فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و ششم شماره 3 (پیاپی 85، پاییز 1396)
  • سال سی و ششم شماره 3 (پیاپی 85، پاییز 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/09/30
  • تعداد عناوین: 20
|
  • مروری
  • مظفر مختاری موتمنی شیروان، محمدحسین نوید فامیلی* صفحات 1-20
    در دو روش رایج برای تولید اسفنج های بسپاری، از عامل های اسفنج ساز شیمیایی و فیزیکی استفاده می شود. عامل اسفنج ساز فیزیکی در فشار و دمای بالاتر از شرایط بحرانی آن، تا حدی در بسپار حل شده و در اثر ایجاد افت فشار سریع یا افزایش دما در مخلوط، طی سه مرحله هسته گذاری، رشد و به هم پیوستگی، ساختار اسفنج شکل می گیرد. در مرحله هسته گذاری، در اثر ایجاد فراسیر شدگی، ناپایداری ترمودینامیکی در مخلوط ایجاد شده که موجب تمایل مولکول های حلال برای انتقال فازی از حالت فوق بحرانی به حالت گاز در جهت کاهش ناپایداری می شود. با غلبه بر سدی از انرژی، انرژی آزاد سامانه کاهش یافته و هسته های پایداری از مولکول های گاز در حجم های آزاد بین زنجیرهای بسپارشکل می گیرند. با نفوذ مولکول های گاز به درون هسته ها، رشد و به هم پیوستگی آن ها رخ می دهد که سرانجام رشد متوقف شده و ساختار اسفنج تثبیت می شود. با افزایش بازده مرحله هسته گذاری، تعداد هسته های پایدار بیش تری ایجاد شده و میزان رشد و به هم پیوستگی آنها نیز کاهش می یابد. بنابراین پیش بینی میزان سته گذاری عاملی مهم در کنترل ساختار اسفنج های گرمانرم بوده و بررسی مرحله هسته گذاری به کمک نظریه های هسته گذاری انجام پذیر است. نظریه کلاسیک هسته گذاری روش اصلی و اولیه بررسی پدیده هسته گذاری در اسفنج های گرمانرم بوده که به دلیل ناهمخوانی مناسب نتیجه های آن با نتیجه های آزمایشگاهی، اصلاحاتی بر روی آن آنجام شده است. همچنین نظریه های رقیب دیگری همچون نظریه های عاملیت چگالی و میدان خودسازگار نیز به وجود آمده اند. هدف اصلی این مقاله مروری، بررسی جامع نظریه کلاسیک هسته گذاری و اصلاحات آن و بررسی اجمالی دیگر نظریه ها در اسفنج های گرمانرم است.
    کلیدواژگان: اسفنج های گرمانرم، هسته گذاری، نظریه کلاسیک هسته گذاری، انتقال فازی درجه اول، چگالی سلولی
  • علمی-پژوهشی
  • رویا زاهدی، فرامرز افشار طارمی*، رقیه جم جاه صفحات 21-39
    در این پژوهش، پنج ترکیب اتری با تعداد گروه های متوکسی گوناگون از طریق واکنش ویلیامسون سنتز شدند. این ترکی ب های اتری به وسیله فناوری های 1HNMR، 13CNMR و FT-IR شناسایی شدند و سپس به عنوان الکترون دهنده های بیرونی برای پلیمریزاسیون پروپیلن با کاتالیست زیگلر ناتا برای مقایسه با سیکلوهگزیل متیل دی متوکسی سیلان و دی سیکلو پنتیل دی متوکسی سیلان به کار برده شدند. پلیمریزاسیون پروپیلن با استفاده از کاتالیستزیگلر ناتا بر پایه منیزیم دی کلرید (4TiCl/ID/2MgCl) شامل الکترون دهنده ی درونی از نوع فتالات، در حضور کمک کاتالیست آلومینیم تری اتیل و هیدروژن با الکترون دهنده های بیرونی، برای مقایسه ی تاثیر ترکیب های اتری و سیلانی بر خواص پلی پروپیلن انجام شد. نقش این ترکیب های اتری و آلکوکسی سیلان های صنعتی روی ویژگی های پلی پروپیلن با استفاده از روش انحلال پذیری در اورتوزایلن، شاخص جریان مذاب و گرماسنجی پویشی تفاضلی مطالعه شد. میزان تولید، بلورینگی و ایزوتاکتیسیته ی پلی پروپیلن به دست آمده، به وسیله الکترون دهنده های بیرونی تاثیر می پذیرند.همچنین ساختار کاتالیست صنعتی زیگلر – ناتا و پلی پروپیلن های تولید شده با این کاتالیست در حضور الکترون دهنده های بیرونی گوناگون، به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) تعیین شدند.
    کلیدواژگان: پلی پروپیلن، کاتالیست های زیگلر، ناتا، الکترون دهنده های بیرونی، واکنش ویلیامسون
  • علیرضا کریمی*، مرضیه کریمی صفحات 41-48
    در این پژوهش مشتق های نواز فلز فتالوسیانین های دارای گروه های 4،2،1- تری آزین سنتز شده است. ابتدا ترکیب 4،2،1- تری آزین، از واکنش چند جزئی 1،2-دی کتون، 4- هیدروکسی بنز هیدرازید و آمونیوم استات با استفاده از کاتالیزگر پارا تولوئن سولفونیک اسید تهیه شد. سپس ترکیب به دست آمده با 4 نیترو فتالونیتریل در حضور پتاسیم کربنات واکنش داده شد، از واکنش سیکلو تترامری شدن این مشتق فتالونیتریلی نو در حلال DMAE (دی متیل آمینو اتانول) و در حضور کاتیون های فلزی گوناگون Zn ، Niو Cu و کاتالیزگر DBU(1،8 دی آزا بی سیکلو ان دک 7 ان ) در شرایط بازروانی، مشتق های فتالوسیانین مربوطه با گروه های 4،2،1- تری آزینی در موقعیت پیرامونی سنتز شدند و جذب UV-Vis آن ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین این ترکیب ها با استفاده ازFT-IR،1H-NMR، MALDI-TOF- MS،UV-Vis و TGA مورد شناسایی قرار گرفتند. رفتار تجمع پذیری این کمپلکس ها در حلال های دی متیل سولفوکساید، دی متیل فرمامید، کلروفرم و تترا هیدروفوران مورد بررسی قرار گرفت. فتالوسیانین I (تترا کیس-]4-(5،6-دی فنیل-1،2،4-تری آزین-3-ایل) فنوکسی[- فتالوسیانینات روی((II) در تمام حلال های مورد بحث، رفتار مونومریک از خود نشان داد. همچنین تاثیر دما بر جذب در ناحیه Q- band در کمپلکس I در حلال DMF (غلظت 5-10×5) در سه دمای 25، 50 و 80 درجه سلسیوس بررسی شد.
