فهرست مطالب

شیمی کاربردی روز - پیاپی 63 (تابستان 1401)

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 63 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/12
  • تعداد عناوین: 13
|
  • الناز کاظمی، حمیدرضا آقائی* صفحات 9-22
    در این مقاله، تثبیت آنزیم لیپاز کاندیدا روگوزا بر روی بستر سدیم مونتموریلونیت (MT) آب دوست و مونتموریلونیت اصلاح شده ی (MTS) آب گریز بررسی شده است. MTS آب گریز، با تغییر ماهیت MT آب دوست با سورفکتانت ستریمونیوم برمید تهیه شد. فعالیت آنزیمی لیپاز تثبیت شده بر روی سدیم مونتموریلونیت (LMT) و لیپاز تثبیت شده بر روی مونتموریلونیت اصلاح شده (LMTS)، در تولید بیودیزل از پسماند روغن خوراکی آزمایش شد. فرایند اصلاح بستر و تثبیت آنزیم توسط تکنیک های BET، XRD و SEM بررسی شد. اثرات دما، زمان، مقدار آب و نسبت مولی متانول به روغن بر روی راندمان بیودیزل نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که LMTS، عملکرد بسیار بهتری نسبت به LMT دارد. در شرایط بهینه، راندمان بیودیزل تولیدی به وسیله ی LMTS حدود 86/4% بود. LMTS پایداری انبارداری خوبی را از خود نشان داد و راندمان بیودیزل تولیدی پس از 30 روز انبارداری در °C 4، حدود 64/2% بود، در حالی که راندمان بیودیزل تولیدی توسط لیپاز آزاد (FL)، حدود 57/1% بود. علاوه بر این، LMTS در مقایسه با LMT، قابلیت استفاده ی مجدد خوبی داشت و پس از ده بار استفاده از آن، راندمان بیودیزل تولید شده حدود 51/6% بود.
    کلیدواژگان: تثبیت آنزیم، مونتموریلونیت اصلاح شده، لیپاز، بیودیزل
  • زهرا نگارش، مصطفی فضلی* صفحات 23-38
    جذب مولکول های گازی دی اکسید کربن روی چهار صفحه گرافنی حفره دار اشباع شده با هیدروژن با اندازه حفره مختلف و همچنین صفحه گرافنی بدون حفره بررسی و با جذب مولکول نیتروژن روی این صفحات مقایسه شده است. برای این مطالعه از دینامیک مولکولی واکنشی استفاده شده است که احتمال تشکیل و گسست پیوند های شیمیایی را در نظر می گیرد و آثار قطبیتی را دقیقتر محاسبه می کند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تمامی صفحات گرافنی حفره دار و همچنین صفحه گرافنی بدون حفره قابلیت جذب مولکول های گازی دی اکسید کربن را دارند و می توانند برای جداسازی دی اکسید کربن از نیتروژن مورد استفاده قرارگیرند. هرچند اندازه و شکل حفره ها تاثیری در میزان جذب مولکول های گازی روی این صفحات ندارد.
    کلیدواژگان: جذب دی اکسید کربن، صفحه گرافنی حفره دار اشباع شده با هیدروژن، دینامیک مولکولی واکنشی، نظریه تابعی چگالی
  • آرش وجود، محمد خدادادی مقدم، غلامرضا ابراهیم زاده رجائی*، سحر مهاجری، علی شامل صفحات 39-53

    در مقاله حاضر، ابتدا واکنش فورموس برای تولید پلی ال ها در حلال متانول و در حضور کاتالیست معدنی آروزیل (فیوم سیلیکا) مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیسم واکنش فورموس در واقع همان تراکم آلدولی است که در محیط قلیایی انجام می پذیرد و وجود کاتالیزور ناهمگن آن را تسریع می نماید. محصولات مشاهده شده در محیط واکنش، اتیلن گلیکول و گلیسرآلدهید می باشند. نهایتا گزینش پذیری سنتز این دو محصول پلی الی با دو محصول متناظر سنتز شده از طریق واکنش فورموس در حلال آب مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. مطالعه حاضر نشان می دهد که در حضور کاتالیزور فیوم سیلیکا در حلال آب، با افزایش pH از 6/7 تا 3/9 میزان تولید اتیلن گلیکول کاهش می یابد، درحالیکه تبدیل اتیلن گلیکول به گلیسرآلدهید افزایش می یابد. در نتیجه مقدار اتیلن گلیکول موجود در مخلوط واکنش در pH های قلیایی، در مقایسه با pH های خنثی کاهش می یابد، ولی در مقابل، گزینش پذیری واکنش نسبت به تولید گلیسرآلدهید افزایش می یابد. تغییر حلال از آب به متانول نیز باعث کاهش تولید محصول می گردد. بنابراین، این امر نشان دهنده گزینش پذیری پایین محیط متانولی در مقایسه با محیط آبی نسبت به تولید دو محصول 1،2-اتان دی ال و 2،3-دی هیدروکسی پروپانال است.

