فهرست مطالب

  • پیاپی 102 (اردیبهشت 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/02/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سخن سردبیر
  • اجمدعلی شکری، سعید طالبی*، مهدی سلامی کلجاهی صفحات 6-16

    پلیمریزاسیون مونومر 1،3-بوتادین، با استفاده از کاتالیست‌های مختلف زیگلر - ناتا بر پایه فلزهای تیتانیوم (Ti)، کبالت (Co)، نیکل (Ni) و نیودیمیوم (Nd) با ساز و کار کیوردیناسیونی1 انجام می‌شود. در این میان به کاتالیست‌های بر پایه نیودیمیوم، به دلیل تولید پلی‌بوتادین رابر2 با میزان سیس بالا و خطیت زیاد، توجه زیادی شده است. این مقاله، سینتیک پلیمریزاسیون مونومر بوتادین با کاتالیست‌های سه‌جزیی زیگلر – ناتا، شامل نمک‌های نیودیمیوم به عنوان کاتالیست، انواع آلکیل آلومینیوم‌های مختلف به عنوان کمک‌کاتالیست و هالیدهای آلکیل آلومینیوم به عنوان دانر3 را بررسی می‌کند. همچنین تاثیر اجزای کاتالیست روی سرعت واکنش پلیمریزاسیون، جرم مولی و توزیع جرم مولی پلیمر نهایی بررسی خواهد شد. به طور خلاصه، دانر هالیدی روی سرعت واکنش پلیمریزاسیون اثر می‌گذارد. با وجود اینکه تاثیر اصلی آلکیل آلومینیوم (نوع و مقدار آن) روی جرم مولی پلیمر است ولی روی سرعت پلیمریزاسیون هم بی‌تاثیر نیست. رفتار خطی مشاهده‌شده در نمودارهای جرم مولی بر حسب درصد تبدیل مونومر، گویای ماهیت زنده4 پلیمریزاسیون است. پلیمریزاسیون مونومر بوتادین در حضور انواع سامانه‌های کاتالیستی بر پایه Nd، می‌تواند از نوع انتقال زنجیر کیوردیناسیونی5 باشد. پلیمرهای سه‌بخشی6 سنتز‌شده از مونومر بوتادین با سایر مونومرها، تاییدی بر زنده ‌بودن این سامانه کاتالیستی است.

    کلیدواژگان: پلیمریزاسیون زنده، زیگلر - ناتا، بوتادین، نئودیمیوم، آلکیل آلومینیوم
  • احمد قضاتلو* صفحات 17-26

    در این تحقیق، روش نوین فرایند غنی‌سازی گاز طبیعی موازی با فرایند تشکیل هیدرات گازی معرفی شده و تاثیر نانوساختارهای گرافنی شامل نانوصفحات گرافنی، گرافن نانومتخلخل و گرافن هامرز بر این فرایند بررسی شده است. ابتدا نانوصفحات گرافنی به دو روش رسوب‌دهی بخار شیمیایی (CVD) و هامرز، سنتز و پس از آن نانوصفحات گرافنی و گرافن نانومتخلخل، عامل دار شدند تا اثر آن‌ها بر فرایند نیز سنجیده شود. سپس ساختار کریستالی و هندسی همه‌ی نانوساختارها با آنالیز‌های XRD، FTIR، SEM و BET بررسی شد. در ادامه، نانوسیال‌هایی حاوی 1% وزنی از نانوساختارها تهیه و در فرایند تشکیل هیدرات گاز طبیعی حاوی 7/92% متان تحت شرایط kPa 9/6 و C4 استفاده شد. برای مقایسه نتایج از نمونه شاهد حاوی 100 گرم آب دیونیزه استفاده شد. پس از تشکیل هیدرات، با افزایش تدریجی دمای راکتور و تجزیه 95% از هیدرات تشکیل‌شده، از گاز طبیعی نمونه‌گیری و با آنالیز GC، ترکیبات آن مشخص و با گاز اولیه مقایسه شد. نتایج به‌دست‌آمده گویای افزایش 48/3 و 06/4 درصدی متان و حذف ترکیبات خورنده همچون دی‌اکسیدکربن، به ترتیب در حضور گرافن نانومتخلخل و گرافن نانومتخلخل عامل‌دارشده است.