    کلیدواژگان: فتالونیتریل، 4، 2، 1- تری آزین، تجمع پذیری، فلز-فتالوسیانین های محلول
  • الهام ترابی فرخانی، مهرداد پورایوبی*، پاول وی، اندرو، اکاترینا اس، شگراوینا صفحات 49-59
    سطح های هیرشفلد و نمودار اثر انگشت دو بعدی برای تحلیل برهم کنش های بین مولکولی استفاده می شود. در این پژوهش سنتز، ساختار بلوری و برهم کنش های بین مولکولی ترکیب جدید{[(cyclo-C6H11)N(CH3)]P(S)[NC4H8O]2}2.CH3OHبررسی می شود. واحد بی تقارن این ترکیب شامل دو مولکولفسفروتیوئیک تری آمید مستقل و یک مولکول حلال متانول است. محیط اطراف اتم فسفر به صورت چهار وجهی انحراف یافته با زاویه های پیوندی بیشینه برای یکی از زاویه های N—P═S و زاویه پیوندی کمینه مربوط به یکی از زاویه هایN—P—N می باشد. از شش اتم نیتروژن در دو مولکول فسفروتیوئیک تری آمید محیط اطراف چهار اتم نیتروژن به صورت غیر مسطح دیده می شوند و دو اتم دیگر به تقریب حالت مسطح را نشان می دهند. سطح های هیرشفلد و نمودار اثر انگشت دو بعدی برآمده از برهم کنش های بین مولکولی با استفاده از برنامه کریستال اکسپلورر ایجادمی شود که برای آن از پوشه داده های بلورنگاری به عنوان ورودی به نرم افزار استفاده می شود. بررسی ها نشان می دهد که برهم کنش های H···H مربوط به دو مولکول مستقل فسفروتیوئیک تری آمید دارای سهمی به میزان 3/78% و 7/77% از برهم کنش های کل مربوط به این مولکول ها می باشد. برهم کنش C—H···O در یکی از مولکول های فسفروتیوئیک تری آمید و برهم کنش C—H···S═Pدر مولکول دیگر، برهم کنش های شاخص هستند که در سطوح هیرشفلد با ناحیه قرمز مشخص می شوند. شناسایی ترکیب با استفاده از طیف سنجی فروسرخ و رزونانس مغناطیسی هسته (برای هسته های هیدروژن، کربن و فسفر) و طیف بینی جرمی انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: تیوفسفرآمید، سطح هیرشفلد، ساختار بلوری، رزونانس مغناطیسی هسته
  • محمد قدیری *، خدیجه میرزا، محمد حقیقی صفحات 61-72
    سنتز موفقیت آمیز غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات SAPO-34 با استفاده از روش هیدروترمال و استفاده از آلومینیوم کلرید به عنوان منبع آلومینیوم و دی اتیل آمین به عنوان الگوساز انجام گرفت و اثر مقدار الگوساز (موثر بر میزان pH مخلوط پیش ماده) و دما و زمان کریستالیزاسیون بر سنتز ساختار چابازیت (SAPO-34) بررسی شد. نمونه ها توسط آنالیزهای XRD، FT-IR، FESEM و TEM شناسایی شدند. مطابق آنالیز XRD، مشخص شد با کاهش مقدار الگوساز و دمای کریستالیزاسیون تشکیل فاز چابازیت کاهش می یابد. اندازه بلور های نانوکاتالیست SAPO-34 توسط رابطه شرر محاسبه شد که برابر با 36-45 نانومتر می باشد. بلورینگی، اندازه بلور و خلوص نمونه ها با هم مقایسه شد. اندازه بلور با افزایش مقدار الگوساز و در زمان کریستالیزاسیون 26 ساعت افزایش می یابد. همچنین، ثابت شد شرایط سنتز تاثیر به سزایی بر مورفولوژی کاتالیست های SAPO-34 دارد. به طوری که، نتیجه های به دست آمده از آنالیز FESEM نشان دادند که سنتز کاتالیست SAPO-34 در مقدارهای بیش تر از الگوساز، موجب تولید ذره هایی با ریخت شناسی کروی می شود.
    کلیدواژگان: نانوبلور SAPO-34، هیدروترمال، pH، زمان کریستالیزاسیون، دما، آلومینیوم کلرید
  • علی رستمی، شهرام شریف نیا *، نگین مرادی صفحات 73-82
    در این پژوهش، نانوذره های روی اکسید، تیتانیم دی اکسید و بوهمیت از طریق اصلاح شیمی سطح با ترکیب های آلی به نانو ساختارهای ابر آب گریز تبدیل شدند. ایجاد گروه های عاملی جدید از طریق واکنش با اولئیک اسید به تنهایی نتیجه های رضایت بخشی نشان نمی دهد درنتیجه در این مطالعه روغن اولئیک اسید به ترکیب های فعال تری تبدیل شد. سپس بر روی سطح نانوذره های آرایش داده شد. در این پژوهش معرف آب گریز کننده N-تری اتوکسی سایلیل پروپیل اولئامید (N-TESPO) با استفاده از اصلاح شیمایی اولئیک اسید سنتز شد که به آسانی می تواند انواع نانوذره های اکسیدی را عامل دار و ابر آب گریز کند. این معرف در یک واکنش دو مرحله ای از اولئیک اسید به دست می آید. به منظور شناسایی ویژگی های نانوذره های ابر آب گریز سنتز شده توسط روش اصلاح شیمی سطح، از تست زاویه تماس آب ،SEM و FT-IR استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که زاویه تماس سطح پوشانده شده با نانوذره های اصلاح شده روی اکسید ، تیتانیم دی اکسید و بوهمیت به ترتیب 158 و 163 و 161 درجه است که نشان دهنده ی خاصیت ابر آب گریزی این نانوذره ها می باشد.
    کلیدواژگان: نانوذره ها، ابر آب گریز، اصلاح شیمی سطح، روی اکسید، تیتانیم دی اکسید، بوهمیت
  • مهرنوش شه دوست خانی، ژیلا آزاد *، کاظم کارگشا صفحات 83-91
    در این پژوهش، عملکرد کمپلکس های آهن(III) و کبالت(II)استیل استونیت در حلال های آلی از جمله دی کلرومتان، تولوئن و کربن تتراکلرید در شرایط گوناگون، با استفاده از روش های اسپکتروفلوریمتری و اسپکترومتری فرابنفش- مرئی مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی های کیفی بر اساس میزان کاهش شدت فلوئورسانس حلال خالص، با افزودن غلظت های گوناگون از کمپلکس پایه گذاری شدند. تغییرهای شدت پیک های نشری فلوئورسانس در چندین طول موج برانگیختگی، بر روی محلول هایی در بازه ی غلظتی3-10 تا10-10 مول بر لیتر از کمپلکس در حلال های آلی بررسی شدند و از محلول های تهیه شده در حلال تولوئن، به دلیل ثبت پیک های مناسب تر برای مطالعه های بیش تر استفاده شد. عامل موثر بر شدت نشر فلوئورسانس حلال خالص، در ناحیه 306 نانومتر با طول موج برانگیختگی 250 نانومتر، نوع و میزان غلظت کمپلکس در حلال بوده و بر اساس آن افزایش و کاهش در شدت نشر حلال خالص دیده شد. طیف جذبی این محلول ها نیز، ارتباط مستقیم افزایش شدت جذب نور با افزایش در غلظت کمپلکس، با توجه به حذف میزان جذب حلال خالص در محلول های تهیه شده را نشان داد. همچنین بررسی های انجام شده در مورد زمان پایداری و محیط نگهداری برخی از محلول ها، نشان دهنده ی تاثیر این عامل ها بر روی شدت پیک ها بود. بنابراین بر اساس طیف های به دست آمده بر مبنای اثر غلظت کمپلکس بر روی شدت نشر فلوئورسانس حلال، می توان از اثر خاموش کنندگی این نوع کمپلکس ها و عملکرد متغیر آن ها در شرایط گوناگون، در زمینه ی مطالعه های مربوط به ویژگی های این نوع کمپلکس ها و اندازه گیری های کمی فلزهای واسطه در نمونه های حقیقی کمک گرفت.
