فهرست مطالب

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و هفتم شماره 2 (پیاپی 88، تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمد جواد تقی زاده*، سید سلمان سید افقهی، کیوان امیر پور صفحات 1-12
    در این پژوهش، نانوکامپوزیت کایرال نیکل داری سنتز شد که خاصیت رادار گریزی را به واسطه ی توانایی جذب امواج مایکروویو دارا می باشد. در سنتز این نانوکامپوزیت، نخست گرافن اکسید سنتز شده به روش هومر با پارافنیلن دی آمین وارد واکنش شد و سپس با استفاده از نمک های دی آزونیوم، پیوند کربن کربن بین گرافن اکسید اصلاح شده و نانولوله کربنی تک دیواره برقرار شد. پس از آن در حضور این هیبرید تهیه شده، پلیمریزاسیون آنیلین در محیط اسیدی و با استفاده از آمونیوم پراکسی سولفات به عنوان آغازگر انجام شد که نتیجه ی آن تولید نانوکامپوزیت بر پایه ی گرافن اکسید، نانولوله ی کربنی تک دیواره و پلی آنیلین بود. در ادامه دوپینگ این نانوکامپوزیت در محلول آمونیاکی، سپس شستن و خشک کردن دوپینگ نانوکامپوزیت با تارتاریک اسید کایرال، نانوکامپوزیت کایرال را ایجاد کرد. پس از آن یون های نیکل با استفاده از هیدرازین به عنوان احیاکننده بر روی نانوکامپوزیت کایرال بارگذاری شد. شناسایی همه مواد سنتزی با طیف فروسرخ انجام شد و نتیجه ها نشان از موفقیت آمیز بودن سنتز نانوکامپوزیت کایرال نیکل دار بود. برای بررسی ساختاری و ریخت شناسی ترکیب های سنتزی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. خاصیت بلوری ترکیب های سنتزی نیز با پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. سرانجام نیز خاصیت جذب امواج مایکروویو کامپوزیت نهایی مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت کایرال، گرافن اکساید، نانولوله ی کربنی تک دیواره، پلی آنیلین
  • مرضیه بیات، مریم رنجبر*، سهیلا شکراله زاده صفحات 13-20
    یکی از روش های موثر برای حذف آلاینده های دیر تخریب پذیر آب و پساب، استفاده از ازن به همراه کاتالیست می باشد. در این پژوهش، نانو کاتالیست 4O3Mn به روش هم رسوبی با استفاده از نمک منگنز استات 4 آبه تهیه و با روش های SEM ،EDX ،XRD  و FT-IR مورد شناسایی قرار گرفت. نانو ذره های 4O3Mn تهیه شده دارای ساختار کروی بوده و میانگین اندازه ذره های آن 20-10 نانومتر به دست آمد.‏ نانو کاتالیست سنتز شده برای تخریب فنل در محلول آبی با استفاده از فرایند ازن زنی به کار برده شد، بر اساس نتیجه ها میزان تخریب فنل در مدت زمان واکنش 60  دقیقه، 43/98 % به دست آمد که در مقایسه با استفاده از ازن بدون کاتالیست به میزان 98/16 % افزایش یافته است. همچنین، افزایش میزان معدنی سازی فنل با استفاده از ازن زنی کاتالیستی در مقایسه با ازن زنی به تنهایی به مقدار 5/32 % بیانگر اثر مثبت کاتالیست بر حذف فنل از محیط آبی بوده است
    کلیدواژگان: نانو کاتالیست 4O3Mn، ازن زنی کاتالیستی، حذف فنل، هم رسوبی
  • سید رضا یحیوی، محمد حقیقی*، سیروس شفیعی، مظفر عبدالهی فر، فرهاد رحمانی صفحات 21-32
    در این پژوهش، نانوکاتالیست -MgO3O2Ni-Co/Al با دو نسبت (5، 5/0=) Al/Mg با استفاده از روش تلقیح سنتز و ویژگی های عملکردی آن ها در فرایند ریفورمینگ خشک متان مورد ارزیابی قرار گرفت. برای تعیین ویژگی های فیزیکی شیمیایی نانوکاتالیست های سنتزی از آنالیزهایی XRD، BET، FESEM و FT-IR استفاده شد. در میان نمونه های سنتزی، نانوکاتالیست (5Al/Mg=)-MgO3O2Ni-Co/Al  بیش ترین میزان فعالیت را از خود نشان داد. علت این مشاهده ویژگی های دلخواه نمونه سنتزی تشخیص داده شد. آنالیز XRD نشان داد که نانوکاتالیست یاد شده با نسبت Al/Mg بیش تر دارای اندازه بلورهای NiO ریزتر و پراکنده می باشد. همچنین، نتیجه های آنالیز BET نشان داد که این نانوکاتالیست دارای بیش ترین مساحت سطح می باشد. بر اساس تصویرهای آنالیز FESEM، نانوکاتالیست (5Al/Mg=) -MgO3O2Ni-Co/Al دارای ذره های نانومتری با توزیع یکنواخت تری در سطح نمونه می باشد. آزمون پایداری نمونه برتر برای مدت 600 دقیقه بیانگر ثابت ماندن میزان تبدیل خوراک و بازده 2H و CO می باشد.
    کلیدواژگان: تلقیح، -MgO3O2Ni-Co، Al، ریفورمینگ خشک متان، هیدروژن
  • فروغ قاسمی، محمدرضا هرمزی نژاد*، مرتضی محمودی صفحات 33-44
    نانوذره های سوپرپارامغناطیس آهن اکسید به علت توانمندی های گسترده مانند جداسازی سلولی، گرمادرمانی و رهایش کنترل شده دارو به عنوان نانوذره های امیدبخش برای کاربردهای درمانی شناخته شده اند. وقتی نانوذره ها به محیط زیستی وارد می شوند، سطح آن ها با مولکول های زیستی مانند پروتئین ها، مواد آلی طبیعی و آنزیم ها پوشیده می شود. بنابراین آن چه را که سلول ها، بافت ها و ارگان ها در برهمکنش با نانوذره ها می بینند نه سطح اولیه نانوذره بلکه کرونای سخت است. شکل نانوذره ها تاثیر مهمی بر میزان جذب پروتئین ها بر سطح آن ها و به دنبال آن برهمکنش با سلول ها دارد. در این پژوهش نانومیله های آهن اکسید با استفاده از روش رسوب گیری همگن یون های Fe2+ وFe3+ و هیدرولیز آهسته اوره در °C 90 سنتز شدند. در این واکنش اوره افزون بر این که به عنوان منبع یون هیدروکسید است، به عنوان یک قالب نرم برای تشکیل نانومیله ها عمل می کند. زیست سازگاری نانومیله های آهن اکسید بدون پوشش و با پوشش پلی اتیلن گلیکول با آزمایش MTT-Assay ارزیابی شد. نتیجه ها نشان داد که میزان زیست سازگاری نانوذره های پوشش دار بیش تر از بدون پوشش است. همچنین تاثیر شکل و نسبت ابعادی نانوذره های سنتز شده بر الگوی جذب پروتئین بر سطح آن ها بررسی شد. سدیم دو دسیل سولفات ژل الکتروفورز تک بعدی(SDS-PAGE) برای جداسازی پروتئین های سرم جنین گاوی جذب شده بر سطح نانوذره ها و نشان دادن تاثیر شکل و نسبت ابعادی نانوذره ها بر الگوی جذب مورد استفاده قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نانوذره های سوپرپارامغناطیس آهن اکسید، پروتئین کرونا، زیست سازگاری، نسبت ابعادی، جذب پروتئین
  • مهسا غضنفر اقدم، رقیه مجدان سقین سرا* صفحات 45-60
    محلولهای همگنی از انحلال پلیمر پلی اتیلن گلیکول (PEG) با جرم مولکولی (g/mol) 2000 و 6000 (PEG2000 و PEG6000) درPEGبا جرم مولکولی (g/mol) 400 (PEG400) تهیه شد؛ ویژگی های رئولوژیکی و دانسیته این محلول ها اندازه گیری شد. نانوذره های منیزیم اکسید (MgO) با اعمال موج فراصوت درون محلول های پلیمری تهیه شده پخش شد. با استفاده از طیف سنجی مرئی - فرابنفش و اندازه گیری پتانسیل زتا، پایداری ایننانوسیال ها یا محلول های کلوئیدی بررسی شد. دستگاه تفرق نور پویا (DLS) برای اندازه گیری توزیع اندازه ذره های موجود در نانوسیال ها مورد استفاده قرار گرفت. دانسیته محلول های کلوئیدی مدنظر در دماهای گوناگون اندازه گیری شد و کمیت حجم مولی مازاد به منظور مشخص نمودن برهمکنش های درون نانوسیال محاسبه شد. داده های حجم مولی مازاد برای سامانه های دوجزئی توسط یک چندجمله ای و برای سامانه های سه جزئی توسط معادله سینگ و همکاران مورد برازش قرار گرفت. با اندازه گیری ویژگی های رئولوژیکی، رفتار جاری شدن محلول ها و ساختارهای تشکیل یافته درون محلول های کلوئیدی در دمای 15/298 کلوین مورد مطالعه قرار گرفت. معادله های پلاستیک بینگهام و هرشل بالکلی برای مدل سازی بستگی تنش برشی به سرعت برشی مورد استفاده قرار گرفت؛ معادله کاریویاسودای تصحیح شده در این کار پژوهشی برای مدل سازی بستگی گرانروی به سرعت برشی استفاده شد.