    کلیدواژگان: پیدایش حیات، واکنش فورموس، تراکم آلدولی، حلال متانول، گزینش پذیری، فیوم سیلیکا، پلی ال
  • عباس مدحی*، بهزاد شیرکوند هداوند صفحات 55-66

    هدف اصلی در این پژوهش سنتز نانوکامپوزیت های نقاط کوانتومی کربن-کیتوسان (CQDs-CS) سازگار با محیط زیست و بررسی تاثیر افزودن آن برخواص مختلف پارچه پنبه ای از جمله ثبات رنگی، ویژگی های رنگی و فعالیت ضدمیکروبی می باشد. برای این منظور ابتدانانوکامپوزیت نقطه های کوانتومی کربن-کیتوسان در درصدهای وزنی معین سنتز شد و توسط روش های مختلف طیف سنجی مانندFESEM, UV-visible, Photoluminescence, HR-TEM, FTIR شناسایی و مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، برای بررسی اصلاح شیمیایی پارچه پنبه ای توسط نانوکامپوزیت CQDs-CS، طیف سنجی FESEM، آزمون ثبات های رنگی، ویژگی های رنگی و بررسی خواص ضدمیکروبی به روشMueller-Hinton broth مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که اصلاح شیمیایی پارچه پنبه ای توسط نانوکامپوزیت های CQDs-CS ، سبب بهبود جزیی در ثبات نوری، ثبات شستشویی و برخی از ویژگی های رنگی شد. همچنین نانوکامپوزیت های ساخته شده به طور قابل توجهی سبب نابودی باکتری های گرم مثبت (استافیلوکوکوس اوریوس) و گرم منفی (اشرشیا کلی) در پارچه پنبه ای گردیدند.

    کلیدواژگان: نقطه های کوانتومی کربن، کیتوسان، نانوکامپوزیت، اصلاح شیمیایی، خاصیت ضدمیکروبی
  • نسترن اکبری، فریده نبی زاده چیانه* صفحات 67-86

    در مطالعه حاضر، الکترود Ti/nanoZnO با استفاده از روش لایه نشانی الکتروفورتیک (EPD) تهیه شد. ساختار بلوری، مورفولوژی، تجزیه و تحلیل عنصری و خصوصیات الکتروشیمیایی الکترود تهیه شده از طریق آنالیز های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) با یک طیف سنج پراش انرژی اشعه ایکس متصل شده، پراش اشعه ایکس (XRD)، و پتانسیل روبشی خطی (LSV)، ولتامتری چرخه ای (CV)، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)، تکنیک های کرونوآمپرومتری (CA) و کرونوپتانسیومتری (CP) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که الکترود تهیه شده Ti/nanoZnO، دارای یک پوشش یکنواخت با مورفولوژی متخلخل تر، مقاومت انتقال بار کمتر و پایداری الکتروشیمیایی بهبود یافته می باشد. عملکرد الکتروکاتالیستی با مطالعه حذف الکتروشیمیایی رنگزا راکتیو نارنجی 7(RO7)، به عنوان یک آلاینده هدف بر روی الکترود Ti/nanoZnO بررسی شد. پارامترهای عملیاتی مستقل یعنی pH، دانسیته جریان، غلظت الکترولیت و زمان واکنش برای مدل سازی و بهینه سازی فرایند حذف با استفاده از طراحی مرکب مرکزی (CCD) انتخاب شدند. راندمان رنگبری برای RO7 پس از 60 دقیقه مقدار 73/20 % در شرایط مطلوب، بدست آمد. در نهایت، از یافته های این مطالعه می توان نتیجه گرفت که اصلاح بستر تیتانیوم (Ti) با استفاده از نانوذرات ZnO می تواند به طور قابل توجهی خصوصیات الکتروشیمیایی الکترود Ti را بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: اکسایش الکتروشیمیایی، رنگزای راکتیو نارنجی 7، الکترود Ti، nanoZnO، روش پاسخ سطح
  • بهناز عبدوس، سیده مریم سجادی*، احمد باقری صفحات 87-107

    در این مطالعه، از یک روش مدل سازی جدید با استفاده از مدل QSAR و شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی عدد تجمع برخی از سورفکتانت های آنیونی در محلول آبی در دمای 25 درجه سانتی گراد استفاده شده است. عدد تجمع مایسل با استفاده از اندازه گیری های هدایت الکتریکی و روش اوانس برای سورفکتانت های آنیونی در محلول های آبی تعیین شد. اما نتایج به دست آمده با استفاده از این روش، نتایج حاصل از از روش فلورسانس مطابقت خوبی نداشت از آنجایی که روش فلورسانس روش دقیق تری برای محاسبه عدد تجمع مایسل ها می باشد به همین دلیل از نتایج روش فلورسانس در این مطالعه استفاده شد. به منظور ارتباط ساختار مولکولی این سورفکتانت ها با عدد تجمع آن ها، مطالعه ارتباط کمی ساختار-خاصیت (QSPR)  انجام شد. یک مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)  برای پیش بینی عدد تجمع سورفکتانت های آنیونی با استفاده از چهار مورد از بیش از 3200 توصیف گر مولکولی، محاسبه شده توسط نرم افزار Dragon، به عنوان متغیرهای ورودی، توسعه داده شد. اهمیت توصیف گرهای انتخابی بر اساس روش ANN محاسبه شدند که ترتیب اهمیت آنها بدین صورت می باشد: nC> X5V> MWC05> MWC04. مجموعه کامل 24 سورفکتانت آنیونی به صورت تصادفی به یک مجموعه آموزشی 16 تایی، یک مجموعه آزمایشی 4 تایی و یک مجموعه اعتبارسنجی 4 تایی تقسیم شدند. همچنین از تحلیل رگرسیون خطی چندگانه (MLR) برای ساخت یک مدل خطی با استفاده از توصیف گرهای مشابه استفاده شد. ضریب همبستگی (R2) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) مدل های ANN و MLR (برای کل مجموعه داده ها) به ترتیب 94/0، 99/4 و 82/0، 38/8 بود. R2بالاتر روش ANN نشان داد که رابطه بین توصیف گرها و عدد تجمع ترکیبات، غیرخطی است.