    کلیدواژگان: کبالت (II) استیل استونیت، آهن (III) استیل استونیت، اسپکتروفلوریمتری، اسپکترومتری فرابنفش - مرئی، اثر خاموش کنندگی
  • معصومه نبی تیر، سید فواد آقامیری*، محمدرضا طلایی خوزانی صفحات 93-102
    از نانولوله های کربنی به عنوان حامل بسیاری از داروهای گوناگون استفاده می شود. زیست سازگار نبودن، تجمع و نبود پراکندگی مناسب از جمله عیب های نانولوله های کربنی در کاربردهای دارورسانی می باشد.در این پژوهش تجمع نانولوله های کربنی چند دیواره به عنوان حامل داروی ضد سرطان کوئرستین پس از اصلاح با پلیمر زیست سازگار کیتوسان و بارگیری دارو بررسی شده است. ابتدا داروی کوئرستین روی نانولوله ی اصلاح شده با کیتوسان بارگیری شد و پس از مشخصه سازی توسط آزمون های SEM و FT-IR، تجمع نانولوله های اصلاح شده و بارگیری شده با طیف گسترده مرئی فرابنفش در بازه ی 200 تا 800 نانومتر و دستگاه کدورت سنج بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که تجمع نانولوله کربنی اصلاح شده نسبت به نانولوله کربنی بهبود یافته اما در اثر بارگیری دارو این پراکندگی کاهش می یابد. میزان کدورت نانولوله اصلاح شده با کیتوسان NTU 29/17 و برای نانولوله خام NTU 12/11 است. پراکندگی محلول های سوسپانسیون تولید شده از نانولوله اصلاح شده با کیتوسان برای مدت 24 ساعت به نسبت پایدار می باشد.
    کلیدواژگان: تجمع، نانولوله کربنی، دارورسانی، کوئرستین، کیتوسان
  • سمیه مشهدی، حسین مردانی تودشکی، محمد علی مرادی * صفحات 103-113
    در این پژوهش، نانوالیاف با استفاده از الکتروریسی محلول پلی استایرن در حلال DMF / THF تولید شد. پارامترهای مهم مانند ولتاژ، فاصله بین تزریق و جمع کننده، سرعت تزریق، غلظت پلی استایرن و سرعت چرخش جمع کننده در روش الکتروریسی بهینه سازی شد. نتیجه ها نشان داد که در بازه ی معین، با افزایش ولتاژ، فاصله الکتروریسی زیاد، شدت جریان تزریق پایین و سرعت بالای جمع کننده، نانو الیافی دارای ساختار زنجیری منظم و قطر کم تر به دست می آید. در شرایط بهینه، الیاف پلی استایرنی دارای قطر میانگین nm 102-70 بودند. جاذب پلی استایرن با دی تیزون اصلاح شد. با انتخاب بهترین شرایط، نانو الیاف پلی استایرن اصلاح شده با قطر میانگین nm 126-73 تولید شد. نانوالیاف پلی استایرنی تولید شده، برای پیش تغلیظ مس در نمونه پساب مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای اثرگذار در استخراج همانند مقدار جاذب، pH، نوع و حجم حلال شوینده و مقدار نمک، به روش تک متغیره بررسی و بهینه شد. با توجه به نتیجه ها، شرایط بهینه عبارتند از: مقدار فاز جامد:g 006/0، 7pH=، حلال شوینده: محلول استونیتریل با حجمmL 7/0، نمک پتاسیم نیترات g3/1. این روش روی نمونه های حقیقی استفاده شد و نتیجه های خوبی به دست آمد. فاکتور تغلیظ بالا و حد تشخیص خیلی خوب این روش از جمله نکته های برجسته آن می باشد.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، نانو الیاف، پلی استایرن، اصلاحگر، مس، استخراج فاز جامد
  • منا عیدی زاده، احمد آذری * صفحات 115-124
    هدف از انجام این پژوهش، بهینه سازی فرایند جذب سطحی هم زمان برای حذف کروم (III) و مس (II) با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی بوده است. از کیتوزان میگویی به عنوان جاذب در این مطالعه استفاده شده است. آزمایش ها جذب به صورت ناپیوسته انجام شد. تاثیر پنج پارامتر شامل مقدار جاذب، زمان تماس، pH در چهار سطح گوناگون و غلظت اولیه یون فلزی و دما در سه سطح گوناگون در فرایند جذب سطحی هم زمان بررسی شد. در بین این پارامترها، بیش ترین تاثیر مربوط به پارامتر مقدار جاذب و کم ترین اثر مربوط به دما بوده است. طبق نتیجه های این پژوهش، بیشینه حذف هم زمان کروم و مس از محلول آبی ppm 20 توسطg 16/0 کیتوزان در محیط اسیدی 4 ودر زمان تماس 90 دقیقه بوده است، که درصد جذب برای کروم 04/86% و مس 06/79% به دست آمد. سینتیک جذب هم زمان یون های فلزی با مدل شبه درجه دوم توصیف شد که با معادله هم دمایی فروندلیچ متناسب بوده است.
    کلیدواژگان: کیتوزان، جذب سطحی، همدمای جذب، کروم و مس، پساب سنتزی، تاگوچی
  • جواد عبدی، وحید محبی *، رضا مسیبی بهبهانی صفحات 125-131
    در این پژوهش آزمایش ها برای حلالیت متان در آب خالص بین دماهای 15/275 تا 15/300 کلوین و فشارهای 20، 30 و 40 بار و در محلول های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید به ترتیب با غلظت های 529/0، 092/1 و 692/1 مولال و 325/0، 670/0 و 039/1 مولال، بین دماهای 15/275 تا 15/290 کلوین و فشارهای 20 و 30 بار انجام شدند. همچنین حلالیت اتان در آب خالص بین دماهای 15/274 تا 15/282 کلوین و فشارهای 2، 4 و 6 بار و در محلول نمکی سدیم کلرید با غلظت های 901/1 و 020/3 مولال بین دماهای 15/273 تا 15/278کلوین و فشارهای 4 و 8 بار و در محلول نمکی منیزیم کلرید با غلظت های 325/0 و 791/0 مولال بین دماهای 15/279 تا 15/285 کلوین و فشارهای 4 و 8 بار بررسی شد. از مدل های ترمودینامیکی دووان و همکاران و مائو و همکاران نیز برای محاسبه حلالیت گازهای متان و اتان در محلول های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید استفاده شد می توانگفتکه مدل های ترمودینامیکی ارایهشده تطابقپذیری به نسبت خوبیرا بانتیجه های آزمایشگاهی نشاندادند.
    کلیدواژگان: حلالیت گازها، متان، اتان، کلرید سدیم، کلرید منیزیم
  • رویا مجیدی *، خدیجه منصوری صفحات 133-141
    جذب و جداسازی اکسیژن و نیتروژن توسط نانومخروط کربنی °240 بررسی شده و نتیجه ها با نانولوله کربنی تک دیواره (10و10) مقایسه شد. مقدار جذب گازها در دما و فشارهای گوناگون با استفاده از روش دینامیک مولکولی محاسبه شد. نتیجه های شبیه سازی ها نشان می دهند که گازها در سطح خارجی و فضای خالی درونی نانومخلوط و نانولوله کربنی جذب شده اند. مقدار گاز جذب شده، با افزایش فشار افزایش یافته و سرانجام به شرایط اشباع رسیده است. در هر دو ساختار، گاز اکسیژن بیش از گاز نیتروژن جذب شده است. ب اکاهش دما مقدار گاز جذب شده در شرایط اشباع و ظرفیت ذخیره سازی وزنی کاهش یافته است. همچنین نتیجه ها بیانگر است که ظرفیت جذب و توان جداسازی نانومخروط کربنی نسبت به نانولوله کربنی بالاتر است. بنابراین نانومخلوط های کربنی کاندیدای مناسبی برای ذخیره و جداسازی اکسیژن موجود در هوا هستند.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، نانومخروط کربنی، نانولوله کربنی، هنگرد NVT، تفکیک گاز
  • سعید بابایی * صفحات 143-149
    پیشرانه های جامد مرکب دارای ذره های آلومینیوم (Al)، ‏آمونیوم پرکلرات (AP)‏ و رزین‏ گلسیدیل آزید پلیمر (GAP) به عنوان پیشرانه های پرانرژی در انواعگوناگون ‏موشک ها و راکت ها به کار می روند.‏ انتخاب اندازه ذره ها و نوع دانه بندی در فرمولاسیون پیشرانه ها، با تغییر در گرانروی و ویژگی های رئولوژیکی خمیر پیشران،بر ویژگی های مکانیکی و عملکردی فراورده ی پایانی تاثیر به سزایی دارد. در این مقاله افزون بر معرفی کلاس های گوناگون پیشرانه با دانه بندی های گوناگون، نمونه های پیشرانه جامد مرکب Al-AP/GAP تهیه و ضمن مقایسه ویژگی های آن ها، پیشرانه با کلاس بهینه معرفی شد. نتیجه ها نشان داد که بهترین ویژگی مکانیکی مربوط به پیشرانه دارای سه نوع دانه بندی گوناگون از AP (20، 100 و 250 میکرون) بوده است. ویژگی های مکانیکی این نمونهدر شرایط بهینه با مدول یانگ 4/16 مگاپاسکال (MP)، تنش تسلیم MP 49/0، کرنش تسلیم 12%، تنش در شکست MP0/2، کرنش در شکست 20%، چقرمگی 3kJ/m 8/28 و سختی Shore A 64 به دست آمد.