    کلیدواژگان: نانوسیال، نانوذره های منیزیم اکسید، پلی اتیلن گلیکول، ویژگی های رئولوژیکی، ویژگی های حجمی
  • محسن میرزایی، سید محمد صادق حسینی* صفحات 61-66
    در این پژوهش، یک روش نوین پردازش تصویر برای جداسازی و اندازه گیری نانوذره ها در تصویرهای میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)  ارایه شده است. در این روش، با پیش پردازش یک نمونه تصویر TEM، که توسط صافی غیرخطی مدین و یکنواخت سازی هیستگرام صورت گرفت، روشنی آن بهبود یافته و سپس براساس آستانه گذاری، تصویر TEMبه تصویر باینری تبدیل شد. در مرحله بعدی، نانوذره ها به صورت گروه های جداگانه تفکیک شده و مورد آنالیز قرار گرفتند و قطر آن ها بر اساس تحلیل مساحت محاسبه شد. برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی، الگوریتم ارایه شده بر روی نمونه ای دیگر از  عکس TEMنانوذره ها، آزمایش شده و با نتیجه های دیده شده مقایسه شد. نتیجه ها نشان داد روش ارایه شده، توانایی دقیق و سریعی در بررسی برخط تصویرهای TEMبه صورت به طور کامل هوشمند را دارد که  امکان استفاده را برای کاربردهای پژوهشی با تصویرهای زیاد فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: نانوذره ها، تصویرهای TEM، پردازش تصویر، کاهش نویز، برچسب گذاری اجزا
  • محمدد سیروس آذر*، منوچهر قاسمی صفحات 67-77
    در این پژوهش، نسل جدیدی از مسدود کننده های خطوط لوله گازدار توزیع و انتقال گاز طبیعی برای جلوگیری از نشت گاز در زمان انجام عملیات جوشکاری بر پایه هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده است. مسدود کننده های هیدروژلی نانوکامپوزیتی بر پایه هیدروژل پلی وینیل الکل به عنوان فاز زمینه و نانو خاک رس مونت موریلونیت به عنوان فاز تقویت کننده تهیه شدند. برخی ویژگی های ساختاری، فیزیکی و مکانیکی مسدود کننده ها بر پایه آزمون های تجربی بررسی شد. همچنین سینیتک خشک شدن و عملکرد مسدود کنندگی آن ها نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که مسدود کننده ها دارای شکل شناسی احتمالی از هم گسیخته بوده و حضور مونت موریلونیت در ساختار آن ها موجب افزایش میزان اتصال های عرضی و بهبود ویژگی های مکانیکی (افزایش 280 درصدی در مدول الاستیک و کاهش 43 درصدی در ازدیاد طول تا پارگی )  می شود. نتیجه های آزمون خشک شدن نشان داد که مسدود کننده ها در مدت زمان یک ساعت به حدود 60 تا 70 درصد وزن اولیه خود کاهش وزن می یابند. نتیجه های آزمون بررسی عملکرد مسدود کنندگی نشان داد که مسدود کننده ها قابلیت تحمل فشار گاز تا psi 9 را دارا هستند. نتیجه ها نشان داد که قابلیت مسدود کنندگی و بیشینه فشار قابل تحمل مسدود کننده ها با افزایش قطر و طول مسدود کننده افزایش می یابد. آزمون های انجام شده به منظور بررسی قابلیت مسدودکنندگی مسدود کننده ها اثبات کننده ی عملکرد یگانه آن ها در انسداد و درزبندی کامل خطوط لوله گاز به منظور جلوگیری از نشتی گاز طبیعی بود. در مجموع، می توان عنوان نمود که هیدروژل های نانوکامپوزیتی تهیه شده گزینه ای مناسب برای استفاده به عنوان مسدود کننده های نوین در انجام عملیات جوشکاری خطوط لوله گاز طبیعی به شمار می آیند.
    کلیدواژگان: هیدروژل نانوکامپوزیتی، مسدودکننده، گاز طبیعی، خط لوله، جوشکاری
  • زهرا محمدنیا*، ابراهیم احمدی، عاطفه سادات فرندپور صفحات 79-93
    آلفا-اولفین های خطی از مهم ترین فراورده های صنعت پتروشیمی هستند که کاربردهای فراوانی در تهیه شوینده ها، روان کننده ها، الک ل های نرم کننده و همچنین به عنوان کمک مونومر در تولید پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) دارند. اولیگومرشدن اتیلن به ویژه تریمر شدن اتیلن برای تولید 1-هگزن یکی از روش های تهیه ی این مواد پرمصرف پتروشیمی است که در آن از کاتالیست های گوناگون درحضور گاز اتیلن استفاده می شود. به همین منظور کاتالیست تریمرشدن اتیلن برای تولید انتخابی 1-هگزن براساس سامانه چهارجزئی {کرومیوم تریس 2-اتیل هگزانوات، تری اتیل آلومینیوم، 2، 5-دی متیل پیرول، هگزاکلرواتان} با راندمان و خلوص بالا سنتز و با روش های گوناگونی مانند FT-IR، UV-Visible، CHNS و ICP شناسایی شد. تاثیر فشار، نسبت Al/Cr، نوع لیگاند، حلال و روش های متفاوت انجام واکنش تریمرشدن روی بازده و گزینش پذیری کاتالیست برای تولید 1-هگزن بررسی و بهینه شد. با افزایش فشار اتیلن بازده تولید 1-هگزن افزایش یافت. استفاده از هگزاکلرواتان به عنوان شتاب دهنده درحضور حلال آلیفاتیک نرمال هپتان موجب افزایش بازده کاتالیست شد. بازده کاتالیست با افزایش نسبت Al/Crتا 40 افزایش یافت. بهترین روش انجام واکنش تریمرشدن، ساخت محلول های دوتایی کاتالیست-لیگاند و کمک کاتالیست هگزاکلرواتان به صورت جداگانه و افزودن آن ها به راکتور است. تریمرشدن اتیلن با استفاده از این سامانه کاتالیستی در فشار 27 بار، دمای C°90، حلال نرمال هپتان و نسبت 40=Al/Cr منجر به تولید انتخابی 1-هگزن با بازده (g 1-C6/g Cr.h)193850 و گزینش پذیری %8/91 شد.