    کلیدواژگان: توصیف گرهای مولکولی، QSAR، شبکه عصبی مصنوعی، سورفکتانت آنیونی، عدد تجمع
  • محمد کریمی، علی بنویدی*، سید منصور بیدکی، سودابه دلیرنسب، مرضیه دهقان طزرجانی صفحات 109-121

    یکی از چالش های مهم زیست محیطی در صنعت نساجی و رنگرزی منسوجات، تولید پساب سمی و آلوده می باشد که بایستی پیش از تخلیه شدن به فاضلاب تصفیه شود. یکی از روش های مناسب جهت از بین بردن این آلاینده ها استفاده از مواد اکسیدکننده نظیر اوزن می باشد. در سال های اخیر تولید اوزن به روش الکتروشیمیایی به عنوان یک فرآیند ساده، ارزان و موثر مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر حذف رنگ نساجی اسید قرمز 361 با ساختار آزو به عنوان یک رنگ پر مصرف در صنعت فرش که حذف و تخریب آن از پساب کمتر مورد توجه قرار گرفته است به روش الکتروشیمیایی به وسیله آند تیتانیم اصلاح شده با قلع اکسید دوپ شده با آنتیموان، نیکل و نانوله های کربنی انجام شد. سطح الکترودهای تیتانیوم به روش لایه نشانی چرخشی با مخلوط نمک های قلع، آنیتموان، نیکل و نانولوله های کربنی پوشش داده و سپس در کوره الکتریکی تحت عملیات حرارتی کلسینه شد. از تکنیک الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای جهت مقایسه جریان آندی و پتانسیل آغاز واکنش اکسایش آب روی سطح الکترود تیتانیم اصلاح نشده و اصلاح شده استفاده شد. به منظور تایید تولید اوزن روی سطح الکترودهای تیتانیم اصلاح نشده و اصلاح شده از تکنیک Vis - UV استفاده گردید. حذف رنگ از محلول حاوی رنگ نساجی اسید قرمز 361 با الکترود اصلاح شده در چگالی جریان ثابت mA cm-2 20 در زمان های متفاوت انجام شد. پارامترهایی نظیر غلظت اولیه رنگ، زمان، pH و سینتیک تخریب رنگ بررسی شدند. نتایج نشان داد که حذف رنگ اسید قرمز 361 از محلول با افزایش زمان تماس با اوزن افزایش می یابد بطوریکه در طی مدت زمان 30 دقیقه الکترولیز تخریب رنگ با غلظت اولیه ppm 100 با راندمان 99 % انجام شد.

    کلیدواژگان: الکترود تیتانیم اصلاح شده، نانو ذرات کربنی، کولومتری با جریان ثابت، سینتیک تخریب رنگ، رنگ نساجی اسید قرمز 361
  • حسن کفایتی*، فاطمه تجلی راد، شهاب شریعتی صفحات 123-133

    در این مطالعه، ابتدا 2-آمینو-4،1-دی هیدروپیریمیدین از واکنش گوانیدین هیدروکلرید با 4-متیل بنزالدهید و اتیل بنزوییل استات با استفاده از کاتالیست سدیم هیدروژن کربنات سنتز شد. همچنین نانوذره Fe3O4 سنتز و با 2-کلروپروپیل سیلان و 2-آمینوپیریدین عاملدار شد. این نانو ذره بعنوان یک نانو کاتالیزگر دوستدار محیط زیست برای سنتز مشتقات جدید اتیل-2-آمینو-4-آریل-8-پاراتولیل-3-سیانو-6-فنیل-8،4-دی هیدرو-H1-پیریمیدو [2،1-a] پیریمیدین-7-کربوکسیلات از طریق واکنش تک ظرف 2-آمینو-4،1-دی هیدروپیریمیدین، آلدهیدهای آروماتیک و مالونیتریل استفاده شد. همه مراحل واکنش با استفاده از تابش دهی فراصوت انجام شد. عملکرد آسان، بازده بالا، استفاده مجدد از کاتالیزگر برای چند مرتبه، زمان کوتاه واکنش و جداسازی آسان کاتالیزگر با استفاده از یک مگنت خارجی از مهمترین مزایای روش ارایه شده است.

