فهرست مطالب

  • سال هشتم شماره 32 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/01/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سودابه خلیلی، محسن جهانشاهی* صفحات 2288-2300

    در این مطالعه کربن متخلخل دوپه شده با نیتروژن با استفاده از پلیمر پلی آنیلین به عنوان پیش ساز و عامل فعالساز KOH در دمای فعالسازی °C 800 سنتز شد. ساختار پلیمر و جاذب سنتز شده به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی، آنالیز جذب-واجذب نیتروژن، طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. جذب سطحی هر یک از گازهای CO2 و N2 به صورت جداگانه بر روی جاذب بررسی شده و نتایج حاصل با ایزوترم سیپس مورد برازش قرار گرفت. سطح ویژه جاذب سنتز شده m2/g 723 و میزان جذب CO2 در شرایط فشار 1بار و دمای K 298 مقدار mmol/g 90/1 بوده است. گزینش پذیری CO2 نسبت به N2  با استفاده از تئوری محلول جذب شده ایده آل و بر روی کربن فعال دوپه شده در شرایط فشار 1بار، دمای K 298 و ترکیب درصد CO2: N2= 50:50 مقدار 02/3 به دست آمده است. با استفاده از رابطه کلازیوس-کلاپیرون گرمای ایزواستریک محاسبه شد و نتایج بدست آمده گرمازا بودن و نیز جذب فیزیکی فرایند جذب سطحی گازها را تایید می کند. همچنین مقادیر بیشتر گرمای جذب برای گاز CO2، برهم کنش قوی تر میان مولکول های آن با سطح جاذب دوپه شده با نیتروژن را نشان می دهد. نتایج حاصل از میزان جذب گاز و نیز گرمای جذب نشان داد که جاذب سنتز شده می تواند به عنوان جاذبی مطلوب در فرایندهای سیکلی مانند فرایند PSA کاربرد داشته باشد.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، پلی آنیلین، کربن متخلخل دوپه شده با نیتروژن، دی اکسید کربن، IAST
  • پونه کاردر*، رضا امینی صفحات 2302-2308
    پوشش های سل-ژل به عنوان پوشش محافظ به دلیل ویژگی های جذاب آن مانند دمای پایین فراوری، تنوع ساختارهای شیمیایی و کاربری آسان، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. پوشش های خودترمیم-شونده ی محافظ می تواند عمر طولانی تر و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری را از راه ترمیم خودبه خودی یا غیرخودبه خود آسیب ها، تضمین کند. در تحقیق پیش رو، پوشش های سل-ژل هیبرید ترمیم شونده حاوی گروه های تترا سولفید برگشت پذیر، سنتز و بررسی شده اند. تاثیر میزان گروه های برگشت پذیر تتراسولفید بر روی خواص ترمیمی مکانیکی و حرارتی بررسی شد. پلیمرهای سل-ژل هیبرید آماده شده، توانایی بسته شدن شکاف به طور قابل توجهی در دماهای متوسط نشان دادند. بازده ی بسته شدن شکاف پلیمری آماده شده به شدت تحت تاثیر دمای ترمیم، دانسیته ی شبکه و درصد گروه های تترا سولفید برگشت پذیر قرار گرفت. بررسی فیلم های سل-ژل هیبریدی ترمیم شونده نشان داد که علیرغم اثر مهم خواص مکانیکی بر عملکرد ترمیم فیلم های سل-ژل هیبرید، عامل کنترل کننده در بسته شدن شکاف آن ها و در نتیجه عملکرد ترمیم، درصد پیوند برگشت پذیر (گروه تتراسولفید) است.
    کلیدواژگان: پوشش های سل-ژل، خودترمیم شوندگی، پیوندهای برگشت پذیر، تتراسولفید
  • غلامرضا حیدری* صفحات 2310-2318
    تولید هیدروژن بوسیله تجزیه آب تحت نور خورشید با استفاده از نیمه هادی ها یک روش امیدوار کننده برای تولید یک انرژی پاک و تجدید پذیر می باشد. Cu2O یک نیمه هادی مثبت می باشد که به واسطه موقعیت نوار هدایت می تواند به عنوان فتوکاتد در تجزیه آب استفاده شود. در این تحقیق Cu2O به روش رسوب دهی الکتروشیمیایی سنتز شد و الگوی پراش اشعه ایکس بیانگر خلوص لایه ی Cu2O می باشد. به منظور ایجاد دو لایه Cu2O-CuO و بهبود خاصیت فتوالکتروشیمیایی، لایه Cu2O در دمای C◦450 به مدت 30 دقیقه عملیات حرارتی شد. لایه CuO در اثر اکسیداسیون لایه Cu2O ایجاد گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بیانگر تغییر میکروساختار بعد از عملیات حرارتی و اندازه دانه های نانومتری می باشد. مقدار جریان تحت نور با استفاده از روش پتانسیل روبشی خطی تحت قطع و وصل نور اندازه گیری شد که نتایج حاکی از افزایش جریان تحت نور با عملیات حرارتی در دمای C◦450 به مقدار µA.cm-2731 می باشد. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی تحت ولتاژ ثابت و فرکانس هایHz 105-1/0 و همچنین در فرکانس ثابت و ولتاژ V5/0 تا 3/0- به منظور مطالعه رفتار انتقال بار و تعیین پتانسیل نوار مسطح و چگالی حامل بار انجام گرفت. مقدار چگالی حامل بار برای Cu2O و Cu2O-CuO به ترتیب به مقدار 1018× 3/1 و 1018× 05/3 و مقدار پتانسیل نوار مسطح به ترتیب به مقدار V 19/0 و 23/0 نسبت به مرجع Ag/AgCl بدست آمد.
    کلیدواژگان: دو لایه Cu2O-CuO، فتوکاتد، تجزیه آب تحت نور خورشید، رسوب دهی الکتروشیمیایی
  • ماریه ملا، زهرا احمدی* صفحات 2320-2332