    کلیدواژگان: آلفا-اولفین، تریمرشدن اتیلن، کرومیوم 2-اتیل هگزانوات، تری اتیل آلومینیوم، پیرول، 1-هگزن
  • محمدحسین کوثری*، اعظم گنج خان لو صفحات 95-102
    مایع های یونی بر پایه ی ایمیدازولیوم با آنیون دی سیانامید، [N(CN)2]-، دارای دمای ذوب پایین، پایداری گرمایی و شیمیایی بالا، هدایت یونی بالا و گرانروی پایین هستند که آن ها را داوطلب های مناسبی در کاربردهای صنعتی گوناگون می کند. در این کار، ویژگی های ساختاری و ترمودینامیکی دو مایع یونی بر پایه ی کاتیون 1 آلکیل 3 متیل ایمیدازولیوم، [amim]+، (آلکیل = متیل و اتیل) و [N(CN)2]-با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه شده است. میدان نیروی ناقطبیده تمام اتم به کار برده شد تا اثرتغییر شاخه جانبی آلکیل از متیل به اتیل و دما بر رفتار مایع های  یونی بررسی شود. کمیت هایی مانند تابع توزیع شعاعی، تابع توزیع فضایی، چگالی مایع یونی، ضریب انبساط گرمایی هم فشار و آنتالپی تبخیر مولی مطالعه شدند. چگالی مایع یونی [dmim][N(CN)2] در همه دماها بیش تر از [emim][N(CN)2] است که به علت تقارن نسبی بالاتر و انباشتگی بیش تر [dmim]+ در حالت مایع  است. با افزایش طول زنجیر آلکیل از متیل به اتیل، برهم کنش های الکتروستاتیک بین یون ها تضعیف شده و برهم کنشهای واندروالسی بین یونی تقویت می شود و در نتیجه آنتالپی تبخیر کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، مایع یونی، آنیون دی سیانامید، کاتیون ایمیدازولیوم، تابع توزیع شعاعی، ویژگی های ترمودینامیکی
  • محمدحسین کوثری*، سید محمد ترابی صفحات 103-112
    برای مدتی طولانی در گذشته آب به عنوان ناخالصی ناخواسته نسبت به مایع های یونی خالص در نظر گرفته می شد، زیرا حضور مقدار کم آب ویژگی های مایع های یونی را تغییر زیادی می دهد. ولی در حال حاضر آب شریک بسیار مهمی برای مایع های یونی است، زیرا مخلوط مایع یونی آب یک راهبرد آسان برای کنترل و دستیابی به ویژگی های یگانه هر دوی آن ها است. به کارگیری این نوع از مخلوط های دوتایی همچنین امکان انجام کاربردهای گسترده ای را در زمینه های گوناگون فراهم می کند. در این کار، از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه ی جزئیات رفتار دینامیکی مخلوط دوتایی مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم نیترات ([bmim][NO3]) با آب در کسر مولی های گوناگون استفاده شده است تا به تاثیر افزودن آب بر ویژگی های مایع یونی پی برده شود. دینامیک سامانه ها با محاسبه ی میانگین مربع جا به جایی و ضریب های خودنفوذی گونه ها مطالعه شد.حضور آب باعث افزایش چشمگیر ضریب های نفوذ یونی می شود. در مایع یونی خالص و محلول غلیظ مایع یونی، خودنفوذی کاتیون از آنیون بزرگ تر است؛ هر چند در مخلوط های دوتایی با کسر مولی آب بزرگ تر یا مساوی 25/0، آنیون ها تندتر از کاتیون ها نفوذ می کنند.
    کلیدواژگان: مایع یونی، آب، شبیه سازی دینامیک مولکولی، مخلوط دوتایی، خودنفوذی، میانگین مربع جابه جایی
  • حمدا.. صالحی*، زهره جاودانی، صغری بهرامی صفحات 113-123
    در این مطالعه ویژگی های ساختاری، الکترونی و اپتیکی سرامیک 3 BaZrO در فاز مکعبی و تاثیر فشار بر ویژگی های یاد شده را بررسی شده است. محاسبه ها با استفاده از روش امواج تخت بهبودیافته ی خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW) در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی انجام گرفته است و از نرم افزارهای WIEN2k و Quantum Espresso استفاده شده است. در این روش برای محاسبه ی پتانسیل تبادلی همبستگی از تقریب های LDA، PBE، PBEsol، GGA-WC، GGA+U، GGAmBJ و GGAmBJ+U استفاده شده است. با توجه به ساختار نوارهای انرژی ترکیب با استفاده از بهترین تقریب (GGAmBJ+U) مشخص شد یک گاف انرژی غیرمستقیم در راستای G-L به اندازه ی eV30/5 وجود دارد که این دلیلی بر عایق بودن ترکیب است. با توجه به نتیجه های به دست آمده از ساختار نواری و تابع دی الکتریک گذارهای احتمالی بعدی این ترکیب در راستای W-L، Γ و K رخ خواهد داد و دریافتیم که در تشکیل چگالی حالت های این ترکیب اوربیتال pاتم O دارای بیش ترین سهم در نوار ظرفیت و همچنین اوربیتال 3dا تم Baو Zrمنشا ایجاد قله های ناحیه های بالای نوار رسانش می باشند .این ترکیب دارای تراکم پذیری کم و سختی زیاد است. بیش ترین مقدار جذب و کم ترین مقدار بازتاب برای آن به ازای فوتون هایی با انرژی 53/20 الکترون ولت می دهد.
    کلیدواژگان: ترکیب BaZrO3، نظریه ی تابعی چگالی، تقریب هابارد، تقریب mBJ، ویژگی های اپتیکی
  • اکرم حسینیان، سمیه سلیمانی امیری، سعیده یحیایی، میرزاآقا بابازاده، لادن اجلالی* صفحات 125-136
    سنتز و تعیین ساختار ترکیب 4- (3- (2،4-دی کلروفنیل) تری آز-1-انیل) بنزآمید، CTB، با استفاده از طیف سنجی IR و 13C) و (1HNMR به دست آمد.ساختارهای بهینه سازی شده، عددهای موج ارتعاشی، مقدارهای جا به جایی شیمیاییH1و13Cو پارامترهای NBO مربوط به CTB با روش نظریه تابعیت چگالی (DFT/PBE1PBE) و هارتری فاک (HF) و با استفاده از مجموعه پایه ی 6-311+G(2d,p)  محاسبه شد. عددهای موج ارتعاشی هارمونیک طیف FT-IRبه دست آمده از روش های محاسباتی و مقدارهای  تجربی مقایسه شد. یک تفسیر دقیق از طیف های NMR مربوط به CTB گزارش شد. داده های به دست آمده از محاسبه های نظری با اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی داشتند افزون بر این،  مقدار log P و ویژگی های ترمودینامیکی با برنامه های ChemBioOffice, ACD/LogP و ALOGPS محاسبه شد. همچنین آنالیز اوربیتال پیوندی طبیعی (NBO) برایCTB انجام شد.
    کلیدواژگان: 4- (3- (2، 4-دی کلروفنیل) تری آز-1-انیل) بنزآمید، FT-IR، NMR، DFT، آنالیز NBO
  • اسلام پوربشیر*، ژیلا مهاجری اول، مهدی نکویی، سمیه حمیدوند صفحات 137-148
    مطالعه ارتباط کمی ساختار فعالیت (QSAR) برای مدل سازی و پیش بینی فعالیت مهارکنندگی PIM،39 ترکیب از مشتق های تری آزولوپیریدین به کار گرفته شد. نخست پس از رسم و بهینه سازی ساختار ترکیب ها و محاسبه توصیف کننده ها، مجموعه داده ها به صورت تصادفی به دو مجموعه آموزش و آزمون تقسیم شد. در انتخاب مهم ترین توصیف کننده ها روش گام به گام (SW) و الگوریتم ژنتیک (GA) استفاده شد. سپس برای مدل سازی و پیش بینی فعالیت های ترکیب ها از روش برازش خطی چندگانه (MLR) استفاده شد. مقایسه مدل های SW-MLRو GA-MLR نشان داد که GA-MLR نسبت به SW-MLR نتیجه های بهتری به دست می دهد. سپس برای بررسی اعتبار مدل ها از روش های اعتبارسنجی تقاطعی (LOO) و (LGO)، Y- تصادفی و آزمون خارجی استفاده شد. این مطالعه نشان داد که مدل GA-MLR با پنج توصیف کننده می تواند برای پیش بینی فعالیت ترکیب های دارویی همانند به کار رود و همچنین از تحلیل توصیف کننده های مدل می توان در طراحی ترکیب های دارویی نوین استفاده کرد.