    کلیدواژگان: پیریمیدو[2، 1-a]پیریمیدین، 2-آمینو-4، 1-دی هیدروپیریمیدین، گوانیدین هیدروکلرید، 2-آمینوپیریدین، Fe3O4
  • مجید سیدی رودبارکی، آرش افغان*، پیمان نجفی مقدم، محمد قدیری صفحات 135-149

    پلی آنیلین یک پلیمر رسانای ذاتی است که کاربردهای مختلفی در حسگرها، باتری ها، غشاهای جداسازی و محافظ خوردگی فلزات دارد. با توجه به کارایی بالای پلی آنیلین تهیه این پلیمر با خواص بهینه با حفظ رسانایی آن بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش، پلی آنیلین با پلیمریزاسیون شیمیایی در حضور یک کوپلیمر اصلاح شده اسیدی به عنوان تمپلیت در نسبت های وزنی مختلف سنتز شد. این تمپلیت از اصلاح کوپلیمر (گلیسیدیل متاکریلات-مالییک انیدرید) با استفاده از سولفانیلیک اسید به دست آمد که یک پلی اسید محلول در آب و دارای گروه های عاملی سولفونیک اسید است. پلیمرهای تهیه شده با استفاده از آنالیزهای تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون عبوری (SEM)، پراش اشعه ایکس (XRD) و آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) مورد شناسایی قرار گرفتند. الگوهایXRD پلی آنیلین (در حضور HCl) و پلی آنیلین اصلاح شده (در حضور تمپلیت) نشان داد که در اندازه های کریستالی نانو تشکیل شده اند. همچنین با اندازه گیری رسانایی با استفاده از دستگاه چهارنقطه ای مشخص گردید که با پلیمریزاسیون آنیلین در حضور پلی اسید، رسانایی افزایش می یابد (نسبت به پلی آنیلین آندوپه) که نشان می دهد دوپینگ پروتونی در پلی آنیلین توسط پلی اسید سنتز شده اتفاق افتاده است. در نهایت داده های آنالیز حرارتی نشان داد پایداری حرارتی پلی آنیلین دوپه شده با اسید HCl در مقایسه با پلی آنیلین دوپه شده با پلی اسید بیشتر است.

    کلیدواژگان: پلی آنیلین، پلیمریزاسیون تمپلیت، پلی اسید، گلیسیدیل متاکریلات، مالئیک انیدرید
  • فاطمه میرعزیزی، مهدی بکاولی، کمال الدین حق بین*، محمود ابراهیمی صفحات 151-163

    تثبیت هم زمان آنزیم هایی که دامنه های مختلفی از ترکیبات آلاینده را می توانند اکسید کنند، کارآیی سامانه های آنزیمی را برای مقابله با آلاینده های محیط زیست افزایش می دهد. در این راستا بکارگیری 2 آنزیم لاکیز و تایروزیناز که برای اکسایش ترکیبات آلی فقط به اکسیژن مولکولی نیاز دارند، از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، در این تحقیق ابتدا، با استفاده از یک اسکلت ساختمانی مشترک، مشتقات ترکیبات دی آزو دارای گروه های استخلافی الکترون دهنده و الکترون کشنده ساخته شدند. سپس فعالیت اکسیدازی تایروزیناز (استخراج شده از قارچ خوراکی) و لاکیز (استخراج شده از قارچ نیورسپورا کراسا) در حضور این ترکیبات دی آزو تحت شرایط یکسان به روش اسپکتروفتومتری مورد بررسی قرار گرفتند. به استناد نتایج حاصل از اکسایش ترکیبات دی آزوی فنلی، کتکولی، گوآیکولی و آنیلینی که از یک اسکلت ساختمانی مشترک ساخته شده بودند، طیف سابستریتی دو آنزیم تایروزیناز و لاکیز به دست آمد و دلایل مختلف موثر بر دامنه سابستریتی این دو آنزیم به کمک داکینگ مولکولی مورد تحقیق و بحث قرار گرفت. بر این مبنا، تثبیت هم زمان این دو آنزیم می تواند دامنه اکسایش ترکیبات فنلی (منوفنلی، دی فنلی و گوآیکولی) را پوشش دهد اما این سامانه فاقد کارآیی لازم برای اکسایش ترکیبات آنیلینی خواهد بود.

    کلیدواژگان: آلاینده های فنلی، ترکیبات دی آزو، سامانه های چند آنزیمی، آگاریکوس بیسپروس، نیوروسپورا کراسا
  • عبدالرضا ابری*، منیره نوروزی صفحات 165-178

    در این کار پژوهشی سرشاخه های گل دار گیاه اسطوخودوس شامی از کوه های استان ایلام و سرشاخه های گل دار گیاه اسطوخودوس لارستانی ، ازاستان بوشهر جمع آوری، در سایه خشک و آسیاب شدند. عصاره ی متانولی و آبی-متانولی آنها توسط روش های خیساندن، سوکسیله و التراسونیک استخراج و برخی از ترکیبات مهم توسط روش GC-MS مورد شناسایی قرارگرفتند. با توجه به تنوع زیاد ترکیبات استخراجی از عصاره گیاه اسطوخودوس، جهت جداسازی ترکیب مهم گالیک اسید از عصاره آبی - متانولی، از روش های کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی صفحه ای، کروماتوگرافی لایه نازک و عمل تبلور استفاده گردید. ترکیب مذکور در نهایت به صورت پودر سفید رنگ خالص سازی و توسط روش های طیف سنجی شناسایی و برای تعیین مقدار درصد گالیک اسید از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) استفاده شد. در ادامه نانو ذرات نقره به روش سبز از عصاره اسطوخودوس تهیه و در محلول نیترات نقره با استفاده از طیف نگاری UV-vis در دامنه طول موج 200 تا 800 نانومتر مورد بررسی قرارگرفت همچنین با استفاده از میکروسکوپ روبشی نشر میدانی (FESEM) مورفولوژی ذرات، با استفاده از (XRD) الگوی پراش ذرات و با استفاده از FT-IR گروه های عاملی مسیول کاهش و پایدارسازی نانو ذرات نقره مورد ارزیابی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: اسطوخودوس، استخراج، نانو ذرات نقره˓ التراسونیک
  • کیومرث زرگوش*، ریحانه سادات رفیعی علوی علویجه، روزبه سلطانی، محمد دیناری، حسین مرادی علی آبادی صفحات 179-197

