فهرست مطالب

شیمی کاربردی روز - پیاپی 66 (بهار 1402)

نشریه شیمی کاربردی روز
پیاپی 66 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/10
  • تعداد عناوین: 14
|
  • فریده شمسی، علی شیبانی*، مسعودرضا شیشه بر صفحات 9-26
    در این مقاله استخراج کمی داروی بوپروپیون با روش استخراج فاز جامد بر پایه نانوکامپوزیت گرافن اکسید مغناطیسی معرفی شده است. مشخصه یابی و مطالعات ساختاری جاذب سنتز شده با استفاده از تکنیک های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس انجام شد. بوپروپیون با طیف سنجی تحرک یونی به عنوان یک روش حساس، سریع و ساده تعیین مقدار شد. پارامترهای تجربی موثر بر بازده استخراج روش پیشنهادی شامل حلال واجذبی (نوع و حجم)، میزان جاذب، pH، دمای استخراج، زمان استخراج و حجم محلول اولیه بررسی و بهینه شدند. در شرایط بهینه، منحنی-های درجه بندی در دو گستره 10-4 و ng 24-10 با ضرایب تعیین 98/0R2≥ خطی بودند. انحراف استاندارد نسبی 5% و همچنین مقادیر حدتشخیص و حدتعیین به ترتیب 66/0 و ng 20/2 گزارش شدند. کاربرد روش پیشنهادی در نمونه های مختلف قرص با دوزهای متفاوت از بوپروپیون ارزیابی شد که نتایج کمی رضایت بخشی را به دنبال داشت (درصد بازیابی: 0/92-0/88).
    کلیدواژگان: بوپروپیون، استخراج فاز جامد مغناطیسی، نانوکامپوزیت گرافن اکسید مغناطیسی، طیف سنجی تحرک یونی
  • مهدیه محسن پور، حمید عمادی*، حمید گلچوبیان صفحات 27-44
    امروزه سوخت بیودیزل به عنوان یکی از منابع اصلی برای جایگزینی سوخت های فسیلی در حال تولید و مصرف در سراسر دنیا است. در این پژوهش از روی اکسید دوپه شده با کبالت به عنوان نانوکاتالیزگر برای تولید بیودیزل از روغن سویا به روش تبادل استری استفاده شده است. در ابتدا نانوکاتالیزگرهای مورد استفاده با روش مایکروویو تهیه شدند و به وسیله ی روش‎های پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف بینی انرژی پخش اشعه ایکس (EDS) شناسایی گردیدند. در مرحله بعد کاتالیزگرهای تهیه شده در واکنش تولید بیودیزل از روغن سویا مورد استفاده قرار گرفتند. بیودیزل تولید شده با استفاده از طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و کروماتوگرافی گازی -طیف نگار جرمی (GC-MS) شناسایی شده است. شرایط بهینه واکنش تولید بیودیزل با نانوکاتالیزگر روی اکسید دوپه شده با کبالت، در زمان 3 ساعت، دمایC 60، غلظت کاتالیزگر 3% وزنی و نسبت مولی روغن به متانول 1 به 41 به درصد تبدیل 98%منجر شد. در بخش دیگری از این پژوهش، از تابش مایکروویو با توان 250 وات به عنوان منبع تامین انرژی در واکنش تولید بیودیزل استفاده گردید که در حضور 4% وزنی کاتالیزگر و نسبت مولی روغن به متانول 1 به 20 منجر به درصد تبدیل 91% در 180 ثانیه شد.