    کلیدواژگان: پیشرانه جامد مرکب، آمونیوم پرکلرات، گلسیدیل آزید پلیمر، دانه بندی، ویژگی های مکانیکی
  • مریم درگاهی*، سیده لیلا موسوی صفحات 151-164
    در این پژوهش رفتار فشار- حجم و برخی از ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه دوم مانند ظرفیت گرمایی و سرعت صوت خانوادهای از مایع های یونی با پایه ایمیدازولیوم با استفاده از معادله های حالت SAFT محاسبه شد و اثر طول زنجیرآلکیلی و نوع آنیون بر روی این ویژگی ها مورد ارزیابی قرار گرفت. دو نسخه از معادله حالت SAFTبرای محاسبه ویژگی های ترموفیزیکی مایع های یونی مورد استفاده قرار گرفت، یکی PC-SAFT و دیگری نسخه Heterosegmented SAFT که هر دو نسخه توانایی خوبی در پیش بینی انرژی آزاد هلمهولتز و ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه اول مانند رفتار فشار حجم از خود نشان دادند،طوری که میزان انحراف داده های محاسباتی به دست آمده از این معادله های حالت نسبت به داده های تجربی بین 5/0 تا 5 درصد می باشد. اما در پیش بینی ویژگی های مرتبه دوم مانند ظرفیت گرمایی در حجم ثابت، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت و سرعت صوت در مقایسه با داده های تجربی عملکرد دقیق و مناسبی ندارند و به جز در موارد اندکی میزان خطا در مقایسه با داده های تجربی موجود بین 10 تا 60 درصد است. همچنین، این معادله ها روند تغییر در ویژگی های ترموفیزیکی مرتبه دوم بر اثر تغییر طول زنجیر آلکیلی یا نوع آنیون را به خوبی نشان نمی دهند.
    کلیدواژگان: مایعات یونی، خواص ترموفیزیکی، معادله حالت، PC-SAFT، Heterosegmented SAFT
  • لیلی آریان فر، مرتضی یاری*، ابراهیم عبدی اقدم صفحات 165-185
    در این پژوهش به طراحی ترمودینامیکی و بررسی فنی، اقتصادی و زیست محیطی یک چرخه رانکین آلی با هدف تولید همزمان توان و گرما، با منابع انرژی گوناگون در شرایط استان اردبیل پرداخته شده است. ضمن ارزیابی فنی پارامترهای اثرگذار بر چرخه ی رانکین آلی مورد مطالعه، اهمیت و میزان اثرگذاری هریک از پارامترهای موثر نیزمورد توجه قرار گرفته است. استفاده از منبع های گوناگون انرژی شامل خورشیدی، زیست توده و زمین گرمایی به عنوانمنبع های تجدیدپذیر بر اساس شرایط استان اردبیل، در کنار گاز طبیعی به عنوان سوخت فسیلی مورد بررسی قرار گرفته و قیمت توان تولیدی در حالت های گوناگون مقایسه شده است. همچنین با هدف استفاده از گرمای جریان خروجی از چگالنده، با پیشنهاد به کارگیری یک چگالنده ی دو مرحله ای تلاش برای بالا نگه داشتن دمای این جریان تا جای ممکن شده است تا شرایط جریان خروجی از چگالنده به لحاظ دمایی جریانی قابل انطباق با تولید گرما در کنار تولید توان باشد. با مقایسه راندمان های انرژی و اکسرژی در دو حالت تولید توان و همچنین تولید همزمان توان و گرما دیده شد که با استفاده بهینه از منابع انرژی در حالت تولید همزمان توان و گرما، از دیدگاه انرژی 71/5% و از دیدگاه اکسرژی 45/5%، افزایش بهره وری به دست می آید. همچنین از دیدگاه زیس ت محیطی، می توان برآورد نمود که به طور کلی با تولید هم زمان توان و گرما از انرژی های تجدیدپذیر و پاک، سالانه 106×297/3 دلار، از نظر هزینه های خارجی تحمیل نشده صرفه جویی صورت خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: چرخه رانکین آلی، تولید همزمان گرما و توان، خورشیدی، زیست توده، زمین گرمایی
  • جواد جدی زاهد، بهزاد رستمی * صفحات 187-197
    ترسیب کربن دی اکسید یکی از بهترین و موثرترین روش های موجود برای کاهش آزادسازی کربن دی اکسید در جو می باشد. از نظر ظرفیت ذخیره سازی آبده های شور بالاترین ظرفیت ذخیره سازی را دارا می باشند. تزریق مقدار زیادی از گاز در مخازن زیر زمینی عمیق منجر به رسوب نمک در ناحیه اطراف چاه تزریقی می شود. از آنجا که حجم زیادی از گاز کربن دی اکسید می بایست در سازندهای زیرزمینی برای مدت طولانی(کمینه 30 سال) ذخیره شود، تزریق پذیری موضوعی بسیار مهم است. رسوب نمک ناشی از فرایند تبخیر در اطراف چاه تزریقی می تواند به شدت تزریق پذیری را کاهش دهد. هدف از این مطالعه بررسی اثر شدت جریان تزریق گاز کربن دی اکسید و همچنین میزان شوری آب نمک سازندی بر روی تغییرهای تزریق پذیری به دلیل رسوب نمک می باشد. نتیجه های این مطالعه نشان می دهد چندین عامل متقابل، با تغییر شدت جریان تزریق و شوری آب سازندی، بر روی تزریق پذیری تاثیر می گذارند که اثر متقابل آن ها تعیین کننده ی میزان تزریق پذیری خواهد بود. آنالیز نتیجه های تراوایی نهایی نشان داد میزان رسوب نمک با افزایش شدت جریان تزریق و کاهش شوری آب سازندی، کم می شود. آنالیز عدد پکلت نشان می دهد پروفایل رسوب نمک با تغییر شدت جریان تزریق و درجه ی شوری تغییر می کند اما تابع شدیدتری نسبت به تغییرهای شدت جریان تزریق می باشد. نتیجه های این مطالعه برای کالیبره کردن مدل تغییرهای تراوایی به دلیل رسوب نمک مورد استفاده قرار گرفت.