    کلیدواژگان: ارتباط کمی ساختار فعالیت، الگوریتم ژنتیک، برازش خطی چندگانه، مهارکننده های PIM، مشتق های تری آزولوپیریدین
  • حمید مثمری، ابراهیم علایی*، محمود شوندی، سید محمد مهدی دستغیب، سعیده تشرفی صفحات 149-159
    آلودگی نفتی آب های زیرزمینی یکی از مهم ترین معضل های زیست محیطی کشورهای در حال توسعه به شمار می آید. روش های گوناگونی برای رفع این آلودگی از محیط زیست در دست است که در میان آن ها می توان به روش فنتون اصلاح شده اشاره کرد. در این پژوهش، پاک سازی آب زیرزمینی آلوده به بنزن به روش فنتون اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، نخست نانوذره های کلسیم پراکسید سنتز شده و سپس توسط سدیم آلژینات مورد کپسول سازی قرار گرفتند. سرانجام، کپسول های تهیه شده در آزمایش های پیوسته و ناپیوسته مورد بررسی عملکرد قرار گرفتند. در آزمایش های ناپیوسته با بهره گیری از g 1 از کپسول های نانوذره ها و g 1 از کپسول های 4FeSO حذف کامل آلاینده (mg/L 50) در طی 70 روز صورت پذیرفت. این در حالی بود که در بررسی های پیوسته، رفع آلاینده پس از 4 روز به صورت 100 % انجام شد. همچنین میزان اکسیژن محلول در راکتور نیز توسط کپسول های 2CaO از 4 به mg/L6 افزایش یافت. به این ترتیب در حضور کپسول های دارای کلسیم پراکسید و همچنین کپسول های دارای آهن سولفات در پایان 40 روز بررسی، میزان جمعیت میکروبی به CFU/mL 106 نسبت به نمونه شاهد (CFU/mL 104) رسید. نتیجه های به دست آمده، بازدهی بالا و قابلیت مناسب نانوذره های کلسیم پراکسید کپسوله شده توسط سدیم آلژینات را در حذف آلاینده بنزن از آب زیرزمینی نشان داد.
    کلیدواژگان: فنتون اصلاح شده، کلسیم پراکسید، 2CaO، پاکسازی آب زیرزمینی، آلودگی نفتی آب، ترکیب های آزادکننده اکسیژن
  • محمود پایه قدر*، الهه دهقان چناری، مهدی تقدیزی صفحات 161-168
    در این پژوهش، ثابت تشکیل (Kf) کمپلکس های برخی از یون های فلزی با لیگاند باز شیف 2،2- پیریدین 2،6- دی ایل بیس(نیتریلو(E) میتیلیدن ) در حلال اتانول در دمای °C25 به روش هدایت سنجی انجام و مشخص شد که این لیگاند با یون Li+ کمپلکسی با Kf دلخواه تشکیل می دهد. درنتیجه از این لیگاند به عنوان اصلاح کننده دیسک 18C برای استخراج فاز جامد و اندازه گیری یون لیتیم در نمونه های آبی به روش نورسنجی شعله ای، استفاده شد. با توجه به این که اندازه گیری لیتیم در شورابه ها و تلخابه ها به علت مزاحمت یون های زمینه و گرانروی بالای نمونه، به طور مستقیم با روش نورسنجی شعله ای مشکل است، نمونه ها به اندازه زیادی رقیق شدند، سپس مقدار لیتیم آن ها با استفاده از دیسک اصلاح شده با لیگاند استخراج و توسط نورسنج شعله ای اندازه گیری شد. شرایط بهینه استخراج، pH برابر 8، مقدار لیگاند برای اصلاح دیسک 0/4 میلی گرم، محلول شوینده 0/5 میلی لیتر پرکلریک اسید 3/0مولار تعیین شد و حد تشخیص روش µg/L 74/0 به دست آمد. روش پیشنهادی به عنوان روشی دقیق و حساس برای اندازه گیری لیتیم در شورابه ها به طور موفقیت آمیزی استفاده شد.
    کلیدواژگان: بازشیف، لیتیم، شورابه، استخراج فاز جامد، نورسنجی شعله ای
  • کامران قاسم زاده، عباس آقایی نژاد میبدی* صفحات 169-181
    در این پژوهش از روش تقریبی خط عملیاتی اصلاح شده (MOLM)به علت این که تطابق خوبی با حل هایدقیق دارد، برای مدل سازی و شبیه سازی فرایندهای جداسازی غشایی گازها استفاده شده است. نخست اعتبار این روش با نتیجه های مقاله های دیگر برای غشاهای آلی و غیرآلی ارزیابی شد و پس از تایید آن، به عنوان یک مطالعه موردی، با استفاده از این روش، سطح غشای مورد نیاز برای جداسازی ایزومرهای بوتان تولیدی در واحد LPG پالایشگاه تبریز محاسبه شد. نتیجه های این پژوهش نشان داد که روش MOLM برای آرایش جریان ناهمسو کارآیی ندارد ولی برای آرایش جریان همسو می تواند سطح غشای موردنیاز را بادقت پیشگویی نماید. نتیجه های مدل سازی نشان داد که با استفاده از سامانه های یک مرحل های نمی توان به فراورده هایی با خلوص بالا دست یافت، بدین منظور طراحی فرایند برای رسیدن به فراورده هایی با خلوص بالاتر از %98 از نرمال بوتان و ایزوبوتان تولیدی از واحد LPG پالایشگاه تبریز با استفاده از سامانه های چندمرحله ای غشایی به کمک روش MOLM صورت گرفت و سطح غشای موردنیاز برابر با m22910 به دست آمد. سرانجام، اثر پارامترهای کلیدی مانند انتخاب گری غشا، نسبت فشار جریان خوراک به عبور کرده بر روی سطح غشای مورد نیاز، بررسی شد.
    کلیدواژگان: جداسازی، فرایند غشایی، مدل سازی، ایزومرهای بوتان، روش خط عملیاتی اصلاح شده
  • صابر نیک سرشت، مسعود ریاضی، فرشاد فرشچی تبریزی* صفحات 183-193
    این مطالعه یک معادله ترمودینامیکی جدید برای کشش بین سطحی در سطح تماس فاز آلی آب در حضور ماده فعال در سطح یونی ارایه می دهد. ماده فعال در سطح آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) برای درستی صحت معادله به دست آمده انتخاب شده است. دما 25 درجه سلسیوس و فشار 1 اتمسفر از مرجع در نظر گرفته شده اند. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که معادله جدید می تواند کشش بی ن سطحی فاز آلی-آب در حضور تک ماده فعال در سطح را به خوبی توصیف کند. در این مطالعه هیدروکربن هایی چون نرمال هپتادکان، نرمال دکان، نرمال نونان، نرمال اوکتان، نرمال هگزان، 1-اوکتن، 1-هگزن، نرمال سیکلوهگزان، نرمال بوتیل بنزن و بنزن به عنوان فاز آلی در نظر گرفته شده اند. دو پارامتر 1) مساحت مولار و 2) ضریب توزیع توده سطح ماده فعال سطحی، با برازش منحنی داده های آزمایشگاهی به دست آمده اند. در همه موردهای بررسی شده، خطاهای معادله پیشنهادی این مطالعه نسبت به یکی از آخرین پژوهش های پیشین کم تر است. بازه ی میانگین مربع های خطا (MSE) برای معادله پیشنهادی 2(mn/m) 1/5-5/0 و برای معادله پیشین 2(mn/m) 9/23-8/1 است. نتیجه ها سازگاری خوبی را با داده های آزمایشگاهی در غلظت های کم تر و نزدیک به غلظت بحرانی مایسل (CMC) نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کشش بین سطحی، سطح تماس فاز آلی آب، ماده فعال در سطح یونی، غلظت بحرانی مایسل
  • حسن پهلوانزاده*، علی فرهودی، احمد آمرئی صفحات 195-204
    در این پژوهش، از مدل ترمودینامیکی ساده و دقیق برای پیش بینی نمودارهای فازی دما فشار هیدرات گاز اتان بدون افزودنی و همچنین گاز اتان در حضور افزودنی محلول در آب تتراهیدروفوران (THF) با سه غلظت 5، 8 و 10 درصد مولی استفاده شد. این مدل بر مبنای برابری فوگاسیته در فازهای مایع وهیدرات می باشد. از نظریه واندروالس پلاتیو برای بیان فوگاسیته ی فاز هیدرات، مدل توزیع گروهی UNIFAC برای محاسبه فوگاسیته ی آب در فاز مایع و برای فوگاسیته ی فاز گاز از معادله حالت های PRو SRK استفاده شد. در بخش عملی با استفاده از دستگاه آزمایشگاهی، شرایط تعادلی دما و فشار برای تشکیل هیدرات گاز اتان در حضور و بدون حضور بهبود دهنده ی محلول در آب THF به دست آمد. نتیجه های به دست آمده از مدل با نتیجه های آزمایشگاهی مقایسه و دقت مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. توافق خوبی بین داده های آزمایشگاهی و مدل سازی به دست آمد. میانگین درصد خطای مطلق  در سامانه های اتان خالص با دو معادله حالت SRKو PR، به ترتیب 92/0 % و 45/1 % و آب + اتان+ تتراهیدروفوران با دو معادله حالت SRKو PR، به ترتیب299/7 %  و  42/7 % می باشند.