    کلیدواژگان: بیودیزل، ترانس استری شدن، مایکروویو، نانوکاتالیزگر
  • مهدی تقدیری اردکان*، شهربان داداری دولابی صفحات 45-62
    تهیه و کاربرد شیمیایی پلی اکسومتالات ها (نمک هتروپلی اسیدها) در سال های اخیر به دلیل ویژگی های منحصر به فردی از قبیل پایداری حرارتی، اسیدیته ی بالا، قدرت اکسندگی بالا و تنوع ساختاری مورد توجه زیادی به خصوص به عنوان فتوکاتالیست برای تخریب رنگ ها قرار گرفته است. رنگ ها از مهم ترین آلاینده های آب می باشند، از آن جایی که ترکیبات رنگی برای محیط زیست مضر هستند، یافتن روش هایی برای حذف رنگ ها از محیط زیست ضروری است. در این مقاله ابتدا نانوذرات کربن فعال مغناطیسی با هیبرید فسفوتنگستات اصلاح و به عنوان فتوکاتالیست در رنگ زدایی استفاده شد. برای شناسایی نانوذرات از روش های میکروسکوپ الکترونی پویشی، پراش اشعه ی ایکس، طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه، تجزیه گرمایی و اندازه گیری خاصیت مغناطیسی استفاده شد. خاصیت جذب و تخریب رنگ با رنگ زدایی محلول متیلن بلو، متیل اورانژ و مخلوط آن ها تحت نور خورشید و نور مریی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که نانوذرات اصلاح شده می توانند به طور انتخابی متیلن بلو را از مخلوط حذف کنند و برخلاف نانوذرات اصلاح نشده توانایی رنگ زدایی از محلول متیلن بلو را تحت نور دارند. همچنین، در حالی که نور قادر به تخریب متیل اورانژ تنها نمی باشد، آن را در مخلوط تخریب می کند. نانوذرات اصلاح شده قابل جداسازی آسان با آهنربا و بازیابی مجدد و استفاده دوباره هستند. حذف رنگ از طریق ترکیب جذب سطحی و سپس تخریب نوری به روش اکسایش مستقیم توسط فتوکاتالیست صورت می گیرد.
    کلیدواژگان: نانوذرات کربن فعال مغناطیسی، پلی اکسومتالات، تخریب فتوکاتالیستی، نور خورشید، نور مرئی
  • زهرا فرهمند ملک آبادی، ربابه علیزاده*، سارا سیفی، وحید امانی صفحات 63-78
    در این کار تحقیقاتی نانو ذراتی (N1،N2) از کمپلکس های (1) [PdCl2(aemptrz)]و (2) [Pd2(μ-mmtz)4].2CH3CN، با بهره گیری از امواج مافوق صوت در حمام اولتراسونیک (به روش سونوشیمی، که جزء روش های فراوری حالت مایع است) در دمای ثابت و زمان های مختلف تهیه شد. هر دو نانوکمپلکس تهیه شده به وسیله ی روش های پراش پرتو ایکس پودری XRD)) و تبدیل فوریه ((FT-IR مورد شناسایی قرار گرفتند. پس از تهیه نانوذرات کمپلکس های 1 و 2، نانوذرات PdO از روش کلسینه کردن در کوره الکتریکی تهیه شد و با تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، و تبدیل فوریه (FT-IR) مشخصه یابی گردید. اطلاعات حاصل از آنالیزهای XRD پودری نشان داد که نانوذرات سنتز شده (حاصل از نانوکمپلکس های 1 و2) در سیستم بلوری تتراگونال و گروه فضایی P42/mmc (برای 1) و درسیستم بلوری مونوکلینیک و گروه فضایی P2/c (برای2) متبلور شده اند و نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) نشان داد که اندازه ذرات پالادیوم (II) اکسید حاصل ازنانوکمپلکس(1) و (2) به ترتیب بین 36/61- 44/35 و 69/67-21/34 نانومتر می باشد.
