فهرست مطالب

پژوهش های شیمیایی و نانو مواد - پیاپی 3 (پاییز 1401)

نشریه پژوهش های شیمیایی و نانو مواد
پیاپی 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/19
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهری سلیمی*، معصومه جعفرپور، سوسن یزدانی شواکند، فهیمه فیض پور صفحات 1-9

    کبالت تثبیت شده بر روی نانوفیبر سلولز مغناطیسی عامل دار شده با آمین (Fe3O4@CNF-NH2- CoII) به عنوان یک نانوکاتالیزگر جدید مبتنی بر بستر زیستی سنتز شد. کاتالیزگر سنتز شده با طیف سنجی مادون قرمز-تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)، مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) و طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) مشخصه یابی و مورفولوژی آن مورد بررسی قرار گرفت. این نانو کاتالیزگر مغناطیسی برای سنتز کارآمد مشتقات بنزایمیدازول از طریق واکنش تراکمی آلدهید های آروماتیک و آریل 2،1-دی آمین ها با استفاده از اتانول به عنوان حلال تحت اتمسفر هوا به خوبی عمل کرد. نانوکاتالیزگر فوق، به طور موفقیت آمیز توسط آهنربای خارجی تا 5 بار مورد بازیافت و بدون کاهش چشمگیر در فعالیت آن مورد استفاده مجدد قرار گرفت. استفاده ازحلال سبز در سنتز بنزایمیدازول ها، راندمان خوب تا عالی محصولات، استفاده ازکاتالیزگر قابل بازیافت بدون از دست دادن فعالیت کاتالیزگری، روش کارساده، این روش را ازنظر محیط زیستی و اقتصادی برای سنتزبنزایمیدازول ها مطلوب می کند.

    کلیدواژگان: نانوکاتالیزگر مغناطیسی، نانوکاتالیزگر ناهمگن، سنتز مشتقات بنزایمیدازول
  • نرگس میلانی نسب، بهزاد وافری* صفحات 10-15
    هدف اصلی تمام روش های شبیه سازی مخازن، پیش بینی عملکرد جریان و میزان بازیافت نفت است. اکثر شبیه سازهای تجاری معادلات حاکم بر رفتار مخزن را با روش تفاضل محدود حل می کنند. برای حل معادلات سه بعدی جریان در محیط متخلخل با روش تفاضل محدود به یک سری شبکه نیاز است که ابعاد آنها بر روی نتایج شبیه سازی تاثیر گذار است که به آن پراکندگی عددی اطلاق می گردد. در ضمن، در مدل های پیچیده که تعداد بلوک های شبکه زیاد است، مدت زمان زیادی برای اجرای شبیه سازی نیاز می شود. برای از بین بردن اثر اندازه بلوک و همچنین افزایش سرعت شبیه سازی، روش خطوط جریان (Stream line method) پیشنهاد شده است که در مهندسی و مدیریت مخازن هیدروکربوری کاربرد زیادی دارد. روش خطوط جریان می تواند مسیر جریان سیال در مخزن، راندمان تزریق، حجم فضای خالی، و ضریب تخصیص چاه به منظور تعیین حجم سیال انتقال یافته بین چاه های تزریقی و تولیدی را شبیه سازی نماید. علاوه بر این در سال های اخیر مطالعات زیادی بر روی تاثیر تزریق نانوسیالات بر ویژگی های مخازن نفتی و میزان ازدیاد برداشت از آن ها انجام شده است. از آنجایی که روش خط جریان تاکنون برای شبیه سازی تزریق نانوسیال در مخازن نفتی مورد استفاده قرار نگرفته است، در این تحقیق تاثیر تزریق نانوسیال آب-سیلیکا بر معادلات جریان فاز ها بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که تزریق نانوسیال به مخزن موثرتر از تزریق آب خالص بوده و تولید نفت را افزایش می دهد. علاوه بر این مشاهده شد که نوع نفت موجود در مخزن (سبک و سنگین) تاثیر چشم گیری بر روی نتایج شبیه سازی ندارد.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، شبیه سازی، تزریق نانوسیال، روش خطوط جریان
  • ندا صرافی، سوسن صادقی* صفحات 16-24