    در این پژوهش یک جاذب پارا فنیلن دی آمین- پلیمر آلی کووالانسی برای حذف آلاینده های آلی کاتیونی و سنتز شد. مشخصات جاذب با استفاده از تکنیک های طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX-mapping) و آنالیز BET مورد بررسی قرار گرفت . دو ترکیب رنگی متیلن بلو و متیل اورانژ به ترتیب به عنوان مدل آلاینده کاتیونی و آنیونی انتخاب شدند و قابلیت های جاذب در حذف آلاینده های آلی توسط آنها بررسی شد. نتایج بهینه برای رنگ متیلن بلو با استفاده از 01/0 گرم از جاذب، 7=pH ، دمای 25 درجه سانتی گراد و زمان تماس 5 دقیقه و برای رنگ متیل اورانژ، pH 4، دمای 25 درجه سانتی گراد و زمان تماس 5 دقیقه به دست آمد. هم دمای جذبی فرندلیچ با داده های هر دو رنگ در تطابق بود. حداکثر ظرفیت جذب تجربی به ترتیب برای رنگ های متیلن بلو 1/48 میلی گرم بر گرم و متیل اورانژ 6/38 میلی گرم بر گرم بود. داده های جذبی برای هر دو رنگ با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم همخوانی داشت. حذف هم زمان دو رنگ با استفاده از جاذب پارا فنیلن دی آمین- پلیمر آلی کووالانسی موفقیت آمیز و با کارایی حذف بیش از99% بود. جاذب با موفقیت برای حذف آلاینده های انتخاب شده از نمونه های حقیقی پساب صنعتی به کاربرده شد.

    کلیدواژگان: پلیمر آلی کووالانسی، جذب سطحی، پساب صنعتی، متیلن بلو، متیل اورانژ
  • مسعود محمدی، محمدهادی گیویان راد* صفحات 199-211

    با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی در حوزه سلامت و پزشکی از سلنیوم به عنوان یک آنتی اکسیدان بسیار عالی در جلوگیری از رشد سرطان ها و حتی کمک در فرآیند رشد سلولی یاد می شود. در بیشتر کشورها، غذاهای گیاهی به عنوان منبع اصلی سلنیوم می باشد. از بین این منابع گیاهی می توان به نوعی جلبک سبز-آبی از شاخه سیانوباکترها اشاره کرد که به جلبک اسپیرولینا معروف می باشد. اسپیرولینا می تواند علاوه بر تامین سلنیوم مورد نیاز بدن، یک منبع عالی پروتیین، مواد معدنی، ویتامین ها، اسید های آمینه ضروری و... باشد. مقدار مورد نیاز بدن از سلنیوم مشخص می باشد و افزایش بیش از حد آن در بدن ایجاد سمیت می کند، این امر لزوم توجه به اندازه گیری دقیق سلنیوم را دوچندان می کند. معمولا این اندازه گیری ها با روش های پرهزینه و طولانی مدتی مانند ICP-AES انجام می شود. لذا در این مطالعه از یک لیگاند اختصاصی بسیار مناسب (Diaminotoluene) برای سلنیوم با هزینه تامین پایین و دسترسی بالا و با استفاده از تکنیک دستگاهی ساده، کم هزینه و سریع طیف سنجی نوری فرابنفش- مریی استفاده نمودیم. نتایج حاصل از اعتبار سنجی روش تجزیه ای حکایت از آن داشت که این روش از کارایی مناسب برای جایگزینی با روش های پرهزینه مانند ICP-AES را دارا می باشد. همچنین روش بکار گرفته شده کلیه پارامترهای لازم برای اعتبارسنجی روش را تامین می کند.