    کلیدواژگان: نانوذره، پالادیوم(II) اکسید، سونوشیمی
  • مریم قربانی آقبلاغی، مهدیه ابوالحسنی* صفحات 79-97

    در این مقاله به بررسی تخریب پی نیترو فنول (PNP) از طریق فناوری گرانش بالا در حضور واکنشگر فنتون پرداخته شده است. در این فرایند از یک راکتور بستر پر شده چرخان با پکینگ تیغه ای شامل دوازده تیغه استفاده شد. هدف از این کار بررسی اثر pH (3، 4 و 5)، همچنین سرعت چرخش بستر پر شده چرخان (600، 800، 1000 و 1200 دور بر دقیقه)، سرعت جریان ورودی مایع (50 و100 لیتر بر ساعت)، مقدار هیدروژن پراکسید (1/25، 2/25، 3/25 و 4/25 میلی لیتر) و غلظت سولفات آهن هفت آبه (0/1، 0/3، 0/4، 0/5 و0/6 میلی مولار) بر میزان تخریب PNP می باشد. محلول اولیه حاوی100 میلی گرم بر لیتر PNP است. نتایج نشان داد که افزایش بیش از حد سرعت چرخش (بیش از 800 دور بر دقیقه) و افزایش نرخ جریان ورودی مایع به 100 لیتر بر ساعت کمکی به تخریب آلاینده نمی کند و موجب کاهش بازده حذف PNP می شود. افزایش مقدار هیدروژن پر اکسید از 1/25 تا 3/25 میلی لیتر موجب بهبود تخریب آلاینده می شود ولی افزایش این مقدار به 4/25 کمکی به بهبود فرایند حذف PNP نمی کند. افزایش غلظت سولفات آهن هفت آبه از 0/1 تا 0/5 میلی مولار موجب کاهش زمان تخریب PNP می شود ولی افزایش غلظت به 0/6 میلی مولار نتیجه عکس دارد. در بهترین حالت، یعنی pH برابر 5، سرعت چرخش800 دور بر دقیقه، سرعت جریان ورودی مایع برابر 50 لیتر بر ساعت، غلظت +Fe2 برابر 0/5میلی مولار و مقدار H2O2 برابر 3/25 میلی لیتر، PNP در 70 دقیقه به طور کامل (100%) تخریب شد.

    کلیدواژگان: راکتور بستر پرشده چرخان، اکسیداسیون فنتون، تصفیه آب، پی نیتروفنول
  • همایون اسلامی زاده، اسدالله محمدی*، سمیه محمدی صفحات 99-124

    در این پژوهش دو ترکیب باز شیف با نام های 1- (2-هیدروکسی بنزیلیدین)-4- فنیل تیوسمی کاربازید (2-HTSC) و 1- (3-هیدروکسی بنزیلیدین)-4- فنیل تیوسمی کاربازید (3-HTSC) سنتز و اثر بازدارندگی آن ها روی خوردگی فولادکربنی در محیط هیدروکلریک اسید 15% بررسی شد. در این راستا اثر بازدارندگی این دو ترکیب به وسیله‏ی روش‏های کاهش وزن، روش‏های الکتروشیمیایی نظیر اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‏سنجی پراش اشعه X (EDX) و ایزوترم جذب مورد بررسی قرار گرفت. غلظت‏های 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی مولار از بازدارنده بررسی شدند که بهترین نتیجه در غلظت 5/1 میلی‏مولار به‏دست آمد. نتایج نشان داد که باز شیف 3-HTSC درصد بازدارندگی بهتری نسبت به باز شیف 2-HTSC دارد. نتایج حاصل از پلاریزاسیون نشان می دهد که بازدارنده های مورد استفاده به عنوان بازدانده مختلط عمل کرده و پتانسیل خوردگی را به طور چشمگیری جابه جا نمی کند. جذب بازارنده ها روی سطح فولاد از هم دمای جذب لانگمویر پیروی می کند و نتایج حاصل از پارامترهای ترمودینامیکی نشان از جذب فیزیکی-شیمیایی دارد. در حضور بازدارنده میزان جذب سطحی یون‏های مهاجم کلراید بر بستر فلز به ترتیب برای بازدارنده 2-HTSC و 3-HTSC به ترتیب 26% و 74% کاهش یافت که ناشی از غالب بودن برهمکنش‏های بهتر 3-HTSC با بستر فلز در مقایسه با بازدارنده 2-HTSC است.