    در عصر حاضر به دلیل روند رو به رشد آلودگی های زیست محیطی ناشی از پساب های گوناگون صنعتی و بیماری های ناشی از آن، گرایش مردم به جهانی پاک و سبز افزایش یافته و در جستجوی استفاده از منابع طبیعی به جای انواع شیمیایی آن می باشند. در رنگرزی طبیعی که در هنر-صنعت تولید فرش بسیار با اهمیت است استفاده از مواد طبیعی به جای مواد شیمیایی مورد توجه قرار می گیرد. در گذشته از گیاهان برای رنگرزی استفاده می شد. رنگ آبی در قدیم از وسمه یا نیل وامروزه معمولا از نیل شیمیایی بدست می آمد. در این پژوهش سعی شده با استفاده از منابع گیاهی بومی جهت تسهیل رنگرزی، شرایط بهینه تولید پودر رنگزای گیاهیبرای فام آبی ارائه شود. گیاه مورد استفاده در این پژوهش نیل (Indigofera tinctoria) بود. استخراج رنگزا (ایندیگو) به روش آب گرم انجام شد. تاثیر روش های خشک کردن گیاه، اندازه pH حمام استخراج، زمان استراحت محلول و درجه حرارت بر میزان استخراج ایندیگو، مورد آزمایش قرار گرفت. روش های خشک کردن برگ گیاه در آفتاب، سایه، مایکروویو با توان 100% و خشک کردن در دستگاه آون در دمای 45 درجه سانتی گراد بررسی شد. نتایج آزمایشات نشان داد که بیشترین میزان ایندیگو در pH حمام استخراج برابر با 9 که گیاه به مدت 10 دقیقه در دمای 80 درجه سانتیگراد حرارت دیده باشد، بدست می آید. کیفیت رنگرزی و ثباتهای عمومی کالای رنگرزی شده با رنگزای استخراجی در مقایسه با کالای رنگرزی شده با نیل مصنوعی عالی و قابل قبول بود.