    کلیدواژگان: سلنیوم (IV)، دی آمینو تولوئن، اسپیرولینا، طیف سنجی نوری فرابنفش مرئی، اعتبار سازی روش
|
  • Elnaz Kazemi, Hamidreza Aghaei * Pages 9-22
    In this paper, the immobilization of lipase from Candida rugosa on hydrophilic Na-montmorillonite (MT) and hydrophobic modified montmorillonite (MTS) is investigated. Hydrophobic MTS was prepared by changing the nature of hydrophilic MT with cetrimonium bromide surfactant. The enzymatic activity of lipase immobilized on Na-montmorillonite (LMT) and lipase immobilized on modified montmorillonite (LMTS) was investigated in the production of biodiesel from waste cooking oil. The support modification and enzyme immobilization were evaluated by BET, XRD, and SEM techniques. The effects of temperature, time, water content, and the molar ratio of methanol to oil on biodiesel yield were also investigated. The results showed that the activity of LMTS was much better than LMT. Under optimal conditions, the biodiesel yield produced by LMTS was about 86.4%. LMTS showed good storage stability, and after 30 days of storage at 4 ℃, the biodiesel yield was about 64.2%, while the biodiesel yield of free lipase (FL) was about 57.1%. In addition, LMTS had good reusability compared to LMT, and the biodiesel yield after 10 cycles was about 51.6%.
    Keywords: enzyme immobilization, Modified Montmorillonite, Lipase, Biodiesel
  • Zahra Negaresh, Mostafa Fazli * Pages 23-38
    The adsorption of carbon dioxide molecules on four H-saturated porous graphene sheets with different pore sizes and a poreless graphene sheet was investigated and compared with the adsorption of nitrogen molecules on them. Reactive molecular dynamics was used in this study, which took into account the possibility of chemical bond formation and dissociation as well as the effects of polarity. This research demonstrates that all porous graphene sheets and non-cavity graphene sheets absorb carbon dioxide molecules more than nitrogen molecules and can be used to separate these two gases. However, the size and shape of the cavities have no significant impact on gas molecule adsorption on these plates.
    Keywords: Adsorption of carbon dioxide, H-saturated porous graphene sheet, Reactive molecular dynamics, density functional theory
  • Arash Vojood, Mohammad Khodadadi-Moghaddam, Gholamreza Ebrahimzadeh-Rajaei *, Sahar Mohajeri, Ali Shamel Pages 39-53

    In the present paper, the Formose reaction to produce polyols in methanol solvent in the presence of an aerosil (fumed silica) catalyst is first investigated. The mechanism of Formose reaction is actually the same aldol condensation that occurs in an alkaline media and is accelerated by the presence of a heterogeneous catalyst. The products observed in the reaction medium are ethylene glycol and glyceraldehyde. Finally, the selectivity of the synthesis of these products was compared and evaluated with the two corresponding products synthesized through the Formose reaction in aqueous solvent. The present study shows that in the presence of fumed silica catalyst in aqueous solvent, the production of ethylene glycol decreases with increasing pH from 7.6 to 9.3, while the conversion of ethylene glycol to glyceraldehyde increases. As a result, the amount of ethylene glycol in the reaction mixture decreases at alkaline pHs compared to neutral pHs; in contrast, the selectivity of the reaction to the production of glyceraldehyde increases. Changing the solvent from water to methanol also reduces production efficiency. Therefore, it indicates the low selectivity of the methanolic medium compared to the aqueous medium to produce two products, 1,2-ethanediol and 2,3-dihydroxypropanal.

    Keywords: Origin of life, Formose reaction, Aldol condensation, Methanol solvent, Selectivity, Fumed silica, polyol
  • Abbas Madhi *, Behzad Shirkavand Hadavand Pages 55-66

    The current research aims to synthesize carbon quantum dots-chitosan nanocomposites (CQDs-CS) and investigate the effects of its adding on the various properties of cotton fabric like color fastness, color features and antimicrobial activity. To achieve this goal, initially carbon quantum dots-chitosan nanocomposites (CQDs-CS) were synthesized in different weight percentages, and then examined and characterized through a variety of spectrometry methods including FTIR, HR-TEM, Photoluminescence, UV-visible and FESEM. Next, chemical treatment of the cotton fabric by CQDs-CS was studied via FESEM spectrometry, color fastness analysis, colorimetric parameters, and Mueller-Hinton broth antibacterial testing. Findings evinced that chemical treatment of cotton fabric by CQDs-CS nanocomposites led to a minor improvement of light fastness, washing fastness and some colorimetric data. Moreover, the synthesized nanocomposites caused the both gram positive (Staphylococcus aureus) and gram negative (Escherichia coli) bacteria present in the cotton fabric to be significantly eliminated.

    Keywords: carbon quantum dots, Chitosan, Nanocomposite, Chemical treatment, antimicrobial characteristics
  • Nastaran Akbari, Farideh Nabizadeh Chianeh * Pages 67-86

    In the current study, Ti/nanoZnO electrode was prepared by the electrophoretic deposition (EPD) method. The crystal structure, morphology, elemental analysis, and electrochemical properties of the prepared electrode were studied through X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) with an X-ray spectrometer attached, cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), chrono-amperometry (CA), and chrono-potentiometry (CP). Obtained results showed that the prepared Ti/nanoZnO electrode possessed a uniform coating with more porous morphology, reduced charge transfer resistance, and improved electrochemical stability. Electrocatalytic performance was evaluated by studying the electrochemical removal of Reactive orange 7 (RO7) dye as a target pollutant on the Ti/nanoZnO electrode. Independent operating parameters namely pH, current density, electrolyte concentration, and reaction time were selected to model and optimize the removal process by central composite design (CCD). The color removal efficiency of 20.73% was obtained for RO7 after 60 min under optimum conditions. Eventually, from the findings of this study, it can be concluded that modifying the titanium (Ti) substrate using ZnO nanoparticles could significantly improve the electrochemical properties of the bare Ti electrode.