    کلیدواژگان: هیدرات، پایداری، غنی سازی، گرافن
  • آناهیتا مبصری، نسیم طاهونی*، سامان سبزچی اصل صفحات 27-40

    نیروگاه‌های حرارتی ازجمله بزرگ‌ترین مصرف‌کننده‌های انرژی در کشور هستند. در این مطالعه، تعدادی از راه‏حل‌های متداول کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده در نیروگاه‌ها بررسی شده است. در نیروگاه بخار، راه‌کارهایی برای بازیابی حرارت و آب هدررفته در زیرکش دیگ ‏بخار و یکپارچه‌سازی نیروگاه سوخت فسیلی با نیروگاه خورشیدی ارایه شده است. در نیروگاه‌های گازی و چرخه ترکیبی، این راه‌حل‌ها شامل تغییر شرایط هوای ورودی به توربین گازی، استفاده از انرژی خورشیدی و سامانه‌ی تزریق بخار است. راه‌کارهای پیشنهاد‌شده در بخش نیروگاه بخار، برای نمونه روی نیروگاه شازند اراک، بررسی شده است. نتایج ‏نشان می‌دهد که بازده این نیروگاه می‌تواند با بهره‌گیری از راه‌کارهای پیشنهادی افزایش یابد.

    کلیدواژگان: نیروگاه بخار، نیروگاه گازی، نیروگاه چرخه ترکیبی، صرفه جویی انرژی، بازده، نیروگاه شازند
  • راحله متو، سارا نانواکناری، کامیار موقرنژاد* صفحات 41-49

    خشک کردن جامدات از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین نوع عملیات واحد است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. در این مطالعه دستگاه و ماده مورد نظر، خشک‌کن دوار و ذرت شیرین بوده و با استفاده از نرم‌افزار طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ اثر دمای هوای ورودی و سرعت چرخش استوانه بر پارامتر‌های نهایی همچون زمان خشک شدن و دمای نهایی محصول بررسی شد. میزان رطوبت اولیه و نهایی دانه‌های ذرت در این پژوهش به ترتیب 73% و 15% بر پایه ‌تر است. نتایج نشان داد که زمان خشک شدن، با افزایش دمای فرایند، کاهش ولی با افزایش سرعت چرخش، افزایش می‌یابد. همچنین شرایط عملیاتی دمای (C) 6/65 و سرعت چرخش (rpm) 5/6 برای رسیدن به رطوبت نهایی 15 درصد، بهترین شرایط برای خشک کردن دانه‌های ذرت در خشک‌کن دوار است.

    کلیدواژگان: خشک کردن، خشک کن دوار، دانه های ذرت، دمای هوا، سرعه چرخش
  • مریم دارایی*، صدیقه صادق حسنی، لیلا سمیعی صفحات 50-64

    رشد روزافزون مصرف سوخت‌های فسیلی و محدود بودن آن و نگرانی‌های زیست‌محیطی ناشی از آن، باعث شده پژوهش‌های گسترده‌ای برای جایگزینی منابع جدید و پاک انرژی انجام شود؛ در سال‌های اخیر پژوهشگران به پیل‌های سوختی، سلول‌های خورشیدی، باتری‌های لیتیومی و زیست‌توده توجه بسیاری کرده‌اند. هرچند این روش‌ها معایبی دارد اما حضور نانوفناوری، تاثیر قابل توجهی در از میان بردن نقایص آن‌ها داشته است. گرافن به عنوان یک نانوساختار کربنی دوبعدی که در آن اتم‌های کربن به صورت شبکه شش‌ضلعی با پیوندهای کووالانسی کنار یکدیگر قرار گرفته‌، به دلیل ویژگی‌های منحصربه فرد الکتریکی، حرارتی، شیمیایی، مکانیکی و مساحت سطح بالا و چگالی کم، اثر شگرفی در بهبود کارکرد پیل‌های سوختی، سلول‌های خورشیدی، باتری‌های لیتیومی و زیست‌توده داشته است. به علت اهمیت این موضوع، در این مقاله بر گرافن و کاربردهای آن در انرژی‌های پاک پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: گرافن، انرژی های پاک، پیل سوختی، سلول خورشیدی، باتری لیتیومی، زیست توده
  • سوگل یزدانی، شیوا سالم* صفحات 65-81