    کلیدواژگان: هیدرات، گاز اتان، بهبوددهنده ی ترمودینامیکی، تتراهیدروفوران، دما و فشار تعادلی، مدل سازی
  • محمود فرزانه گرد*، حسین خوش نظر صفحات 205-220
    در این مطالعه، کمپرسور رفت و برگشتی دو مرحله ای  گاز طبیعی با استفاده از مدل گاز ایده ال و واقعی شبیه سازی شده است.  برای این منظور، مدل سازی صفر بعدی بر حسب زاویه لنگ توسعه داده شد. برای مدل سازی، قانون اول ترموینامیک و بقای جرم برای حجم های کنترل گوناگون شامل محفظه های سیلندر، محفظه های ورودی و محفظه های خروجی همراه با معادله های حرکت پیستون و سوپاپ، معادله شدت جریان جرمی از درون ارفیس و سوپاپ، و همچنین معادله های انتقال گرمای مبدل میانی مورد استفاده قرار گرفت.  برای محاسبه ویژگی های ترمودینامیکی در مدل گاز واقعی از معادله حالت AGA8 استفاده شده است. نتیجه های به دست آمده از این مدل سازی برای یک کمپرسور هوا با استفاده از نتیجه های پژوهش های گذشته مقایسه و اعتبار بخشی شد. سپس به بررسی تاثیر استفاده از مدل گاز واقعی بر پیش بینی رفتار و پارامترهای کارایی کمپرسور دو مرحله ای گاز طبیعی پرداخته شد. فشار ورودی و خروجی این کمپرسور به ترتیب 122/4 و 795/9 مگاپاسکال می باشند. نتیجه ها نشان می دهد که فشار میانی در مدل سازی واقعی (015/4 مگاپاسکال) کم تر از شبیه سازی ایده ال(093/4 مگاپاسکال) می باشد. همچنین شدت جریان جرمی کمپرسور در مدل سازی واقعی (kg/h 67/730) بیش تر از مدل سازی ایده ال (kg/h 3/710) پیش بینی شده است. همچنین دمای گاز خروجی از کمپرسور در مدل سازی ایده ال کم تر از واقعی می باشد.
    کلیدواژگان: کمپرسور رفت و برگشتی دو مرحله ای، شبیه سازی ترمودینامیکی، گاز طبیعی، معادله حالت AGA8
  • آزیتا قربانی، مریم حسینی*، سیروس ابراهیمی صفحات 221-228
    بتاکاروتن یک رنگدانه قرمز نارنجی است که در گیاهان و میوه ها یافت می شود. یکی از بهترین منابع تولید بتاکاروتن میکروجلبک ها می باشند. تاکنون تولید بتاکاروتن در نمونه های خالص بررسی شده است. به دلیل مشکل های عملی کشت های خالص، دراین مطالعه تنش شدت نور بر نمونه های کشت مختلط دریاچه خزر و میکروجلبک خالص دونالیلا سالینا اعمال و چگونگی رشد، میزان کلروفیل تولید شده و تجمع بتاکاروتن در گونه های مورد آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش ، شرایط عملیاتی آزمایش برای هر دو نمونه یکسان با 5/7  pH و دور هم زدن rpm 160 بود. تنش نوری در شرایط عملیاتی یکسان و دمای  oC 28 - 26 در روز ششم اعمال شد. با اعمال این تنش مقدار بتاکاروتن در میکروجلبک دونالیلا سالینا از مقدار اولیه 9/5 به مقدار پایانی mol Beta-Carotene/g Protein 5/19 و در میکروجلبک دریاچه خزر از مقدار اولیه 3/7 به مقدار پایانی mol Beta-Carotene/g Protein 7/22 رسید. غلظت پروتئین در آغاز و پایان فرایند کشت های خالص و مختلط به ترتیب از 3/467 به  mg/L 9/1239 و از 2/495 به mg/L 3/1131 رسید. نتیجه های به دست آمده از این مطالعه، پتانسیل بالای میکروجلبک کشت مختلط دریاچه خزر به عنوان جایگزین مناسب میکروجلبک خالص دونالیلا را نشان می دهد. درنتیجه تولید بتاکاروتن با استفاده از میکروجلبک های مختلط دریاچه ی خزر که نیازی به استریلیزاسیون ندارد، اقتصادی تر از نمونه خالص بوده و به دلیل هزینه های کم تر، امکان صنعتی شدن آن افزایش می یابد
    کلیدواژگان: بتاکاروتن، تنش شدت نور، میکروجلبک دونالیلا سالینا، میکروجلبک دریاچه خزر
|
  • Mohammad Javad Taghizadeh *, Seyed Salman Seyed Afghahi, Keyvan Amirpoor _ Pages 1-12
    In this research, chiral nickel nanocomposite was synthesized, which has the property of stealth by the ability to absorb microwave waves. In the synthesis of this nanocomposite, the first, graphene oxide synthesized with the method of Homer with paraphenylenediamine was reacted and then using carbon dioxide salts, a carbon-carbon bond between modified graphene oxide and a single-walled carbon nanotube was established. Then, in the presence of this hybrid, aniline polymerization was carried out in acidic medium using ammonium peroxy sulfate as a primer, which resulted in the production of graphene oxide, a single-wall carbon nanotube, and polyaniline. The doping of this nanocomposite in ammonia solution, then washing and drying the doping of the nanocomposite with chiral tartaric acid, created the chiral nanocomposite. Afterward, nickel ions were loaded with hydrazine as a reducing agent on a chiral nanocomposite. All of the synthesized materials were identified by the infrared spectrum and the results indicated that the synthesis of chiral nickel nanocomposites was successful. Structural and morphological analysis of synthetic compounds were used for Scanning Electron Microscopy (SEM). The crystalline properties of synthetic compounds were also investigated by X-ray Diffraction (XRD). Ultimately, the microwave absorption spectra of the composite were investigated.