    کلیدواژگان: بازدارنده خوردگی، شیف باز، سمی کاربازید، فولادکربنی، هیدروکلریکاسید
  • محسن اسماعیل پور*، مجید قهرمان افشار، میلاد کاظم نژادی صفحات 125-146

    در این پژوهش، نانوذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 عامل دار شده با شیف باز سالوفن لیگاند سنتز شدند و به منظور حذف یون های Pb2+ از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفتند. در این تحقیق، خصوصیات گروه های عاملی سطحی، ساختار کریستالی، خواص مغناطیسی، اندازه و مورفولوژی سطحی این نانوذرات با بکارگیری آنالیزهای تعیین مشخصه FT-IR، XRD، TEM، FE-SEM، EDX و VSM مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. پس از سنتز شیف باز سالوفن لیگاند ساپورت شده بروی نانوذرات مغناطیسی، مطالعات سینتیکی و تاثیر مقادیر مختلف جاذب به منظور حذف یون های سرب دو ظرفیتی از محلول های آبی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. برای این جاذب پیشنهادی مقدار جذب ماکزیمم 91% در دمای محیط محاسبه می گردد که راندمان ایده آلی محسوب می گردد. همچنین قابلیت بازیافت Fe3O4@SiO2-Schiff base به منظور حذف Pb2+ برای چرخه های متوالی جذب-واجذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که نانوکامپوزیت سنتزی Fe3O4@SiO2-Schiff base یک جاذب موثر، قابل بازیافت با عملکرد عالی برای حذف کادمیوم دوظرفیتی از محلول های آبی می باشد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2، شیف باز سالوفن لیگاند، تغییرات سطحی، سرب دو ظرفیتی، حذف موثر، جداسازی مغناطیسی
  • سید سجاد سجادی خواه، قباد منصوری*، فرامرز رستمی، چراتی، محمد مکها، مسعود قباد صفحات 147-158
    ایلید پایدار دی ترشیو بوتیل-2-(2-ایندولینون-1-ایل)-3-(تری متوکسی فسفوران ایلیدن) بوتان دیوآت از طریق واکنش بدون کاتالیزگر تری متیل فسفیت، دی ترشیوبوتیل استیلن دی کربوکسیلات و 2-ایندولینون در حلال n-هگزان/دی اتیل اتر و در دمای محیط سنتز شد. فرآورده بدست آمده از طریق روش های طیف سنجی 1H, 13C, 31P NMR، FT-IR و جرمی شناسایی گردید. ساختار بلوری ایلید پایدار بوسیله بلورنگاری پرتو ایکس تعیین گردید. این ترکیب دارای سیستم بلوری منوکلینیک و گروه فضایی P21/c با مقادیر بلوری: a =15.8079(7) Å, b= 18.7521(13) Å, ، c =17.4987(10) Å ، 95.504(6)° β= و Z=8 می باشد. مطالعه بلورنگاری پرتو ایکس این ترکیب نشان داد که گروه کربونیل مجاور (C291=O291, C191=O191) در ایلید سنتز شده با پیوند C=P در رزونانس می باشد. این نتایج نشان داد که اتم کربن (C19, C29) داری آرایش مسطح می باشد.
    کلیدواژگان: ایلید پایدار فسفر، تری متیل فسفیت، دی ترشیوبوتیل استیلن دی کربوکسیلات، بلورنگاری پرتو ایکس
  • فاطمه داودی، حمید دژم پناه*، بهرام قلمی چوبر صفحات 159-172
    در این تحقیق رفتار مایسلی شدن سورفاکتانت تترا دسیل تری متیل آمونیوم برومید (‏TTAB‏) در درصد های جرمی مختلف از مخلوط حلال ‏های آبی متانول، اتانول، و پروپانول (10-30 درصد) و غلظت های مختلفی ازمحلول های آبی رنگینه های پانسوآ رد و سان ست یلو (001/0 تا ‏‏007/0 میلی مولار) با استفاده از تکنیک هدایت سنجی در دماهای مختلف (298 تا 313 درجه کلوین)، مورد بررسی قرار گرفت ‏‎.‎‏ مقادیر نقطه ‏بحرانی مایسلی شدن و درجه یونش آن تعیین شد. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش درصد جرمی متانول و اتانول غلظت بحرانی مایسلی ‏شدن افزایش می یابد اما با افزایش پروپانول غلظت بحرانی مایسلی شدن کاهش می یابد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد که غلظت ‏بحرانی مایسلی شدن با افزایش غلظت رنگینه های پانسوآ رد و سان ست یلو کاهش می یابد. همچنین ،خواص ترمودینامیکی مانند انرژی آزاد ‏گیبس، آنتالپی و آنتروپی بعنوان تابعی از دما، غلظت رنگینه وکسر های جرمی الکل ها محاسبه شد. ‏
    کلیدواژگان: هدایت سنجی، مایسلی شدن، تترا دسیل تری متیل آمونیوم برومید، متانول، اتانول، پروپانول، پانسوآ رد و سان ست یلو ‏
  • حسین غفوری*، پیمان حنیفه نژاد، زیبا فلفلیان صفحات 173-186
    در این تحقیق، ابتدا کمپلکس کبالت (III) 5، 10، 15، 20-تتراکیس (تترا (4-کربوکسی فنیل) پورفیرین ((Co-THPBP سنتز و گروه های اسیدی انتهایی آن با استفاده از تیونیل کلرید، کلردار شد. سپس به منظور تثبیت کمپلکس مورد نظر بر روی بستر پلیمری کیتوسان، کمپلکس کبالت-پورفیرین کلردار با استفاده از 4-آمینوفنول محافظت شده اصلاح گردید و با استفاده از محافظت زدایی گروه هیدروکسیل انتهایی 4-آمینوفنول، کمپلکس اصلاح شده به بستر پلیمری کیتوسانCo-THPBP/CS) (متصل گردید. ترکیبات تهیه شده با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، طیف سنجی مریی- فرابنفش، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی بازتابش انتشاری مشخصه نگاری شد. ترکیب تهیه شده به منظور حذف فوتوکاتالیستی متیلن بلو در حضور نور مریی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل تایید کردند که حضور بستر پلیمری کیتوسان، تاثیر بسزایی بر افزایش میزان جذب رنگ متیلن بلو دارد.
    کلیدواژگان: کیتوسان، پورفیرین، Co-THPBP، متیلن بلو، جذب، تخریب
  • مرضیه همتی فارسانی، سید محمدرضا دربانی*، ابوالحسن مبشری صفحات 187-206

    افزایش جنایت های سازمان یافته و فعالیت های تروریستی، آشکارسازی غیرمخرب مواد انفجاری پنهان شده در پوشش را به یکی از اولویت های دفاعی تبدیل نموده است. در این پژوهش آشکارسازی آمونیوم نیترات پنهان شده در پوشش های پلیمری متداولی مانند پلی پروپیلن و پلی اتیلن چگالی بالا با استفاده از روش های مختلف رامان عمیق همانند طیف سنجی رامان جابجایی فضایی(SORS)، طیف سنجی رامان تفکیک زمانی(TRRS) و ترکیب این دو روش به نام طیف سنجی رامان جابجایی فضایی تفکیک زمانی (TR-SORS) انجام شده است. از آنجایی که توانایی آشکارسازی مواد منفجره از فاصله ایمن یک مساله حیاتی در پدافند دفاعی است، چیدمان راه دور رامان عمیق در فاصله 5 متر به منظور شناسایی آمونیوم نیترات در پوشش پلی اتیلن چگالی بالا برپا شده است. برای ارزیابی دقت عملکرد و همچنین بیان سنجه ای از درستی شناسایی کیفی انجام شده، در تمامی طیف های ثبت شده، نسبت SORS به عنوان معیار درنظر گرفته شده است. این مقدار در روش TR-SORS برای آمونیوم نیترات در پوشش پلی پروپیلن در فاصله نزدیک، 3/3 و در پلی اتیلن چگالی بالا در فاصله نزدیک و دور بترتیب مقادیر 5/11 و 5/3 بدست آمد. نتایج پژوهش نشان داد که تلفیق روش های طیف سنجی رامان جابجایی فضایی و طیف سنجی رامان تفکیک زمانی باعث بهبود نسبت SORS خواهد شد که این مساله در شناسایی بسته های مشکوک بدون آسیب زدن به بسته بندی و کاربر حایز اهمیت است.