    کلیدواژگان: وسمه، گیاه نیل، استخراج ایندیگو، رنگرزی گیاهی
  • محمدمهدی برزگری*، عادل محمدعلی تبار خوشرودی، مجتبی قدیمی، مجید صدیقی صفحات 2334-2335

    پیل های سوختی غشا پلیمری به دلیل مزایایی همچون دمای عملکرد پایین، چگالی توان بالا و زمان راه اندازی پایین، نسبت به دیگر پیل های سوختی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم ترین اجزای پیل سوختی پلیمری صفحات دوقطبی می باشد که شامل انواع مختلفی است. صفحات دوقطبی فلزی نسبت به صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه گرافیتی از مزایایی همچون استحکام بالا و ضخامت و وزن پایین تر برخوردارند. مقاومت به خوردگی و مقاومت تماسی بین سطوح صفحات دوقطبی فلزی یکی از چالش های صفحات دوقطبی فلزی می باشد. به همین دلیل، صفحات دوقطبی فلزی برای افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی تحت فرآیند پوشش دهی قرار می گیرند. در این پژوهش، خواص و مورفولوژی پوشش طلا روی زیرلایه مسی و فولاد زنگ نزن با استفاده از روش های آبکاری الکتریکی و اسپاترینگ مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. همچنین، به منظور بررسی مقاومت تماسی نمونه های پوشش داده شده و بدون پوشش، از آزمون مقاومت تماسی بین سطوح استفاده شد. مقاومت به خوردگی پوشش های اعمال شده با استفاده از آزمون های گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از روش آبکاری الکتریکی باعث ایجاد حفره ها و تخلخل های زیادی در سطح نمونه می شود. همچنین، مشخص شد که استفاده از روش اسپاترینگ به طور قابل توجهی موجب افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی می گردد.

    کلیدواژگان: پیل سوختی پلیمری، صفحات دوقطبی فلزی، پوشش دهی، اسپاترینگ، آبکاری الکتریکی
  • سارا طهماسبی، زهرا توانگر*، مسعود همدانیان صفحات 2346-2356
    سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ به دلیل بازده مناسب، هزینه ی پایین و همچنین راحتی ساخت، توجه زیادی را به خود معطوف کرده اند. در سلول های حساس شده با رنگ، حساس کننده ها نقش مهمی را در جذب نور و تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی ایفا می کنند. در این کار، سعی بر این بوده است تا از مواد رنگزای طبیعی به عنوان حساس کننده در ساخت سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ استفاده شود. مواد رنگزای طبیعی از گیاهانی مانند افسنطین، گل ماهور، بنفشه معطر، بابونه، روناس، ریواس و اسطوخودوس استخراج شد. در مرحله نخست، الکترودهای کار با استفاده از نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بر اساس روش الکتروفورز ساخته شده و سپس حساس سازی این الکترودها توسط مواد رنگزا انجام گرفت. در مرحله نهایی، تاثیر این رنگ ها در بهبود راندمان سلول های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده رنگزای لاواندولا آفیشنالیس (اسطوخدوس) به دلیل داشتن گروه های هیدروکسیلی و کربوکسیلی و هم چنین جذب بیشتر ناحیه نور مرئی نسبت به بقیه مواد رنگزای مورد بررسی در این پژوهش، بالاترین بازده (%053/0) را در بین دیگر سلول های ساخته شده دارا بود.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی حساس شده با رنگ، مواد رنگزای طبیعی، نانوذرات تیتانیوم دی اکسید، الکتروفورز، اسطوخدوس
|
  • Soodabeh Khalili, Mohsen Jahanshahi * Pages 2288-2300

