and mass transfer has been studied experimentally by a laboratory set up. In this apparatus, the existence of condensation and evaporation created due to heat transfer causes mass transfer and finally influences the coefficient of heat transfer. Also, mass transfer changes heat distribution in heat transfer phenomena that causes total change in heat flux. Thus, in this apparatus, some experiments have been carried out through changing different parameters such as temperature and flow rate for two fluids, water and air. Also in this paper, it is tried to compare the function of these systems on each other and the results acquired from the experiments as well as the capacity of these systems in analyzing the results were studied through artificial neural network. From among the neural networks used in this paper, we may refer to RBF, MLP, and ORN networks. The studies indicate that MLP network is not able to predict properly due to lack of any facility for noise filtration and ORN network has the best function due to having stronger theoretical basis and employing more advanced mathematical techniques such as CV.
    Keywords: Mass transfer, Heat transfer, Artificial Neural Network, MLP, RBF, ORN