    در مقاله حاضر، یک روش ساده و موثق برای تعیین یون های کادمیوم، بر اساس تکنیک میکرواستخراج مایع- مایع پخشی معرفی شده است. یک مایع یونی ویژه (TSIL) جدید به عنوان فاز استخراج کننده برای پیش تغلیظ انتخابی یون های کادمیم از نمونه آبی و تعیین با اسپکتروفتومتر جذب اتمی شعله ای (AAS) استفاده شد. پارامترهای موثر بر میکرواستخراج مانند pH محلول، غلظت TSIL، زمان سانتریفوژ، غلظت نمک آبگریز، غلظت سورفکتانت غیریونی و قدرت یونی بهینه شدند. در شرایط بهینه، منحنی کالیبراسیون در محدوده غلظتی 5 تا 250 میکروگرم بر لیتر با حد تشخیص0/42 میکروگرم بر لیترکادمیم خطی بود. از آنجایی که TSIL میل ترکیبی بالایی به کادمیوم دارد، تداخل کننده ها اثرکمی بر استخراج داشتند، بطوریکه بازیابی های رضایت بخشی برای میکرواستخراج کادمیوم از نمونه های حقیقی (سرم خون، شیر و عسل) به دست آمد.

    کلیدواژگان: میکرو استخراج مایع - مایع پخشی، مایع یونی با عملکردویژه، یون کادمیم، جذب اتمی شعله ای
  • یوسف دلشاد، عبدالحمید دهقانی*، میلاد قزلسفلو، سهیلا قاسمی صفحات 25-34

    در این پژوهش، کاتالیزگری ارزان قیمت، دوست دار محیط زیست و قابل استفاده مجدد با روش مناسب سنتز شده است. برای این منظور، ابتدا ذرات کیتوسان از طریق فرایند استیل زدایی از ضایعات پوسته میگوی خلیج فارس تهیه شده و در ادامه کمپلکسی مبتنی بر مس بر روی بستری از ذرات کیتوسان با موفقیت بدست آمد. ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (II)، با استفاده از روش های گوناگون از قبیل طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و طیف سنجی مریی- فرابنفش تایید شد. با توجه به کاربرد وسیع بنزیمیدازول ها در صنعت و داروسازی، خواص کاتالیزگری کمپلکس کیتوسان-مس (II) سنتز شده، در واکنش دو جزیی سنتز مشتق های مختلف بنزیمیدازول تحت شرایط بدون حلال مطالعه شد. استفاده از کاتالیزگر کمپلکس کیتوسان-مس (II)، در سنتز مشتقات بنزیمدازول چندین مزیت از جمله بازده قابل توجه، شرایط واکنش ملایم، زمان سنتز کوتاه، جداسازی آسان کاتالیزگر و اجتناب از تولید زباله های سمی را نشان داد. علاوه بر این، کمپلکس کیتوسان-مس (II) به راحتی توسط صاف کردن بازیابی شد و می توان آن را برای پنج چرخه بدون از دست دادن فعالیت کاتالیزگری مورد استفاده ی مجدد قرار داد.