    In this study, nitrogen-doped porous carbon was prepared using a nitrogen containing polymer (polyaniline) as a precursor with KOH activation at activation temperature of 800°C. The porous structure of polyaniline and synthesized adsorbent were analyzed with atomic force microscopy (AFM), N2 adsorption-desorption isotherm, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The adsorption of CO2 and N2 by nitrogen-doped porous carbon were measured and correlated Sips model. The BET surface area and CO2 adsorption of prepared adsorbent (at 298K and 1ba) was achieved 723 m2/g and 1.90 mmol/g, respectively. The selectivity of CO2 over N2 (CO2: N2 =50: 50, 298 K, 1 bar), predicted by the ideal adsorbed solution theory (IAST) model, was achieved 3.02. The isostrict heat of adsorption was calculated by using Clausius-Clapiron equation and the results confirmed the exothermic nature of adsorption for both gases. Also, the higher value of heat of adsorption CO2 than N2, showed the stronger interaction between CO2 molecules with the nitrogen-doped porous carbon surface. Results obtained from gas adsorption and heat of adsorption proved the suitability of nitrogen-doped carbon in cyclic processes such as the PSA process.

    Keywords: Adsorption, Polyaniline, Nitrogen-doped porous carbons, CO2, IAST
  • Pooneh Kardar *, Reza Amini Pages 2302-2308
    Sol-gel protective coatings draw many attentions since they are low temperature productive, versatile chemically structure and user-friendly. Protective self-healing coatings provide longer life-time and less maintenance and repair's cost via healing the damages autonomically and non-autonomically. In this study, self-healing hybrid sol-gel coatings containing reversible tetra sulfide, synthesized and studied. The effect of the reversible group’s content and the crosslinking density on the thermal, mechanical and healing properties of the developed sol-gel polymers are presented. The prepared hybrid sol-gel polymers exhibited thermal stability in the S-S bond cleavage temperature window and a significant gap closure capability at modest temperatures. The gap closure efficiency of prepared polymer was strongly affected by healing temperature, crosslinking density and content of reversible tetra-sulfide groups. Investigation of self-healing hybrid sol-gel showed that regardless of mechanical properties' effect on the performance of healing properties, the content of reversible tetra sulfide groups was the main factor in the healing properties.
    Keywords: Sol-gel coatings, Self-healing, reversible crosslinks, tetra sulfide
  • Gholamreza Heidari * Pages 2310-2318
    Production of hydrogen through photoelectrochemical water splitting using a semiconductor is a promising method for production of clean and renewable energy. Cu2O is a positive semiconductor that its conduction band position is suitable for photoelectrochemical reduction of water. In this study, Cu2O was synthesized using electrochemical deposition and it was heat treated at 450 °C for 30 min to obtain two layer Cu2O-CuO and improve its photoelectrochemical property. Oxidation of Cu2O resulted in two layer Cu2O-CuO. The x-ray pattern of the electrodeposited layer showed a pure Cu2O layer. Scanning electron microscopy showed a microstructure change after heat treatment and the particle size was in nanometer scale. Photocurrent density was measured using linear sweep voltammetry under chopped illumination and it was concluded that the photocurrent density of the heat treated sample at 450 °C was increased to 731 μA.cm-2. Electrochemical impedance spectroscopy at constant potential and frequency range of 0.1-105 Hz and also at fixed frequency and potential range of -0.3V up to 0.5V was performed to study charge transfer characteristic of the photocathode and to determine the flat band potential and carrier density. Carrier density of Cu2O and Cu2O-CuO was determined to be 1.3×1018 cm-3 and 3.05×1018 cm-3, respectively and the flat bend potential of Cu2O and Cu2O-CuO was determined to be 0.19V and 0.23V, respectively.
    Keywords: Two layer Cu2O-CuO, photocathode, Photoelectrochemical water splitting, Electrochemical deposition
  • Marie Mola, Zahra Ahmadi * Pages 2320-2332