    Keywords: Electrochemical oxidation, Reactive Orange 7, Ti, nanoZnO electrode, Response surface methodology
  • Behnaz Abdous, S. Maryam Sajjadi *, Ahmad Bagheri Pages 87-107

    In this study, a new modeling method using QSAR model and artificial neural network is used to predict the aggregation number of some anionic surfactants in aqueous solution at 25 °C. The micelle aggregation number was determined using electrical conductivity measurements and the Evans method for anionic surfactants in aqueous solutions. However, the obtained results based on conductibvity strategy were not in good agreement with those of fluorescence method. Since the fluorescence method is a more accurate method for calculating the aggregation number of micelles, the results of the fluorescence method have been used in this study. In order to correlate the molecular structure of these surfactants with their aggregation number, a quantitative structure-property relationship (QSPR) study was performed. An artificial neural network (ANN) model was developed to predict the aggregation number of anionic surfactants by using four out of more than 3200 molecular descriptors, calculated by Dragon software, as input variables. The importance of selected descriptors were computed based on ANN method and listed as follows in descending order: nC> X5V> MWC05> MWC04. The complete set of 24 anionic surfactants was randomly divided into a training set of 16, a test set of 4, and a validation set of 4 compounds. Also, multiple linear regression (MLR) analysis was utilized to build a linear model by using the same descriptors. Correlation coefficient (R2) and root mean square error (RMSE) of the ANN and MLR models (for the whole data set) were 0.94, 4.99 and 0.82, 8.38, respectively. The higher R2 of the ANN method showed that the relationship between the descriptors and the aggregation number of the compounds is nonlinear.

    Keywords: Molecular Descriptors, QSAR, Artificial Neural Network, Anionic Surfactant, Aggregation Number
  • Mohammad Karimi, Ali Benvidi *, Seyed Mansour Bidoki, Soudabeh Dalirnasab, Marzieh Dehghan Tezerjani Pages 109-121

    One of the most challenges in the textile dyeing industry is produced toxic and contaminated effluents, which must remove these toxic compounds from wastewaters before discharging them into the sewerage. One of the best methods for removing these toxic maters is to use oxidant material such as ozone. Recently, electrochemical ozone generation has been considered a simple, inexpensive and effective process. In this research the removal of C. I acid red 361 with azo structure as a widely used in the carpet industry, remove it from effluent less attention, were removed by an electrochemical method with titanium modified with tin oxide doped with antimony, Nickel and carbon nanotubes. The surface of the titanium electrode was coated with a mixture of salts (tin, antimony and nickel) and carbon nanotubes by spin-coating and pyrolysis method. The cyclic voltammetry technique was used to compare the anodic current and the initiation potential of water splitting on the bare and modified electrodes. The UV-Vis technique was used to confirm ozone production on bare and modified electrodes. Removal of C. I acid red 361 from dye solution was performed with the modified electrode at a constant current density of 20 mA cm-2 at different times. Parameters such as initial dye concentration, contact time, pH and dye degradation kinetics were investigated. The results showed that the removal of C. I acid red 361 from the solution increased with increasing contact time with ozone so that during 30 minutes electrolysis of dye degradation was performed with an initial concentration of 100 ppm with 99% efficiency.

    Keywords: Titanium modified electrode, Carbon nano tubes, constant current coulometry, Kinetic of dye removal, Red acid 361
  • Hassan Kefayati *, Fatemeh Tajalirad, Shahab Shariati Pages 123-133

    In this study, at first, 2-amino-1,4-dihydropyrimidine was synthesized by the reaction of guanidine hydrochloride, 4-methybenzaldehyde and ethyl benzoylacetate in the presence of sodium hydrogencarbonate as catalyst. Also, Fe3O4 nanoparticles were synthesized and functionalized via sequential reactions with chloropropyl(trimethoxy)silane and 2-aminopyridine. The resulting nanoparticles were used as environmentally benign magnetic nano-catalyst for the synthesis of some novel ethyl 2-amino-4-aryl-8-(4-methylphenyl)-3-cyano-6-phenyl-8,4-dihydro-1H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine-7-carboxylate derivatives via a one-pot reaction of 2-amino-1,4-dihydropyrimidine, an aromatic aldehyde, and malononitrile. All the reaction steps are performed under ultrasound irradiation. Simple operation, high reaction yields, reusability of the catalyst for several times, short reaction times and easy separation of catalyst are the key advantages of using this catalyst.

    Keywords: Pyrimido[1, 2-a]pyrimidine, 2-amino-1, 4-dihydropyrimidine, guanidinehydrochloride, 2-aminopyridine, Fe3O4
  • Majid Seyyedi Roodbaraki, Arash Afghan *, Peyman Najafi Moghadam, Mohammad Ghadiri Pages 135-149

    Polyaniline (PANI) is an inherently conducting polymer (ICP) which has different applications in sensors, batteries, separation membranes and corrosion protective of metals. Synthesis of polyaniline with optimum properties and its remarkable conductivity has been studied. In this study, polyacid-doped PANI has been synthesized by chemical polymerization in the presence of modified acidic copolymer as template in different weight ratios. This template was prepared with modification of copolymer (Glycidylmethacrylate -Maleic anhydride) by using sulfanilic acid which is water soluble polyacid and containing sulfonic groups. Desired polymers have been characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) images, X-ray diffraction (XRD) and Thermogravimetric analysis (TGA). XRD patterns of PANI and modified PANI showed that the modified PANI has been formed in nanoscale crystallite sizes. Measuring the conductivity by using four point probe technique indicated that conductivity is increased in polyacid-doped PANI. Finally TGA data showed the thermal stability of HCl-doped polyaniline was more than polyacid-doped PANI.