    کلیدواژگان: کیتین، استیل زدایی، کیتوسان، کمپلکس کیتوسان-مس (II)، بنزیمیدازول
  • حسن ملانژاد، فرزانه ابراهیم زاده* صفحات 35-40
    در این مقاله، اکسید گرافن با اکسید آهن مغناطیسی ترکیب می شود و پس از افزوده شدن نانو ذرات اکسید روی، نانوکامپوزیت فتوکاتالیزوری مغناطیسی بر پایه اکسید گرافن حاصل می شود که به راحتی قابل جداسازی در حضور میدان مغناطیسی است. خواص نانوکامپوزیت توسط مطالعات مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی بررسی شد. از این نانوکامپوزیت به عنوان فتوکاتالیزور برای حذف آلودگی رنگی از جمله متیلن بلو و متیل اورانژ در حضور نور مریی استفاده شد. نتایج مطالعات حذف آلودگی رنگ ها با طیف سنج مریی نشان داد که حذف رنگ متیلن بلو به صورت کامل در زمان کوتاه و در مجاورت نور خورشید انجام می شود. از مزایای نانوکامپوزیت فوق می توان به سنتز بسیار ارزان، راحت و مقرون به صرفه بودن آن اشاره کرد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، متیلن بلو، فتوکاتالیزور، اکسید گرافن
  • عالیه محمدی*، شقایق لاله، محمدرضا دوستی صفحات 41-52
    امروزه همگام با پیشرفت صنعت، آلودگی آب نیز رو به افزایش است. آلاینده ها از مسیرهای گوناگون به منابع زیرزمینی و روان آب های سطحی وارد می شوند و به عنوان تهدیدی بالقوه برای سلامت انسان و سایر جانداران در چرخه حیات قرار می گیرند. با اینکه تاکنون روش های مختلفی برای تصفیه آب و فاضلاب بکار رفته است اما اغلب این روش ها برای حذف بسیاری از آلاینده های آلی پایدار از جمله رنگ ها، داروها، حلال ها، آفت کش ها و غیره کارایی لازم را ندارند. آنتی بیوتیک ها از جمله آلاینده های آلی پایدار هستند که پس از مصرف به ندرت در بدن به طور کامل متابولیزه می شوند و 30 تا 90 درصد آن ها پس از دفع به صورت آلاینده های فعال در محیط زیست باقی می مانند. از این رو استفاده از روش های نوین نظیر فرایندهای فتوکاتالیزوری برای تصفیه آنتی بیوتیک ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با توجه به زمان کوتاه تولید نانوفتوکاتالیزور ها، قابلیت بازیافت و امکان استفاده مجدد از آن، تشکیل محصولات بی ضرر در طی واکنش، صرفه اقتصادی و سازگاری با محیط زیست، استفاده از نانو فتوکاتالیزور های نیمه هادی ناهمگن به عنوان یکی از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، می تواند روشی موثر و کارآمد برای مقابله با آلودگی های زیست محیطی ناشی از آنتی بیوتیک ها باشد. در این مطالعه، ضمن معرفی روش اکسیداسیون پیشرفته، به نحوه به کارگیری نانو فتوکاتالیزور های ناهمگن، بررسی تاثیر عوامل عملیاتی مختلف واکنش فتوکاتالیزوری در تصفیه آب و فاضلاب حاوی آنتی بیوتیک ها و مطالعات مختلف و تحقیقات پبشین انجام شده در این زمینه پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: اکسیداسیون پیشرفته، آنتی بیوتیک، نانو فتوکاتالیزور، تصفیه آب و فاضلاب
|
  • Mehri Salimi *, Maasoumeh Jafarpour, Susan Yazdani Shavakand, Fahimeh Feizpour Pages 1-9

    Cobalt immobilized on amine-functionalized magnetic cellulose nanofiber (Fe3O4@CNF-NH2-CoII) was synthesized as a new bio-based nanocatalyst. The synthesized catalyst was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), energy diffraction X-ray spectroscopy (EDX), transmission electron microscopy (TEM), thermal gravimetric analysis (TGA), vibrating sample magnetometry (VSM) and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES) and its morphology was identified. This magnetic nanocatalyst acted well for efficient synthesis of benzimidazole derivatives through the condensation reaction of aromatic aldehydes and aryl 2,1-diamines by using of ethanol as a solvent under air atmosphere. This nanocatalyst was successfully recycled by an external magnet up to 5 times and reused without a significant decrease in its activity. The use of green solvent, good product efficiency, the use of the recovered nanocatalyst without losing catalytic activity and the simple synthesis method present this method environmentally and economically favorable for synthesis of benzimidazoles.

    Keywords: Magnetic nanocatalyst, Heterogeneous nanocatalyst, Synthesis of benzimidazole derivatives
  • Narges Milaninasab, Behzad Vaferi * Pages 10-15
    The main goal of all reservoir simulators is to predict the flow performance and oil recovery factor. Most commercial simulators solve the equations governing reservoir behavior with the finite difference approach. To solve the three-dimensional equations of flow in a porous media with the finite difference method, the grid dimension has an effect on the simulation results (i.e., divergence). In addition, the simulation of complex reservoirs with a large number of network blocks needs a long computational time. In order to eliminate the effect of block size and increase the speed of simulation, the streamline method has been proposed, which is widely used in the management of hydrocarbon reservoirs. The streamline method can monitor the flow direction in the reservoir, injection efficiency, pore volume, and well allocation coefficient to determine the volume of fluid transferred between injection and production wells. Also, in recent years, many studies have been conducted on the effect of nanofluid injection on the characteristics of oil reservoirs and the increase in oil recovery. Since the streamline method has not been used to simulate the nanofluid injection in oil reservoirs, in this research the effect of water-silica nanofluid injection on the flow equations of phases has been investigated. The simulation results showed that nanofluid injection into the reservoir is more effective than pure water injection and increases oil production. Moreover, it was observed that the reservoir oil type (light and heavy) has an insignificant effect on the simulation results.
    Keywords: Enhanced oil recovery, Simulation, Nanofluid injection, Streamline method
  • Neda Sarrafi, Susan Sadeghi * Pages 16-24