    امروزه به دلیل افزایش مشکلات ناشی از پدیده گرمایش جهانی، روش‌های زیادی به وسیله پژوهشگران برای کاهش گاز آلاینده کربن‌دی‌اکسید ارایه شده است. فرایندهای جذب و ذخیره‌سازی کربن‌دی‌اکسید (CCS) و یا تبدیل کربن‌دی‌اکسید به محصولات مفید از این روش‌ها است. در این میان فرایندهای تبدیل فتوکاتالیستی CO2 به مواد شیمیایی با ارزش و سوخت‌های هیدروکربنی علاوه بر کاستن نگرانی‌ها برای انباشت این گاز آلاینده، مسیر تازه‌ای را برای تولید ترکیبات مشتق از گاز کربن‌دی‌اکسید ایجاد کرده است. در این مقاله مروری، نخست به ‌طور خلاصه فناوری‌های تبدیل کربن‌دی‌اکسید، و سپس اصول تبدیل فتوکاتالیستی آن بررسی شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی اثر کاهنده‌ها از میان عوامل متعدد موثر در تبدیل فتوکاتالیستی CO2 است؛ بنابراین اثر کاهنده‌های مختلف همچون آب مایع، بخار آب و گاز هیدروژن بر میزان تبدیل کربن‌دی‌اکسید و چگونگی توزیع محصولات، بررسی شده است. نتایج این مطالعه گویای آن است که عوامل کاهنده مختلف، مسیرهای واکنش متفاوتی را طی می‌کنند و در نهایت منجر به تولید محصولات متنوع همچون متانول، متان، فرمیک اسید، فرم آلدیید و کربن مونوکسید می‌شوند. در ادامه برای ایجاد شرایط مطلوب هدایت واکنش به سمت توزیع محصول مورد نظر با بازده هرچه بیشتر، واکنش‌های انجام‌شده در حضور این سه عامل کاهنده با یکدیگر مقایسه شده است. انتخاب‌پذیری واکنش تبدیل در حضور آب مایع نسبت به متانول بیشتر است و متانول با نرخ بیشتری تولید می‌شود؛ در حالی که بیشتر محصول واکنش‌های کاهش فتوکاتالیستی کربن‌دی‌اکسید در فاز گازی و در حضور بخار آب ، گاز هیدروژن، گاز متان و کربن مونوکسید است.

    کلیدواژگان: کربن دی اکسید، تبدیل فتوکاتالیستی، عوامل کاهنده، TiO2، سوخت های هیدرو کربنی، متانول
  • صفحات 84-85
|
  • A. A. Shokri, S. Talebi*, M. Salami Kalajahi Pages 6-16

    Polymerization of 1,3-butadiene monomer is performed using Ziegler-Natta catalysts based on different metal atoms such as Titanium (Ti), Cobalt (Co), Nickel (Ni) and Neodymium (Nd) by coordination mechanism. Neodymium-based catalysts have received much attention due to the high cis-polybutadiene rubber production. This paper studies the kinetics of butadiene monomer polymerization with ternary Ziegler-Natta catalysts consist of Neodymium salts as a catalyst, various alkylaluminums as a cocatalyst and alkylaluminum halides as a donor. Besides, the effect of the catalyst components on the polymerization reaction rate, molar mass and molar mass distribution of produced polymer will be investigated. It was found that halide donors affect the rate of polymerization reaction. Although the main effect of alkylaluminum (its types and amount) is on the molar mass, but the polymerization rate is also influenced by this compound. The linear behavior observed in the diagrams of molar mass versus monomer conversion indicates the living nature of polymerization. Polymerization of butadiene monomer in the presence of a variety of Nd-based catalytic systems can be a coordinative chain transfer polymerization (CCTP). The triblock polymers synthesized from butadiene with other monomers confirm the living nature of this catalytic system.

    Keywords: Living Polymerization, Ziegler-Natta, Butadiene, Neodymium, Alkylaluminum
  • A. Ghozatloo* Pages 17-26

    In this research, a new method of parallel natural gas enrichment process has been introduced with the process of formation of gas hydrates, and the effect of graphene nanostructures has been investigated including graphene nanosheets, nanoporous graphene and graphene hammers on the process. For this purpose, first graphene nanosheets were synthesized by two method of chemical vapor deposition (CVD) and modified Hammers, then synthesized grapheme sheets and nanoporous graphene were functioned to measure their effect on the process. The crystalline and nano structure of all nanostructures was investigated by analyzing XRD, FTIR, SEM and BET. There nano fluids were prepared containing 1% by weight of nanostructures and was used in the process of natural gas hydrates formation containing 92.7% of methane under conditions of 6.9 kPa & 4oC. The results were compared by, a control sample containing 100 g of deionised water. After hydrate formation, by gradually increasing the reactor temperature and decomposition of 95% of the hydrate, released natural gas was sampled and compared with the GC analysis of its compounds. The results were showen an increasing of 3.48% and 4.6% of methane in the presence of nanoporous graphene and functionalized nanoparticle graphene, respectively and the removal of corrosive compounds such as carbon dioxide.