    کلیدواژگان: ترسیب، کربن دی اکسید، رسوب نمک، تراوایی، تبخیر، نمونه ی ماسه سنگی
  • طالب زارعی، مسعود فارسیانی، احسان عابدینی صفحات 199-209
    سینی دریچه ای یکی از پرکاربردترین سینی ها در برج های تقطیر و جذب در صنعت نفت، پتروشیمی و دیگر صنایع مرتبط می باشد. در این پژوهش، به منظور شناخت بیش تر و بهتر هیدرودینامیک سینی دریچه ای و ارایه داده های تجربی کاربردی، عملیات دو فازی آب- هوا در یک برج هیدرودینامیکی به قطر2/1 متر شامل دو سینی دریچه ای با سطح آزاد %14 و در مقیاس صنعتی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های تجربی ارتفاع مایع زلال، ارتفاع سرکف، موجودی متوسط مایع، افت فشار کل، افت فشار خشک، ریزش و ماندگی به دست آمد و رابطه هایی تجربی باتقریب قابل پدیرش، برای آن ها ارایه شد. حد بالا و پایین عملیاتی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. همچنین نتیجه های به دست آمده از رابطه های تجربی ارایه شده و داده های آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شدند و اعتبار این رابطه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان می دهد که سرعت جریان گاز بر روی پارامترهای هیدرودینامیکی تاثیر بیش تری نسبت به سرعت جریان مایع روی سینی دارد و سینی دریچه ای انعطاف بیش تری نسبت به تغییرهای شدت جریان مایع دارد.
    کلیدواژگان: سینی دریچه ای، هیدرودینامیک، ریزش، ماندگی، ارتفاع مایع زلال
  • حسنا دارابی، سید محمد جواد کلینی *، بهرام رضایی، محمود عبداللهی صفحات 211-223
    کی از مرحله های مهم فلوتاسیون جمع آوری ذره ها است که نیازمند برهم کنش موفق حباب- ذره است. پیش از ایجاد برهم کنش حباب- ذره، معلق نگه داشتن ذره ها به عنوان مرحله پیش آماده سازی برای شناورسازی و جمع آوری ذره ها ضروری است. به طور معمول سرعت بحرانی همزن (Njs) به عنوان معیاری برای معلق نگه داشتن ذره های جامد در سلول فلوتاسیون مورد استفاده قرار می گیرد که نشان دهنده کم ترین سرعت همزن مورد نیاز برای معلق نگه داشتن تمام ذره های جامد در کف سلول است. در این پژوهش دو مدل تجربی برای Njsبراساس اختلاف چگالی جامد مایع (ρs-ρl)، اندازه ذره ها (dp)، غلظت جامد در پالپ (X)، گرانروی جنبشی مایع (vL) و سرعت ظاهری هوا (Jg) در محیط دو فازی و سه فازی توسعه داده شده است. آزمایش ها در یک سلول فلوتاسیون آزمایشگاهی، با استفاده از ذره های کوارتز، باریت و گالن در چهار طبقه سرندی انجام شده است. نتیجه ها نشان داد که ρs-ρl، dp، X و vLبه ترتیب مهم ترین متغیرهای تاثیر گذار بر سرعت بحرانی همزن هستند. سرعت بحرانی همزن با افزایش Jg در سلول فلوتاسیون، به صورت خطی افزایش می یابد. بررسی نمودار غلظت جامد بر حسب عمق سلول فلوتاسیون در سرعت های گوناگون همزن نشان داد که در سرعت بحرانی همزن ، ارتفاع سوسپانسیون حدود 8/0-85/0 ارتفاع پالپ است و ذره ها در سرعت همزنی معادل 2/1 تا 5/1 برابر سرعت بحرانی همزن توزیع یکنواخت تری دارند. از این بازه می توان به منظور پیش بینی سرعت بهینه همزن که منجر به افزایش کارایی شناورسازی ذره ها شود، استفاده کرد.
    کلیدواژگان: فلوتاسیون مکانیکی آزمایشگاهی، سوسپانسیون جامدها، سرعت بحرانی همزن، سرعت بهینه همزن
  • کوتاه پژوهشی
  • فاطمه بهادری *، نجیبه علیزاده، مجید حاجی حسینلو صفحات 225-231
    جریان خون و خون رسانی به بافت های گوناگون بدن، در زمره ی حیاتی ترین فرایندها در بدن موجودهای زنده می باشد. سرعت و فشار خون در رگ ها افزون بر توانایی پمپاژ قلب، به قطر رگ، انعطاف پذیری، گرفتگی و یا نبود گرفتگی رگ ها نیز بستگی دارد. بررسی رفتار و چگونگی حرکت سیال درون رگ ها به طور معمول با استفاده از روش های پزشکی انجام می پذیرد. با این وجود، پیشرفت روش های محاسباتی، امکان بررسی پدیده های گوناگون از جمله چگونگی حرکت خون در رگ ها را میسر می سازد. در این پژوهش، با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، یک رگ خونی با دیواره سخت و گرفتگی متقارن مورد بررسی قرار گرفته است. معادل ه های حاکم بر سرعت حرکت خون، تنش های وارده بر دیواره رگ و چگونگی عبور گلبول های قرمز در دو حالت عادی و با حضور لخته مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های شبیه سازی نشان می دهد که حضور لخته در خون، به شدت سرعت، فشار و تنش را به ویژه در محل گرفتگی افزایش می دهد که این امر می تواند منجر به آسیب دیدن یا پارگی رگ در محل گرفتگی شود.
    کلیدواژگان: رگ، گرفتگی، لخته، تنش
  • علمی-پژوهشی
  • عباس علی نژاد، سید مرتضی ضمیر*، سید عباس شجاع الساداتی صفحات 233-241
    ز بین روش های گوناگونی که برای حذف مواد آلی فرار از هوای صنایع آلاینده محیط زیست وجود دارد، روش های زیستی به دلیل صرفه اقتصادی، کارایی بالا برای غلظت های کم و بدون تولید پسماند ثانویه موردتوجه هستند. استفاده از راکتورهای زیستی چکنده یکی از شناخته شده ترین روش های زیستی برای حذف ترکیب های آلی فرار از هوا به شمار می رود. بررسی پایداری عملکرد راکتورهای زیستی چکنده در طول زمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ازاین رو، در این پژوهش، عملکرد یک راکتور زیستی چکنده پرشده با بستری از نسبت حجمی 1 به 1 از پال رینگ و پومیس و تلقیح شده با باکتری رالستونیا یوتروفا برای حذف بخار تولوئن از هوا به مدت 100 روز مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در زمان های اقامت 90 و 45 ثانیه و در غلظت های ورودی 4-5/0 گرم بر مترمکعب انجام شدند. بیشینه ظرفیت حذف تولوئن در این راکتور زیستی به 280 گرم بر مترمکعب بر ساعت رسید (بازده حذف بالای %90). به ازای هر مول تولوئن مصرف شده، 3/3 مول کربن دی اکسید توسط باکتری ها تولید شد که به وسیله ی آن، با توجه به فرمول میکروب و تولید هیدروکلریک اسید در طول فرایند تصفیه، معادله ی واکنش زیستی حذف تولوئن به دست آمد.
    کلیدواژگان: تولوئن، راکتور زیستی چکنده، رالستونیا یوتروفا، ترکیب آلی فرار، آلودگی هوا
|
  • Mozaffar Mokhtari, Mohammad Hossein Navid Famili * Pages 1-20
    Both physical and chemical foaming agents can be used in the two common methods for the production of polymeric foams. The physical foaming agent is dissolved in the polymer at a pressure and temperature beyond its critical condition. The foam structure is formed by a sudden pressure drop in the mixture in three steps; nucleation, growth, and coalescence. In the nucleation step, thermodynamic instability is formed in the mixture. This induces a tendency in the solvent molecules for a phase transition from a supersaturated state to a gas state in the direction of instability reduction. By overcoming the energy barrier, the free energy of the system is reduced and gas stable nuclei are formed in the free volumes of the polymer chains. Growth and coalescence of the nucleic take place with the diffusion of the gas molecules inside them. The growth step is finally stopped and the foam structure is established. With the increase in the nucleation efficiency, the growth rate is reduced. Therefore, prediction of nucleation rate is an important factor for controlling the thermoplastic foam structures. Investigation of the nucleation step has been doable with the aid of nucleation theories. The classical nucleation theory is a prominent method for the investigation of nucleation phenomena in thermoplastic foams, but due to the existing of a divergence between its theoretical values with the experimental data, some modifications have been introduced into this theory. Other competing theories such as the Density Functional Theory and the Self Consistent Field Theory have also been developed. The main aim of this review paper is an investigation of the existing theories for thermoplastic foams.