    Nowadays, because of the growing of industrial process, environment contamination increased. Industrial waste waters and the resultant diseases that threaten today’s world; human knowledge leads to build a green and unpolluted world; and they are looking to use natural resources instead of chemicals.In the natural dyeing, which is very important in the art-industry of carpet production, the use of natural materials rather than chemicals is considered. In the past, natural dyes were used to dye the required fibers for the carpet. Blue is one of the main colors in the hand-made carpet, which is produced by Woad and indigo in the past and synthetic Indigo nowadays. This research attempts to utilize natural blue color, by using available herbal resources. Plant used in this research is “Indigofera tinctoria”. The primary method of experimentation is extraction of blue pigment (Indigo) from the plant by hot water procedure. Also, the impacts of plant-drying methods on the amount of Indigo extraction from the plant were examined; including: drying in sunlight, in shadow, by microwave and in the oven. The results show that the most amount of Indigo extraction increased when the PH value is about 9. The extracted solution examination was stabilized for 7 days; and the heating temperature was 80 centigrade. Fastness of dyed fibers with extracted dye compare to synthetic Indigofera was acceptable.

    Keywords: Woad, Indigofera tinctoria, Natural dyeing, Indigo Extraction
  • MohammadMehdi Barzegari *, Adel Mohammadalitabar Khoshrodi, Mojtaba Ghadimi, Majid Sedighi Pages 2334-2335

    Polymer electrolyte membrane fuel cells have received more attention than other fuel cells because of their advantages such as low operating temperature, high power density and short startup time. One of the most important components of a polymer electrolyte membrane fuel cell is bipolar plate which has various types. Metallic bipolar plates have advantages such as higher strength, lower thickness and lower weight than graphite-based composite bipolar plates. Corrosion resistance and interfacial contact resistance of metallic bipolar plates are some of the challenges of using metallic bipolar plates. For this reason, metallic bipolar plates are coated to increase corrosion resistance and reduce contact resistance. In this study, the properties and morphologies of gold coating on copper and stainless steel substrates were studied by using electroplating and sputtering methods. The surface morphologies of the specimens were investigated by scanning electron microscopy. In addition, interfacial contact resistance tests were used to evaluate contact resistance of coated and uncoated specimens. Finally, corrosion resistances of the specimens were studied using galvanostatic and potentiostatic tests. The results showed that the use of electroplating method produces many holes and pores in the specimen surface. It was also found that using sputtering method significantly resulted in an increase in corrosion resistance and decrease in contact resistance of coated specimens.

    Keywords: Fuel Cell, Metallic bipolar plate, coating, Sputtering, Electroplating
  • Sara Tahmasebi, Zahra Tavangar *, Masood Hamadanian Pages 2346-2356
    Dye-sensitized solar cells have been attracting much attention due to their proper efficiency, ease and low-cost manufacturing. In the dye-sensitized solar cells, photosensitizers play an important role in the light absorption and conversion of solar energy into electrical energy. In this work, we have tried to use natural dyes as sensitizers in the manufacture of color-sensitive solar cells. The natural dyes were extracted from plants such as Artemisia absinthinum, Verbascum thapsus, Heracleum persicum, Viola odorata, Matricaria chamomilla, Juglans regia, Corianderum sativum, Punica granatum, Rubia tinctorum, Rheum rhaponticum, Quercus, Lavandula officinalis. Initially, the working electrodes were fabricated using titanium dioxide nanoparticles according to the electrophoresis method and then the sensitization of the electrodes was done by natural dyes. In the final step, the effect of natural dyes on improving the efficiency of solar cells was investigated. The results showed that Lavandula aficinalis (Lavender) absorbed more visible light due to its hydroxyl and carboxyl groups and had the highest efficiency (0.053%) among the other cells.
    Keywords: Dye sensitized solar cell, Natural Dyes, Titanium dioxide nanoparticles, Electrophoresis, lavender