    Keywords: Polyaniline, template polymerization, polyacid, glycidyl methacrylate, maleic anhydride
  • Fatemeh Mirazizi, Mehdi Bakavoli, Kamahldin Haghbeen *, Mahmoud Ebrahimi Pages 151-163

    Co-immobilization of several enzymes on the same matrix might enhance the efficiency of bioremediation of water resources. In pursuit of this objective, laccase and tyrosinase are especially important due to their reliance on molecular oxygen during the oxidation of various compounds. Accordingly, in this research, the substrate spectra of a laccase (obtained from Neurospora crassa) and a tyrosinase (obtained from Agaricus bisporus) were studied through analysis of their reactions with different diazo derivatives of phenol, catechol, guaiacol, and aniline, which were made from an identical molecular structure. The results were explained in view of the influential parameters on the substrate selectivity of each enzyme. The outcome of this research indicates that co-immobilization of laccase with a tyrosinase possibly expands the spectrum of the target pollutants, however, it does not guarantee the efficacy of the system against aniline derivatives.

    Keywords: Phenolic pollutants, Diazo compounds, Multi-enzyme systems, Agaricus bisporus, Neurospora crassa
  • Abdolreza Abri *, Monireh Noroozi Pages 165-178

    In this research, the flowering branches of shami Lavandula angustifolia plant, from the mountains of Ilam province and the flowering branches of Larestani Lavandula angustifolia plant from Bushehr province were collected, dried and ground in the shade. Their methanolic and aqueous-methanolic extractive were extracted by maceration, soxhlet and ultrasonic methods and some important compounds were identified by the GC-MS method. Due to the large variety of extractives from Lavandula angustifolia extract, column chromatography, plate chromatography, thin layer chromatography and crystallization were used to separate the important combination of gallic acid from methanolic extract. The compound was finally purified as a white powder and identified by spectroscopic methods, and a high-performance liquid chromatography (HPLC) device was used to determine the percentage of Gallic acid. The silver nanoparticles were then prepared by green method from Lavandula angustifolia extract and examined in silver nitrate solution using UV-vis spectroscopy in the wavelength range of 200 to 800 nm. Also, Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) for particle morphology, XRD for the particle scattering pattern and with FT-IR device, the functional groups responsible for reducing and stabilizing silver nanoparticles were evaluated.

    Keywords: Lavandula angustifolia, extraction, silver nanoparticles, Ultrasonic
  • Kiomars Zargoosh *, Reyhane Sadat Rafiei Alavi Alavije, Roozbeh Soltani, Mohammad Dinari, Hossein Moradi Ali Abadi Pages 179-197

    In this study, a paraphenylene diamine-organic polymer adsorbent was synthesized for removal of the cationic and anionic organic pollutants. Adsorbent was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FE-SEM), energy diffraction X-ray spectroscopy (EDX-mapping) and BET analysis. Methylene blue and methyl orange were selected as cationic and anionic organic pollutant model. Then the effect of factors such as pH, initial concentration, amount of adsorbent, temperature, contact time and presence of electrolyte on the adsorption efficiency was investigated. The optimum conditions for removal of methylene blue were 0.01 g of adsorbent, pH 7, temperature 25 ° C and contact time of 5 min. For removal of methyl orange the optimum conditions were 0.01 g of adsorbent, pH 4, temperature 25 ° C and contact time of 5 min. According to the obtained data, Freundlich isotherm was consistent with both methylene blue and methylene orange adsorption data. The maximum experimental adsorption capacity was 48.1 mg.g-1 for methylene blue and 38.6 mg.g-1 for methyl orange, respectively. Also, the adsorption data for both dyes were consistent with the second-order kinetic model. Simultaneous removal of two dyes using adsorbent with removal efficiency of more than 99% was successful. The adsorbent was successfully applied for removal of the selected dyes from real industrial wastewaters.

    Keywords: Covalent organic polymer, Adsorption, Industrial wastewater, Methylene blue, Methyl orange
  • Masoud Mohammadi, MohammadHadi Givianrad * Pages 199-211

    Due to the progress of science and technology in health and medicine, selenium is mentioned as an excellent antioxidant in preventing the growth of cancers cell and even helping the process of cell growth. In most countries, plant foods are the main source of selenium. Among these plant sources, a kind of green-blue algae from the species of cyanobacteria should be mentioned, which is introduced as Spirulina algae. In addition to providing the body with the selenium it needs, spirulina is an excellent source of essential proteins, minerals, vitamins and amino acids. However, the amount of selenium required by the body and the fact that its excessive increase causes toxicity doubles the need to pay attention to its accurate quantitative measurement. These measurements are usually performed with costly and long-term methods such as ICP-AES. Therefore, in this study, the suitable specific ligand (Diaminotoluene) for selenium was used with low cost and high availability, using simple, low cost and fast technique as UV-spectrophotometric method.The results of the analytical method validation indicated that this ligand has high productivity and also this method should be quite suitable for replacement with high cost methods such as ICP-AES. In addition, this method used can provide all the parameters required to analytical method validation.

    Keywords: Selenium (IV), Diaminotoluene, Spirulina, UV-Vis spectrophotometry, Method validation