    Keywords: Chiral nanocomposite, Graphene oxide, Single wall carbon nanotube, Polyaniline
  • Marzieh Bayat, Maryam Ranjbar *, Soheila Shokrollahzadeh Pages 13-20
    Catalytic ozonation has been used for the removal of pollutants in water and wastewater treatment. In this research, Mn3O4 nanocatalyst was synthesized by coprecipitation method by using Mn(CH3COO)2.4H2O and characterized by Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD) and Energy Diffraction X-ray (EDX). According to the SEM image the morphology of Mn3O4 nanocatalyst has been nano spherical and an average diameter of about 10-20 nm. The Mn3O4 nanocatalysts were applied for degradation of phenol in aqueous solution.  The concentration of phenol in solution at 60 minutes was obtained 98.43 % where increase 16.98 % compared with single ozonation (without catalyst). Also, the mineralization of phenol by catalytic ozonation has been used synthesized catalysts amount 32.5 % increasing indicate the effects applied catalysts for degradation phenol.
    Keywords: Mn3O4 nanocatalyst, catalytic ozonation, phenol degradation, coprecipitation
  • Seyed Reza Yahyavi, Mohammad Haghighi *, Sirous Sahfiei, Mozaffar Abdollahifar, Farhad Rahmani Pages 21-32
    In this study, Ni-Co/Al2O3-MgO nanocatalysts with two Al/Mg ratios of 0.5 and 5 were synthesized successfully using the impregnation method. The synthesized nanocatalysts were characterized by XRD, FESEM, BET, and FT-IR. The Ni-Co/Al2O3-MgO (Al/Mg=5) nanocatalyst showed high activity among other samples, which is due to its desired textural properties. XRD analysis illustrated that the Ni-Co/Al2O3-MgO (Al/Mg=5) nanocatalyst has smaller and well-dispersed NiO crystals. Also, the Ni-Co/Al2O3-MgO (Al/Mg=5) nanocatalyst due to BET analysis has a high specific area. According to the FESEM images, nanoscale particles with uniform surface size distribution have been observed in the Ni-Co/Al2O3-MgO (Al/Mg=5) nanocatalyst. During the 600 min stability test, feed conversion, and H2/CO molar ratio remained at constant values for the superior nanocatalyst.
    Keywords: Impregnation, Ni-Co, Al2O3-MgO, Methane dry reforming, Hydrogen
  • Forogh Gasemi, Mohammad Reza Hormozinezad *, Morteza Mahmoudi Pages 33-44
    Superparamagnetic Iron Oxide NPs (SPIONs), because of their multi-task capabilities, (e.g. magnetic labeling, cell isolation, hyperthermia, and controlled drug release) have been recognized as one of the most promising NPs for theranostic applications. When NPs come in contact with a biological medium, the surfaces of them are covered by biomolecules (e.g., proteins, natural organic materials, and enzymes). Therefore, what a biological entity, such as cells, tissues, and organs, sees when interacting with NPs is the different original pristine surface of the NPs and actually is hard protein corona. The shape of NPs has a great impact on proteins adsorb onto its surface and consequently on the way that cells interact with it. In this research, goethite (α-FeOOH) nanorods have been synthesized using homogenous co-precipitation of Fe2+ and Fe3+ ions using slow hydrolysis of urea at 90 °C. It is revealed that urea plays a crucial role not only as a base source but also as a soft template to form α-FeOOH nanorods. Cytotoxicity of nanorods was assessed using the MTT assay, which is a nonradioactive, colorimetric assay. The cell-SPION incubation time was selected 4, 8 and 48 h. According to the results, the biocompatibility of the polyethylene glycol coated particles is higher than bare. Influence of shape and aspect ratio of as-synthesis NPs in protein absorption profile on the surface of them has been investigated. One-dimensional sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (1D SDS-PAGE) was used for separation of Fetal Bovine Serum (FBS) proteins absorbed onto NPs and demonstration of the shape and aspect ratio influences.
    Keywords: Superparamagnetic iron oxide nanoparticles, Protein Corona, biocompatibility, Aspect Ratio, Protein absorption
  • Mahsa Ghazanfar, Agdam, Roghayeh Majdan, Cegincara * Pages 45-60
    Polyethylene glycols, PEGs, with molar masses of 2000 and 6000 g/mol were dissolved in PEG with a molar mass of 400 g/mol to prepare the homogeneous solutions. Rheological properties and density values for these solutions have been measured. Nanoparticles of MgO were added to these solutions and dispersed by an ultrasonic bath for making homogeneous nanofluids. The UV-Vis spectroscopy, zeta potential, and dynamic light scattering have been used to specify the stability and particle size distribution of colloidal solutions studied. Density values of prepared nanofluids have been measured at different temperatures. The excess molar volumes were calculated from density data for highlighting the interparticle interactions occurred in nanofluids. Polynomial equation and Singh et al. model were used for fitting the excess molar volume values of binary and ternary systems, respectively. Fluid flow and suspense structure of MgO nanoparticles in solutions of PEG400, PEG400-PEG2000, and PEG400-PEG6000 were studied by measuring the rheological properties at T=298.15 K. Bingham plastic and Herschel-Bulkley equations have been used for modeling the dependence of shear stress on shear rate. Carreau-Yasuda model has also been modified for modeling the viscosity values.
    Keywords: Nanofluids, Magnesium oxide nanoparticles, Polyethylene glycol, Rheological properties, Volumetric Properties
  • Mohsen Mirzaei, Seyed Mohammad Sadegh Hosseini * Pages 61-66
    In this research, a new image processing method has been developed to separate and measure the distribution of nanoparticles in TEM images. In the proposed method, the pre-processing procedures, including median filter and histogram equalization, have been used to improve the image quality, then according to the auto-defined threshold, the image has been binarized. In the consequent procedures, in order to distinguish and separate the nanoparticles, the labeled connected component has been applied to the binary image. To validate the proposed method, the algorithm has been applied in two TEM images. The results were compared with the manual measurement while agreeing well with manual measurements. The merits of the proposed method are: the ability to analyze accurately the nano-clusters with a very high number of the particle as well as a low computational cost and fast processing, which makes it suitable to process large stacks of images, such as those generated by TEM.
    Keywords: nanoparticles, TEM images, image processing, Noise reduction, Labeled connected component
  • Mohammad Sirousazar *, Manoochehr Ghasemi Pages 67-77
    In this research, a novel generation of stoppers for in-service natural gas distribution and transportation pipelines was prepared on the basis of nanocomposite hydrogels for preventing the gas leakage during the welding operation. The nanocomposite hydrogel stoppers were prepared on the basis of polyvinyl alcohol as the matrix phase and montmorillonite nanoclay as the reinforcing phase. Some structural, physical and mechanical properties of the prepared stoppers were experimentally investigated and their dehydration kinetics and the stopping performances were also evaluated. The results showed that the nanocomposite hydrogel stoppers possibly had an exfoliated morphology and the presence of montmorillonite in their structures increases the crosslinking and improves the mechanical properties (up to 280% increase in the elastic modulus and a 43% decrease in the elongation at break). The results obtained from the dehydration tests demonstrated that the weights of prepared stoppers are reduced to 60-70 % of their initial weights during the first hour of the dehydration process. The results obtained from the stopping performance showed that the prepared nanocomposite hydrogel stoppers could undergo the gas pressure up to 9 psi. It was observed that the stopping ability and the maximum endurable pressure of the prepared nanocomposite hydrogel stoppers are increased by increasing the diameter and length of the stopper. The accomplished experiments for investigating the stopping ability of the nanocomposite hydrogel stoppers proved their unique performances in perfect sealing and preventing gas leakage in natural gas pipelines. In general, it can be expressed that the prepared nanocomposite hydrogels are suitable candidates to be used as novel stoppers during the welding operation in the natural gas distribution and transportation pipelines.