    In the present paper, a simple, and reliable method for the preconcentration of cadmium ions based on dispersive liquid-liquid microextraction technique is introduced. A new task specific ionic liquid (TSIL) was used as an extractant for the selective preconceration of Cd2+ ions from aqueous solution and determination by flame atomic absorption spectrometer (AAS). Parameters affecting the extraction of Cd2+ ions such as pH solution, TSIL concentration, centrifugation time, hydrophobic salt concentration, nonionic surfactant concentration, and ionic strength were optimized. Under the optimal conditions, the calibration curve was linear in the concentration range of 5 - 250 µg L-1 with a detection limit of 0.42 µg L-1 Cd2+. Since, TSIL has a high affinity toward cadmium ions, interferents have little effects on the microextraction, so satisfactory recoveries were obtained for the extraction of trace amounts of cadmium ions from real samples (blood serum, milk and honey).

    Keywords: Dispersive liquid-liquid microextraction, Task specific ionic liquid, Cadmium ions, Flame atomic absorption spectrometry
  • Yousef Delshad, Abdulhamid Dehghani *, Milad Ghezelsofloo, Soheila Ghasemi Pages 25-34

    In this research, cheap, eco-friendly and reusable catalysis has been synthesized with a suitable method. For this purpose, firstly, chitosan particles were prepared through the process of deacetylation from Persian Gulf shrimp shell waste, and then the copper-based complex was successfully obtained on a bed of chitosan particles. The structure of chitosan-copper(II) complex was confirmed by using of various techniques such as Fourier transform infrared spectrometry analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray energy diffraction spectroscopy and visible-ultraviolet spectroscopy. Considering the wide application of benzimidazoles in industry and pharmaceuticals, the catalytic properties of the chitosan-copper(II) complex in the two-component reaction of the synthesis of various benzimidazole derivatives were studied under solvent-free conditions. The use of chitosan-copper(II) complex catalyst in the synthesis of benzimidazole derivatives showed several advantages, including significant efficiency, mild reaction conditions, short reaction time, easy separation of the catalyst and avoiding the production of toxic waste. Furthermore, the chitosan-copper(II) complex was easily recovered by filtration and could be reused for five cycles without loss of catalytic activity.

    Keywords: Chitin, Deacetylation, Chitosan, Chitosan-copper (II) complex, Benzimidazole
  • Hassan Molanezhad, Farzaneh Ebrahimzadeh * Pages 35-40
    In this paper, graphene oxide is applied as a substrate for the synthesis of the magnetic graphene oxide-zinc oxide nanocomposite. The prepared nanocomposite (GO–ZnO–Fe3O4) are characterized using Field emission scanning electron microscopy(FESEM) and vibrating sample magnetometer(VSM). The photocatalytic performance of the synthesized samples is evaluated according to the photodegradation of methylene blue and methyl orang as organic dyes pollutant. The results of studies on the removal of dye pollution with a UV-Vis spectrometer showed that the removal of methylene blue dye is done completely in a short time and in the presence of sunlight. One of the advantages of the above nanocomposite is its very cheap, convenient and cost-effective synthesis.
    Keywords: nanocomposite, Methylene Blue, Photocatalyst, Graphene oxide
  • Alieh Mohammadi *, Shaghayegh Laleh, Mohammadreza Doosti Pages 41-52
    Today, along with the progress of the industry, water pollution is also increasing. Pollutants enter the underground sources and surface waters from various routes and become a potential threat to human health and other organisms in the life cycle. Although various methods have been used to purify water and wastewater, most of these methods are not effective enough to remove many persistent organic pollutants, such as dyes, drugs, solvents, pesticides, etc. Antibiotics are among persistent organic pollutants that are rarely completely metabolized in the body after consumption, and 30 to 90% of them remain as active pollutants in the environment after elimination. Therefore, the use of new methods such as photocatalytic processes for antibiotics treatment have attracted the attention of researchers. The use of heterogeneous semiconductor nano photocatalysts as one of the advanced oxidation processes is considered due to their advantages including short-time procedure for synthesis of nano photocatalysts, nano photocatalyst ability to recycle and reuse, the formation of harmless products during the reaction, economic efficiency and compatibility with the environment. So, this approach can be an effective and efficient way to deal with environmental pollution caused by antibiotics. In this article, in addition to introducing the advanced oxidation method, recent studies on using of heterogeneous nano photocatalysts and most effective factors on photocatalytic reaction in water and wastewater treatment containing antibiotics have been reviewed.
    Keywords: Advanced oxidation, Antibiotics, Nano photocatalyst, Water, wastewater treatment