    Keywords: thermoplastic foam, Nucleation, classical nucleation theory, first order phase transition, cell density
  • Roya Zahedi, Faramarz Afshar Taremi *, Roghayeh Jamjah Pages 21-39
    In this research, five etheric compounds with different numbers of methoxy groups were synthesized by Williamson reaction. These ether compounds were characterized by 1HNMR, 13CNMR, and FTIR techniques and then were employed as external electron donors for the polymerization of propylene with Ziegler-Natta catalyst for comparison with cyclohexylmethyldimethoxysilane (C-Donor) and dicyclopentyldimethoxy silan (D-Donor). Polymerization of propylene was carried out using MgCl2-supported Ziegler–Natta catalyst (MgCl2/ID/TiCl4) containing a phthalate type internal electron donor in the presence of trimethylaluminum cocatalyst and hydrogen with external donors, to compare the influence of ether and silane compounds in properties of polypropylene. The role of these etheric compounds and industrial alkoxysilanes on the properties of polypropylene were studied by using O-xylene solubility method, Melt Flow Index (MFI) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The productivity, crystallinity, and isotacticity of the obtained polypropylene were influenced by external electron donors. Also, the morphology of the industrial Ziegler-Natta catalyst and polypropylenes produced using these catalysts in the presence of different external donors were determined by Scanning Electron Microscope (SEM).
    Keywords: Polypropylene, Ziegler-Natta catalysts, External electron donors, Williamson reaction
  • Ali Reza Karimi *, Marzie Karimi Pages 41-48
    The new metallophthalocyanines bearing 1,2,4-triazine moieties at peripheral positions have been successfully synthesized. They were prepared by cyclotetramerization of corresponding phthalonitriles with anhydrous metal salts [Zn(CH3COO)2, NiCl2 and CuCl2] in the presence of a catalytic amount of DBU in 2-(dimethylamino)ethanol under reflux conditions. These complexes have been characterized by UV-vis, FT-IR, 1H NMR, MALDI-TOF mass spectroscopies and thermogravimetric analysis. The aggregation behavior of complexes was investigated at different solvents (DMSO, DMF, CHCl3, THF). Phthalocyanine I (tetrakis-[4-(5,6-diphenyl-1,2,4-triazin-3-yl)phenoxy]-phthalocyaninato zinc (II)) shows monomeric behavior in solution. On the other hand, temperature effect on Q band absorbance of I in DMF (c= 5× 10-5 M) at 25, 50 and 80 °C was investigated.
    Keywords: Soluble metallophthalocyanine, 1, 2, 4-Triazines, Aggregation, Phthalonitriles
  • Elham Torabi Farkhani, Mehrdad Pourayoubi *, Pavel V. Andreev, Ekaterina S. Schegravina Pages 49-59
    Hirshfeld surfaces and two-dimensional fingerprint plots are used to analysis intermolecular contacts. In this research, synthesis, crystal structure, and intermolecular interactions are investigated for a new compound, {[(cyclo-C6H11)N(CH3)]P(S)[NC4H8O]2}2.CH3OH.The asymmetric unit of this compound is composed of two independent phosphorothioic triamide molecules and one molecule of methanol solvent. The phosphorus atom displays a distorted tetrahedral environment with the maximum and minimum values of angles at the P atom for one of the N—P═S and one of the N—P—N angles, respectively. From the six nitrogen atoms for two phosphorothioic triamide molecules, the environments at the four nitrogen atoms are mainly non-planar, while the two other nitrogen atoms show almost planarity. Hirshfeld surfaces and two-dimensional fingerprint plots are generated using the Crystal Explorer software program in which the CIF input file is used. These analyses reveal that H…H interactions have 78.3% and 77.7% portions of total interactions for the two symmetry-independent phosphorothioic triamide molecules, respectively. The C—H…O interaction in one of the symmetry independent molecules and the C—H…S═P interaction in the other molecule are the characteristic interactions, appearing as very large red spots in the related Hirshfeld surface maps. The characterization of the compound has also been performed by IR, 31P{1H}, 1H and 13C NMR and mass spectroscopy.
    Keywords: Thiophosphoramide, Hirshfeld surface, Crystal structure, NMR
  • Mohammad Ghadiri *, Khadijeh Mirza, Mohammad Haghighi Pages 61-72
    Silicoaluminophosphate (SAPO-34) molecular sieve was successfully synthesized via hydrothermal procedure using aluminum chloride as the source of aluminum and diethylamine (DEA) as a template. The influence of template amount (effect on pH of precursor gel) and crystallization temperature and time on the synthesis of chabazite structure related to SAPO-34 were investigated. The samples were characterized by XRD, FT-IR, FESEM and TEM techniques. According to the XRD analysis, it was found that by decreasing the pH and crystallization temperature the probability of chabazite phase production is reduced. The analysis of the XRD reflections by Scherrer´s equation provides the particle size of 36-44 nm for SAPO-34 catalysts. Also, crystallinity, crystallite size, and purity of samples were compared together. We also found that the crystallite size increases with increasing of pH and in crystallization time of 26 h. Also, it was found that the synthesis conditions greatly affected the morphology of SAPO-34 catalysts. The FESEM analysis confirmed SAPO-34 samples synthesized in the presence of a larger amount of template were in spherical morphology.
    Keywords: SAPO-34 Nanocrystal, Hydrothermal, pH, Crystallization time, Temperature, Aluminum chloride
  • Ali Rostami, Shahram Sharifnia *, Negin Moradi Pages 73-82
    In this study, in order to surface modification of zinc oxide, titanium dioxide and boehmite nanoparticles the new organic compound was introduced. Creating new functional groups with oleic acid did not represent the satisfactory results, so in this work, the oleic acid was turned to the much more active compound, and then on the surface of the mentioned nanoparticles was assembled. The novel reagent named N-(3-triethoxysilylpropyl) oleamide (N-TESPO) was synthesized through chemical modification of oleic acid which easily capable of functionalizing a variety of oxide nanoparticles to superhydrophobic nanoparticles. This reagent was synthesizedin a two-stage reaction of oleic acid. To investigate the properties of the superhydrophobic nanoparticles with the chemical surface modification method, the contact angle test, SEM and FTIR were applied. The results of the water contact angle tests illustrated that the water contact angle of the surface covered with the modified zinc oxide, titanium dioxide, and boehmite nanoparticles was 158°, 163°, and 161°, respectively that proved the superhydrophobicity characteristic of this modified nanoparticles.
    Keywords: Nanoparticles, Superhydrophobic, Chemical surface modification, ZnO, TiO2, Boehmite
  • Mehrnoosh Shahdoostkhany, Jila Azad *, Kazem Kargosha Pages 83-91
    In this research, a spectrofluorimetric method has been used for studying complexes of Co(acac)2 and Fe(acac)3 in various organic solvents and different conditions.The qualitative method was based on measuring the decrease in fluorescence intensity of pure organic solvents such as dichloromethane, toluene and carbon tetrachloride after addition of acetylacetonates of iron (III) and cobalt (II). The intensity of the fluorescence emission peak was measured at a different excitation wavelength and several solutions at a concentration range of 103-1010 mol/L of Co(acac)2 and Fe(acac)3. The spectrums from solutions in toluene in the region 306 nm and 440 nm with excitation wavelength 250 nm were found to be more suitable than the other spectrums. The range of concentration and type of complex caused different quenching effects on peak intensity of solvent. Absorption spectrums showed an increase in intensity with an increase in the concentration of complexes in solvents. The effect of different parameters such as the time length of solutions stability and solutions environment were studied. Consequently, with respect to complexes quenching effects on the fluorescence intensity of solvents in different condition, it is possible to use this effect for quantitative determination of both complexes in real samples.