    Keywords: Nanocomposite hydrogel, Stopper, Natural gas, Pipeline, Welding
  • Zahra Mohamadnia *, Ebrahim Ahmadi, Atefeh Sadat Farandpour Pages 79-93
    Linear alpha-olefins are one of the most important products of the petrochemical industry, which are widely used in the preparation of detergents, lubricants, plasticizers and also as co-monomer in the production of Linear Low-Density PolyEthylene (LLDPE). Ethylene oligomerization, especially ethylene trimerization (1-hexene production), is one of the most important methods used to produce these high-consumption materials, in which different catalysts are used in the presence of ethylene gas. In this regard, ethylene trimerization catalyst based on four-component system {2,5-dimethylpyrrole (DMP)/Cr(III)/Triethyl Aluminum (TEA)/hexachloroethane (HCE)} was prepared with high purity and the prepared catalyst was characterized using different analysis such as FT-IR, UV-Visible, CHNS, and ICP. The effect of ethylene pressure, the molar ratio of Al/Cr, ligand and solvent types and different injection methods on activity and selectivity was studied. Also, with increasing the ethylene pressure, the productivity of 1-hexane increased. The use of hexachloroethane as an accelerator in the presence of n-heptane aliphatic solvent increased the yield of the catalyst. The best way to perform the trimerization reaction was the production of dual catalyst-ligand and cocatalyst-hexachloroethane solutions separately and adding them to the reactor. Ethylene trimerization using this catalytic system at 27 °C, 90 °C, normal heptane solvent and Al/Cr ratio of 40 resulted in selective production of 1-hexene with a yield of 193850 (g L-C6/g Cr.h) and selectivity of 91.8 percent.
    Keywords: Alpha Olefin, Ethylene trimerization, Chromium 2-ethylhexanoate, Triethylaluminum, Pyrrole, 1-Hexene
  • Mohammad Hossein Kowsari *, Azam Ganjkhanloo Pages 95-102
    Imidazolium-based Ionic Liquids (ILs) with the dicyanamide anion, [N(CN)2]-, have low melting temperature, high thermal and chemical stabilities, high ionic conductivity and low viscosity making them ideal candidates in the different industrial applications. In this work, the structural and thermodynamic properties of two ILs based on 1-alkyl-3-methylimidazolium cation, [amim]+, (alkyl = methyl and ethyl) and [N(CN)2]-, are studied using molecular dynamics simulations. The non-polarizable all-atom force field was applied to investigate the influence of the effect of changing alkyl side chain from methyl to ethyl and temperature on the behavior of ILs. The quantities such as the radial distribution function, spatial distribution function, the density of IL, molar volume, isobaric thermal expansion coefficient, and enthalpy of vaporization were studied. The density of the [dmim][N(CN)2] is larger than that of the [emim][N(CN)2] at all temperatures because of the relatively higher symmetry and greater packing of [dmim]+ in the liquid state. With increasing alkyl chain length from methyl to ethyl, the electrostatic interactions between ions are weakened and the van der Waals interactions are strengthened, and consequently, the enthalpy of vaporization is decreased.
    Keywords: Molecular Dynamics Simulation, Ionic liquid, dicyanamide anion, imidazolium cation, radial distribution function, Thermodynamic properties
  • Mohammad Hossein Kowsari *, Seyed Mohammad Torabi Pages 103-112
    For long last time water has been considered as an inimical contaminant to pure Ionic Liquids (ILs) because the presence of a low amount of water drastically changes the properties of ILs. But, water is now a very important partner for ILs because mixing the IL-water is an easy strategy to control and access to unique properties of both of them. Applying this type of binary mixtures also provides a broad application in different fields. In this work, molecular dynamics simulations were used to study the details of the dynamical behavior of the binary mixture of 1-butyl-3-methylimidazolium nitrate ([bmim][NO3]) and water in different molar fractions in order to discover the influence of water addition on the properties of the ionic liquid. The dynamics of systems studied by the computing of mean-square displacement and self-diffusion coefficients of species. The presence of water causes significant enhancement of ionic self-diffusion coefficients. In neat IL and the concentrated IL solution, self-diffusion of the cation is higher than that of the anion; however, in the binary mixtures with the water molar fraction greater than or equal to 0.25, the anions diffuse faster than the cations.
    Keywords: Ionic liquid, water, Molecular Dynamics Simulation, Binary mixture: Self-diffusion, Mean Square Displacement
  • Hamdollah Salehi *, Zohre Javdani, Soghra Bahrami Pages 113-123
    In this research, we investigated the structural, electronic and optical properties of BaZrO3 ceramics and the effects of pressure on these properties were studied. The calculations have been performed by Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method in the framework of density functional theory and we used WIEN2k and Quantum Espresso packages. The exchange and correlation potential terms are calculated by LDA, PBE, PB Esol, GGA-WC, GGA+U, modified Becke–Johnson (mBJ) and GG Am BJ+U approximations. The calculated band gap for BaZrO3with the best approximation GG Am BJ+U shows that there is an indirect band gap at the Γ-L direction that it is equal to 5.30eV, so BaZrO3 is an insulator. The results of the band structure and the dielectric function show that the next probable transitions appear at W-L, Γ- Γ and K-K directions and by calculation of density of states we find that p orbital of O atom possesses the majority of contributions in the valence band and at the top of the conduction band, 3d orbitals of Ba and Zr atoms have the dominant contribution. This compound has low compressibility and high hardness. The maximum of absorption, the minimum of reflection and the Plasmon peak occur when the energy of photons is 20.53 eV.
    Keywords: BaZrO3, density functional theory, Hubbard approximation, mBJ approximation, optic properties
  • Akram Hosseinian, Somayeh Soleimani Amiri, Saeideh Yahyaei, Mirza Agha Babazadeh, Ladan Edjlali * Pages 125-136
    Abstract-4-(3-(2,4-Dichlorophenyl)triaz-1-enyl)benzamide, CTB, was synthesized and characterized using IR and NMR (1H and 13C) spectroscopy. The optimized geometry, vibrational wave numbers, 1H and 13C chemical shift values and NBO parameters of CTB were computed with Density Functional Theory (DFT/PBE1PBE) and Hartree-Fock (HF) methods using 6-311+G(2d,p) basis set. The harmonic vibrational wavenumbers were calculated and their scaled values were compared with the experimental FT-IR spectrum. A detailed interpretation of the NMR spectra of CTB was reported. The calculated data are in reasonably good agreement with the experimental measurements. Moreover, the logP value and thermodynamic properties were estimated with ChemBioOffice Ultra 11.0, ACD/LogP and ALOGPS programs. The NBO analysis was carried out for CTB.
    Keywords: 4-(3-(2, 4-Dichlorophenyl)triaz-1-enyl)benzamide, FT-IR, NMR, DFT. NBO analysis
  • Eslam Pourbasheer *, Zhila Mohajeri Avval, Mehdi Nekoei, Somayeh Hamidvand Pages 137-148
    Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) was developed for modeling and predicting of the PIM inhibitory activities a data set containing 39 structures of triazolopyridine derivatives with known biological activities. Segmentation the whole dataset into a training set and test set was performed randomly. StepWise (SW) and Genetic Algorithm (GA) techniques with Multiple Linear Regression (MLR) were used to select the most important descriptors and to create the best prediction model. Comparison of the results obtained for SW-MLR and GA-MLR models was showed that GA-MLR model is superior to the SW-MLR model. The robustness and the predictive ability of the final GA-MLR model validated by internal and external statistical validations including Leave-One-Out (LOO) cross-validation, Leave-Group-Out (LGO) cross-validation, Y-randomization and external test set. High agreement between experimental and predicted activity values indicated that GA-MLR model with five variables has good quality and it could be used in design novel compounds with higher PIM inhibitor activity.
    Keywords: QSAR, Genetic algorithms (GA), Multiple Linear Regressions (MLR), PIM inhibitors, Triazolopyridine derivatives
  • Hamid Mosmeri, Ebrahim Alaee *, Mahmood Shavandi, Seyed Mohammad Mehdi Dastgheib, Saeideh Tasharrofi Pages 149-159
    Petroleum hydrocarbon contamination of groundwater has become a widespread environmental issue in developing countries. In recent years, various technologies have been applied to remediate petroleum pollutants from groundwater, such as Modified Fenton (MF). In the present study, treatment of benzene-contaminated groundwater is investigated. In the first step of the experiments, calcium peroxide nanoparticles were synthesized, then encapsulated using sodium alginate. Moreover, application of synthesized capsules in benzene removal from groundwater was evaluated in batch and column studies. In the batch experiments, 50 mg/L of benzene was removed completely within 70 days. Whereas, the pollution removal reached 100% after 4 days in the column experiments. In addition, the dissolved oxygen of the reactor with CaO2 capsules raised from 4 to 6 mg/L. The microbial count was increased to 106 CFU/mL, while the blank experiment was approximately 106 CFU/mL. Consequently, the results showed high efficiency and appropriate performance for encapsulated calcium peroxide nanoparticles for remediation of benzene from groundwater.