    Keywords: Graphene, Enrichment, Hydrate, Stability
  • A. Mobaseri, N. Tahouni*, S. Sabzchi Asl Pages 27-40

    Power plants are one of the most energy intensive industries in our country. This paper reviews the most common methods for reduction of energy consumption and increasing of efficiency in power plants. For steam power plants, several methods have been presented to recover waste heat and water in water blowdown and for heat integration with solar energy. For gas and combined cycle power plants, change in conditions of inlet air to gas turbine, use of solar energy and steam injection system have been investigated. Also, the proposed procedures for steam power plants have been applied in Shazand power plant. The results showed that the efficiency increased compared to the base case.

    Keywords: Steam Power Plant, Gas Turbine Power Plant, Combined Cycle Power Plant, Energy Saving, Efficiency, Shazand Power Plant
  • *R. Matoo, S. Nanvakenari, K. Movagharnejad Pages 41-49

    Drying of solids is one of the oldest and most common types of operations used in a variety of industries including agriculture, chemical, food, and so on. The heat transfer mechanism in the dryer is often convection or conduction and a small amount of it is from radiation. In this research the drying of shelled corn in rotary dryer is evaluated, and the effect of inlet air temperature in range of 40-70 C and rotational velocity in range of 5-15 rpm to responses including drying time (hr) and product outlet temperature (C) is investigated using Experimental design of a central composite of response surface methodology. The initial and final moisture of shelled corn were 73% and 15% wet basis, respectively. The results showed that the drying time decreased with increasing the air temperature but increased with an increase in rotational velocity. The optimum conditions showed the air inlet temperature of 65/61 C and the rotational velocity of 6.46 rpm was the best conditions for shelled corn drying in a rotary dryer.

    Keywords: Drying, Rotary Dryer, Shelled Corn, Air Temperature, Rotational Velocity
  • M. Daraee*, S. Sadeghhassani, L. samiee Pages 50-64

    The increasing consumption of fossil fuels and limited resources and the environmental problems cause to carry out extensive research on the replacement of new and clean energy resources. In recent years, researchers have focused on fuel cells, solar cells, lithium batteries and biomass as a clean energy reserves. Although these methods have disadvantages but the using of nanotechnology lead to solve significant drawback of these techniques. Graphene, as a carbon nanostructure, is a two-dimensional substance with hexagonal network and covalent bonds have unique properties including high electrical, mechanical, thermal, chemical, surface area and low density. These wonderful properties lead to graphene is considered as a good candidate in fuel cell, solar cell, ion battery and bio mass. Due to the importance of this issue, this paper reviews the graphene and its applications in clean energies.

    Keywords: Graphene, Clean Energy, Fuel Cells, Solar Cells, Lithium Batteries, Biomass
  • S. Yazdani, S. Salem* Pages 65-81

    Nowadays, due to the increasing problems caused by global warming, researchers have proposed several methods to reduce carbon dioxide emissions in the atmosphere. Among the conventional methods, the processes of Carbon Capture and Storage (CCS) and carbon dioxide conversion to useful products are great of importance. Meanwhile, photocatalytic conversion of CO2 to valuable chemicals and hydrocarbon fuels, not only reduces concerns about the accumulation of this polluting gas but also creates a new pathway for the synthesis of carbon-dioxide derived compounds. This review article at first briefly studies carbon dioxide conversion technologies and then discusses the principles of carbon dioxide photocatalytic conversion. The main purpose of this paper is to investigate the effects of reducing agents among the various factors affecting the photocatalytic conversion of CO2. Therefore, the effects of different reducing agents such as liquid water, steam, and hydrogen gas on carbon dioxide conversion and product distribution are studied. The results of this study indicate that various reducing agents cause different reaction mechanisms, and ultimately lead to the production of various products such as methanol, methane, formic acid, formaldehyde, and carbon monoxide. Next, in order to create the optimal conditions for conducting a reaction toward the desired product distribution with the highest yield, several reactions performed in the presence of these three reducing agents are compared. The selectivity of the conversion reaction is higher toward methanol in the presence of water. It means methanol is produced at a higher rate. However, the major products of photocatalytic reduction of carbon dioxide in the gas phase and in the presence of water vapor and hydrogen are methane and carbon monoxide.

    Keywords: CO2 Utilization, Photocatalytic Conversion of CO2, Reducing Agents, TiO2, HydrocarbonFuels, Methanol