    Keywords: Cobalt (II) acetylacetonate, Fe (III) acetylacetonate, Spectrofluorimetry, Ultra Violet - Visible spectrometry, Quenching effect
  • Masoomeh Nabitir, Seyed Foad Aghamiri *, Mohammad Reza Talaie Pages 93-102
    Carbon nanotubes (CNTs) are used for many applications in the biomedical field such as drug delivery. Low biocompatibility and a high tendency for aggregation are the most problem of CNTs in drug delivery application. In this article effect of coating natural biocompatible polymer chitosan on reducing aggregation of multiwall carbon nanotubes as a carrier for delivery of anticancer “Quercetin” drug is studied. Synthesize of oxidized multiwall carbon nanotubes (OX-MWNT) and its modification with chitosan (CS-OXMWNT) was characterized by Fourier Transform InfraRed Spectroscopy (FT-IR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Dispersion of MWNT, OX-MWNT, CS-OXMWNT, and QC-CSOXMWNT in aqueous solution has been monitored by UV–Vis spectroscopy and turbidimeter analyze. According to UV–vis spectroscopy and turbidimeter analyses dispersion of CS-OXMWNT higher than MWNT, and decreases by drug loading. The turbidity of CS-OXMWNT and MWNT were 17.29 and 11.12 NTU respectively. The dispersion solutions are approximately stable for 24h.
    Keywords: Aggregation, Carbon nanotube, Drug delivery, Quercetin, Chitosan
  • Somaye Mashhadi, Hosein Mardani Tudeshki, Mohammad Alimoradi * Pages 103-113
    In this work, the Nanofibers were synthesized using electrospun of polystyrene solution in DMF/ THF solvent. The important parameters such as voltage, the distance between injector and collector, speed injection, the concentration of polystyrene and speed rotation of collectors in electrospun technique were optimized. Results showed that, within certain limits, by increasing the voltage, high Electro distance, low injection rate and high speed of the collector, we will get the Nanofibers with diameters less and regular chain structure. In optimal conditions, the average of polystyrene fibers diameter was 70-102 nm. Polystyrene absorbent modified by dithizone. By selecting the best conditions, the modified polystyrene Nanofibers were produced with an average diameter of 73-126 nm. The synthesized polystyrene Nanofibers were used for preconcentration of Copper in wastewater samples. The effective parameter on extraction such as adsorbent amount, pH, type and volume of eluent solvent and salt amount was evaluated and optimized with “one at the time” method. According to the results, optimum conditions are the solid phase: 0/006 gr, pH = 7, eluent solvent: acetonitrile solution with a volume of 0/7 mL, 1/3 g amount of potassium nitrate salt. This method was applied to real samples and good results were obtained. High enrichment factors and very good detection limit are highlights of this method.
    Keywords: Electro-Span, Nanofibers, Polystyrene, Modifier, Copper, Solid phase extraction
  • Mona Eidizadeh, Ahmad Azari * Pages 115-124
    The aim of this study is the parametric optimization of simultaneous absorption of chromium and copper from wastewater by chitosan by using Taguchi experimental design. So chitosan of Shrimp was used as an adsorbent. Experiments were performed in batch mode. The effect of five parameters including adsorbent dosage, contact time, pH (each case in 4 levels), temperature and initial concentration (each case in 3 levels) were investigated. The results clearly show that adsorbent dosage and temperature has the highest and lowest effect in the removal efficiency, respectively. Maximum efficiency for simultaneous removal of chromium and copper was obtained 86.04% and 79.06%, respectively, at the condition of 20 ppm concentration, 0.16 g adsorbent dosage at pH 4 and contact time of 90 min. Adsorbent kinetic obey the pseudo-second-order model.
    Keywords: Chitosan, Adsorption, Adsorption isotherm, Chromium, copper, Synthetic wastewater, Taguchi
  • Javad Abdi, Vahid Mohebbi *, Reza Mosayebi Behbahani Pages 125-131
    In this study, an equilibrium cell was used to measure the solubility of methane and ethane in pure water and aqueous solutions of sodium chloride and magnesium chloride in non-hydrate formation condition. Methane solubility measurements in pure water have been conducted at temperatures of (275/15 to 300/15) K and pressures of (20, 30 and 40) bar and for aqueous solutions of sodium chloride and magnesium chloride at temperatures of (275.15 to 290.15) K, pressures of (20 and 30) bar and molalities of (0.529, 1.092 and 1.692) mol/kg and (0.325, 0.670 and 1.039) mol/kg, respectively. Also, the solubility of ethane in pure water have been investigated at temperatures of (274/15 to 282/15) K and pressures of (2, 4 and 6) bar and for aqueous solution of sodium chloride at modalities of (1.901 and 3.020) mol/kg, temperatures of (273.15 to 278.15) K and pressures of (4 and 8) bar and for aqueous solution of magnesium chloride at molalities of (0.325 and 0.791) mol/kg, temperatures of (279.15 to 285.15) K and pressures of (4 and 8) bar. In addition, the thermodynamic models of Duan et al. and Mao et al. were used to calculate the solubility of methane and ethane gases in aqueous solutions of sodium chloride and magnesium chloride. The solubility of methane and ethane were found to decrease by increasing temperature and concentration, but with increasing pressure, the opposite behavior was observed. It can also be stated that the thermodynamic models showed good adaptation with experimental results.
    Keywords: Solubility, Methane, Ethane, Sodium chloride, Magnesium chloride
  • Roya Majidi *, Khadijeh Mansouri Pages 133-141
    Adsorption and storage of oxygen and nitrogen with 240º carbon Nanocone were studied and results were compared with (10,10) carbon nanotube. Adsorption amount of gases at constant temperature and different pressures was calculated by using the molecular dynamics method. The simulation results indicated that gases were adsorbed on external and internal surfaces of carbon Nanocone and carbon nanotube. Adsorption amount was increased and finally saturated by increasing pressure. It was found that oxygen adsorption was higher than nitrogen adsorption on both structures. Also, carbon Nanocones showed higher adsorption and separation capacity than carbon nanotubes. Therefore, carbon nanocones are a proper candidate for storage and separation of oxygen of the air.
    Keywords: Molecular dynamics simulation, Carbon nanocone, Carbon nanotube, NVT ensemble, Gas separation
  • Saeed Babaee * Pages 143-149
    Composite solid propellant containing aluminum (Al), ammonium perchlorate (AP) particles and glycidyl azide polymer (GAP) are used in various missiles and rockets as high energy propellants. Selections of particles size and grading type in the propellant formulations, with a change in the viscosity and rheological properties of the propeller slurry, have a great effect on the mechanical and ballistic properties of the final product. In this paper in addition to introducing various classes of propellants with different grading, several samples of Al-AP/GAP propellants were prepared and along with their properties comparing, the propellant with the optimum class was presented. The results showed that the best mechanical properties belonged to a propellant containing three different grading of AP (20, 100 and 250 microns). Mechanical properties of this sample under optimal conditions was obtained of yang modulus 4.16 megapascal (MPa), yield stress 0.49 MPa, yield strain 12 %, stress at failure 0.2 MPa, strain at failure 20 %, toughness 28.8 kJ/m3 and hardness 64 Shore A.