    Keywords: modified Fenton, calcium peroxide, CaO2, groundwater remediation, petroleum pollution of water, oxygen releasing compounds
  • Mahmoud Payehghadr *, Elaheh Dehghan Chenari, Mehdi Taghdiri Pages 161-168
    In this research, the formation constant (Kf) of some metallic ions complexes with 2,2- pyridine 2,6- diyil bis(nitrilo (E) methyliden Schiff base ligand in ethanol at 25°C have determined coductometrically, and the data showed good complex formation with Li+ ion. Thus this is used for modification of C18 disk for solid phase extraction (SPE) of Li+ from waters and brines samples and determination by flame photometer. Since the direct determination of lithium in brines by flame photometry is difficult, because of a large amount of interferences ions and high viscosity of the sample, thus the samples were diluted extremely. Then lithium has extracted by ligand modified C18 disk and determination by flame photometer. In the optimum condition, pH = 8, 4.0 mg of ligand, 5.0 mL 0.3M perchloric acid as an elution buffer, the detection limit of the method was 0.74 µg/L. The method has used for determination of trace amount of lithium ion in natural brines successfully.
    Keywords: Separation, Membrane process, Modeling, Butane Isomers, Modified Operation Line Method
  • Kamran Ghasemzadeh, Abbas Aghaeinejad, Meybodi * Pages 169-181
    In this work, the Modified Operation Line Method (MOLM) was used for modeling and simulation of the gas separation membrane process due to its simplicity and well compatibility with exact solution methods. This method reliability was verified by comparing the obtained results with the literature for both organic and inorganic membranes. Then, the verified model was applied to calculate the surface area of the membrane separation process, as a case study, for the separationof butane isomers produced in LPG unit of Tabriz refinery. The results showed that the MOLM method is not efficient for countercurrent flow pattern. But, this method can predict the required membrane area for cocurrent flow pattern accurately. Modeling results showed that high purity products can't be obtained using a single stage membrane. For this purpose, a processes design was performed to achieve products with a purity higher than 98% of normal and isobutane produced in LPG unit of Tabriz refinery by multistage membrane cascade using MOLM method and required membrane area was calculated to equal to 2910 m2. Also, the effects of the key parameters such as selectivity and ratio of feed pressure to permeate pressure on the membrane surface area were evaluated. and ratio of feed pressure to permeate pressure on the membrane surface area were evaluated.
    Keywords: Schiff Base, Lithium, Brine, SPE, Flame photometry
  • Saber Nikseresht, Masoud Riazi, Farshad Farshchi Tabrizi * Pages 183-193
    This study presents a new thermodynamic equation for interfacial tension at the organic phase/water interface in the presence of anionic surfactant. The anionic Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) is selected to check the validity of the derived equation. The temperature and pressure from the reference are considered as 25°C and 1atm, respectively. It is shown that the newly derived equation can properly describe the organic phase/water interfacial tension in the presence of a single surfactant. In this study, hydrocarbons including n-heptadecane, n-decane, n-nonane, n-octane, n-hexane, 1-octane, 1-hexene, n-cyclohexane, n-cyclohexene, n-butylbenzene, and benzene are considered as the organic phase. By curve-fitting of the experimental data, the following two parameters are obtained: 1) molar surface area, and 2) bulk-surface distribution coefficient of surfactant. In all cases investigated, errors for the proposed equation of this study are less than one of the latest previous works in the literature. The Mean Squared Error (MSE) ranges for the proposed equation and the previous work are 0.5-5.1 (mN/m)2 and 1.8-23.9 (mN/m)2, respectively. The results show a good agreement with the experimental data in the concentration region below and near the Critical Micelle Concentration (CMC).
    Keywords: IInterfacial tension, Organic phase, water interface, Ionic surfactant, Critical micelle concentration
  • Hassan Pahlavanzadeh *, Ali Farhoudi, Ahmad Amraei Pages 195-204
    In this work, hydrate formation conditions of ethane in the presence of THF as promoter and modeling of ethane hydrate formation were investigated. The Parrish-Prausnitz model was used because of its simplicity and accuracy, and SRK and PR equations of state were used in calculations. The mechanism of the experiment for finding the equilibrium point of hydrate formation is confliction of formation and dissociation curves. At first, pure ethane system and then system containing THF in three concentrations of 5, 8 and 10 mol% were hydrated in a stirred setup. In pure ethane system, experimental results were closer to reference results and the average error of modeling was low for both of equation of states. In the system containing THF promoter, there was more difference between experimental and modeling. The overall error of SRK equation of state was lower than PR. promotion effect of THF on ethane hydrate formation was more significant than reference additives. Also, in the concentration of 5 and 8 mol%, THF acted as a promoter but in a concentration of 10 mol%, it acted as an inhibitor.
    Keywords: Hydrate, Ethane, THF, Modeling, Hydrate Equilibrium Point, Thermodynamic Promoter
  • Mahmood Farzaneh, Gord *, Hossein Khoshnazar Pages 205-220
    In this study, a two-stage natural gas reciprocating compressor is simulated based on ideal and real models. To this end, a zero-dimensional numerical method based on the crank angle is developed. For this simulation, control volumes including compressor cylinders, suction, and discharge chambers with equivalent mass and energy equations along with piston movement, valve dynamic, and mass flow rate through valve and orifice equations and heat transfer equation for heat-exchanger are investigated. For real gas model, the AGA8 equation of state has been used for computing thermodynamic properties. Simulated results compared and validated with the previous experimental results for air reciprocating compressor. Then, the developed model is used to predict compressor behavior and performance parameters. It suction and discharge pressure was considered 4.122 and 9.795 MPa respectively. Predicted results show that intermediate pressure for simulation based on real gas (4.015 MPa) is lower than ideal gas (4.093 MPa). Furthermore, the mass flow rate based on the real model (730.67 kg/h) is higher than the ideal model (710.3 kg/h). In addition, discharge gas temperature prediction with the ideal model is lower than the real model.
    Keywords: two-stage reciprocating compressor, thermodynamic simulation, Natural gas, AGA8 equation of state
  • Azita Gorbani, Maryam Hosseini *, Sirous Ebrahimi Pages 221-228
    β-Carotene is a strongly colored red-orange pigment. Microalgae are high of interest since they can be a great source to synthesized Beta-carotene. So far, the production of beta-carotene has been studied in pure cultures. Because of the practical problems with pure cultures, in this study, the high light intensity has been applied to mixed microalgae species obtained from the Caspian Sea and also a pure culture of Dunaliella salina and the amounts of beta-carotene, chlorophyll and proteins have been measured. Operating conditions in the light stress were the same for both samples: pH=7.5, temperature 26-28 °C and stirring at 160 rpm. On the 6th day, the stress was applied. Final beta-carotene concentration of microalgae Dunaliella salina was increased from 5.9 to 19.5 mol Beta-Carotene/g Protein. However, the concentration was reached from 7.3 to 22.7 mol Beta-Carotene/g Protein for Caspian Sea microalgae. The initial and final concentration of protein was 467.3, 1239.9 and 495.2 and 1131.3 mg/L for pure and mixed culture, respectively. The results of this study show the potential of Caspian Sea mixed microalgae culture as a viable alternative for Dunaliella salina microalgae for beta-carotene production in industrial scales. Therefore, mixed microalgae culture can be used for Beta-carotene production which is preferable and more economical than sterile systems and consequently the possibility of process industrialization will be increased.
    Keywords: Beta Carotene, Light Stress, Microalgae Dunaliella Salina, Caspian Sea microalgae