    Keywords: Composite solid propellant, Ammonium perchlorate, Glycidyl azide polymer, Grading, Mechanical properties
  • Maryam Dargahi *, Leila Mousavi Pages 151-164
    In this study, the pressure-volume behavior and some of the second-order thermophysical properties such as heat capacity and speed of sound for a family of imidazolium-based ionic liquids using the SAFT Equation of States (EoSs) were calculated and the effect of alkyl chain length and anion type on these properties were investigated. Two version of SAFT EoSs were used for calculation of thermophysical properties of ionic liquids: 1. PC-SAFT 2. Heterosegmented SAFT, both of them have very good ability for the prediction of the Helmholtz free energy and first-order thermophysical properties such as pressure-volume behavior. But in the prediction of second order thermophysical properties such as heat capacity at constant volume, heat capacity at constant pressure and speed of sound, have not accurate and performance. Also, the equations do not show the process of change in alkyl chain length and anion type on the second order thermophysical properties well.
    Keywords: Ionic liquids, Thermophysical properties, Equation of state, PC-SAFT, Heterosegmented SAFT
  • Leyli Ariyanfar, Morteza Yari *, Ebrahim Abdi Aghdam Pages 165-185
    In this research, thermodynamically design and also technical, economic and environmental studies of an organic Rankine cycle have been performed to produce combined heat and power (CHP). Along with the technical evaluation of affecting parameters on the cycle, the importance and effectiveness of each parameter are considered too. Various type of energy sources such as solar, biomass and geothermal as renewable resources based on Ardebil state conditions and natural gas as fossil fuel have been studied and their generated power prices have been compared. Also, it is tried that by using a proposed two-step condenser, in order to use the outlet heat of condenser, its temperature keeps high as much as possible such that the hot flow is useable to produce heat in addition to power. With comparing the thermal and exergy efficiencies for power generation and cogeneration of heat and power (CHP) cases it is observed that because of optimized usage of energy resources in the CHP, the efficiencies increase 5.71% and 5.45% from thermal and exergy standpoints, respectively. As well as from an environmental perspective, it is estimated that annual 3.297×106 dollars saving from not impose external costs will be made by CHP in the renewable energy resource systems.
    Keywords: Organic Rankine Cycle, Cogeneration of heat, power, Solar, Biomass, Geothermal
  • Javad Jeddizahed, Behzad Rostami * Pages 187-197
    Carbone capture and sequestration (CCS) is one of the most effective methods for reducing CO2 emissions into the atmosphere. Saline aquifer offers the highest level of CO2 storage. The injection of high volume gas into underground reservoirs contributes salt precipitation in the area around the injection well. Sine a high volume of CO2 has to be injected into underground reservoirs, at least 30 years, injectivity is an important phenomenon. Near wellbore salt precipitation due to evaporation leads to a reduction in injectivity. In this study, we investigated the effects of injection rate and salinity on injectivity due to salt precipitation. The results show that, by changing the injection rate and salinity, some interacting factors affect injectivity which determines ultimate injectivity. The final permeability analysis demonstrates salt precipitation decreases with injection rate while salinity has an opposite effect. The Peclet number analysis displays salt precipitation profile is affected by both injection rate and salinity, however, injection rate has a marked effect on injectivity. The results of this study were used to calibrate the permeability alteration model due to salt precipitation.
  • Taleb Zarei *, Masoud Farsiani, Ehsan Abedini Pages 199-209
    The valve tray is one of the most used trays in distillation and absorption towers in the petroleum, petrochemical and other industries. In this study, the hydrodynamic behavior of the valve, the tray has been studied in a tower with 1.2m diameter with an air-water system. The test tower has two valve trays with a free surface area of 14%. The experimental results of clear liquid height, froth height, average liquid hold up, total pressure drop, dry pressure drop, weeping and entrainment have been presented. Empirical correlations for these parameters have been proposed. The upper and lower operating limits were analyzed and evaluated. The validation of the empirical correlation has been examined. The results show that the gas flow velocity on the hydrodynamic parameters has a greater effect than the liquid flow velocity on the tray and the valve tray has more flexibility than the variations in the liquid flow rate.
    Keywords: Valve tray, Hydrodynamics, Weeping, Entrainment, Clear liquid height
  • Hosna Darabi, Seyed Mohammad Javad Koleini *, Bahram Rezai, Mahmoud Abdollahy Pages 211-223
    One of the important steps in flotation is particle collection that occurs after the successful particle-bubble interaction. Effective solids suspension is a necessary preconditioning for particle collection and flotation. The critical impeller speed, Njs, is commonly used to indicate the effectiveness of solids suspension. The critical impeller speed refers to the minimum impeller speed where all the solids are just suspended off the bottom of the cell. In this paper, two correlations for predicting the critical impeller speed in terms of particles size (dp), relative solids density (ρs-ρl), solids concentration (X), liquid viscosity (vL) and superficial gas rate (Jg) in two and three phases conditions have been developed. The study was conducted in a laboratory flotation cell using four size fractions of quartz, barite, and galena. The results indicated that ρs-ρl, dp, X and vL are the most important variables, respectively. The critical impeller speed increased linearly with increasing Jg. Investigation of concentration profiles versus the relative height of the cell showed that suspension heights consistently reached a level equivalent to 0.80-0.85 of the cell height at the critical impeller speed. Homogeneous suspension condition will only be approached as the impeller speed was increased to approximately 120–150% of the critical impeller speed. This range can be used to predict the optimum impeller speed in order to increase the flotation efficiency.
    Keywords: Laboratory mechanical flotation, Solids suspension, Critical impeller speed, Optimum impeller speed
  • Fatemeh Bahadori *, Najibeh Alizadeh, Majid Hajyhosseinloo Pages 225-231
    Blood flow to the living tissues of the body is the most critical processes in living organisms. Blood pressure and velocity in the blood vessels depend on the pumping ability of the heart rate, vessel diameter and flexibility, and the presence or absence of stenosis. Computational simulation and modeling is an effective tool to investigate the behavior of blood flow. Using the mentioned method it can be obtained detailed information about velocity profile, shear stress, pressure drops, stagnation points, stenosis, and clotting. In this paper, Computational Fluid Dynamics (CFD) is used to investigate aggregation of red blood cells in a rigid vessel wall while asymmetric stenosis occurred within it. The governing equations of the momentum, shear stress on the wall of blood vessel, and red blood cells movement in both normal and in the presence of a clot are numerically solved. The simulation results show that the presence of a clot in blood significantly affects the velocity, pressure, and shear stress, especially in stenosis.
    Keywords: Vessel, Stenosis, Clot, Shear stress
  • Abbas Alinejad, Seyed Morteza Zamir *, Seyed Abbas Shojaosadati Pages 233-241
    Among different technologies for the removal of Volatile Organic Compounds (VOCs) from the polluted industrial air, biological methods are more attractive as they are cost-effective, have high performance for the removal of VOCs at low concentration and not producing any secondary waste stream. BioTrickling Filtration (BTF) is one of the most recognized biological methods for removing VOCs from the air. Evaluation of the performance of the BTFs over the operation time is very important. In this research, the performance of a BTF packed with Pall ring and pumice and inoculated with Ralstonia eutropha was evaluated for treating toluene vapor for 100 days. The experiments were conducted at Empty Bed Residence Times (EBRTs) of 90 s and 45 s, and inlet concentration of 0.5-4 g/m3. The maximum Elimination Capacity (EC) was obtained as 280 g/m3h. 3.3 mole CO2was produced per mole of toluene consumed by the bacteria, therefore, with regards to the bacteria formulation and production of HCl during the treating process, the biodegradation equation for treating toluene was characterized.
    Keywords: Toluene, Biotrickling filter, <Ralstonia eutropha>, Volatile organic compound, Air pollution