    کلیدواژگان: طیف سنجی رامان عمیق، جابجایی فضایی، تفکیک زمانی، آمونیوم نیترات، پلی اتیلن چگالی بالا، پلی پروپیلن
  • منصور نمازیان*، سیما انجم شعاع صفحات 207-224
    در این پژوهش کورکومین، مهم ترین جزء زردچوبه، با استفاده از روش های تجربی الکتروشیمیایی و روش های پیشرفته محاسباتی مورد مطالعه قرار گرفته است. رفتار الکتروشیمیایی کورکومین در مخلوط حلال آب و اتانول با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و محاسبات شیمی کوانتومی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور محاسبه ی پارامترهای ترمودینامیکی از جمله تغییرات انرژی آزاد گیبس، تغییرات انتالپی و تغییرات انتروپی واکنش های اکسایش-کاهش، آزمایشات در پی اچ و دماهای مختلف انجام کردید. فرآیند اکسایش-کاهش کورکومین منجر به تولید محصولاتی می شود که امکان تشکیل محصولات محتمل مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین پتانسیل استاندارد ردوکس کورکومین تغییرات تابع گیبس استاندارد مخاسبه گردید و مقادیر پتانسیل استاندارد محاسبه شده در توافق خوبی با مقدار تجربی حاصی شد. تغییرات انرژی حلال پوشی واکنش مورد مطالعه در این تحقیق نیز با استفاده از روش های تجربی و نظری مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج حاصل از این دو روش در توافق خوبی با یکدیگر می باشند.
    کلیدواژگان: کورکومین، زردچوبه، الکتروشیمی، شیمی محاسباتی، پتانسیل استاندارد ردوکس
  • بهنام حبیبی شبستری، محسن گلبن حقیقی* صفحات 225-240
    در این مقاله به منظور بررسی اثرگزاری خواص ضد سرطانی کمپلکسهای پلاتینی، دو ترکیب جدید حاوی لیگاند فروسنیل ایمین به نمایندگی از دو نوع اتصال این لیگاند به مرکز پلاتینی، ترکیبات Pt(Cl)2(dmso)(Imine) (1) و Pt(Me)(dmso)(Imine) (2) که به ترتیب با نحوه اتصال تک کیوردینه به فلز و سیکلومتاله به فلز متصل هستند، سنتز و با استفاده از طیف بینی NMR شناسایی شدند. ترکیبات پلاتینی سنتز شده با توجه به موارد گزارش شده پیشین، توانایی بالقوه مهار رشد سلول های سرطانی از طریق ایجاد برهمکنش با DNA این سلول ها را دارا هستند. به منظور بررسی این خاصیت از دیدگاه مولکولی، با استفاده از تیتراسیون UV-Vis برهمکنش کمپلکس تک کیوردینه با مولکول DNA مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شبیه سازی داکینگ مولکولی با استفاده از مجموعه نرم افزاری Schrödinger برای چهار کمپلکس با نحوه اتصال متفاوت انجام شد و بر اساس داده های شبیه سازی، کمپلکس سیکلومتاله Pt(Cl)(dmso)(Imine) بالاترین برهمکنش را با مولکول DNA داراست.
    کلیدواژگان: پلاتین، فروسن، کمپلکس، DNA
  • نادر غلامی، حسین مهدوی* صفحات 241-260
    در این مطالعه، ابتدا گرافن اکسید(GO) از طریق روش هامر بهبود یافته سنتز و نانوذرات گرافن اکسید سولفونه (s-GO) از طریق واکنش سولفوناسیون موثر و کارا تهیه شد. به منظور بررسی کارایی غشاهای نانوفیلتراسیون، این غشاها بر اساس اختلاط پلی اتر سولفون با گرافن اکسید(GO) و نانوذرات گرافن اکسید سولفونه (s-GO) تهیه و مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از طیف سنجی FT-IR و رامان سنتز نانوذرات سنتزی گرافن اکسید(GO) و گرافن اکسید سولفونه(s-GO) مورد ارزیابی ساختاری قرار گرفت. با استفاده از روش وارونگی فاز غشا نانوکامپوزیتی حاوی نانوذرات ساخته شد. مورفولوژی سطح، مقطع عرضی و ساختار غشاها به کمک FE-SEM رصد شد. میزان ترشوندگی سطح غشا به کمک آزمون زاویه تماس، تخلخل غشا، میزان جذب آب و میانگین شعاع منفذ غشا تعیین گردید. عملکرد غشا نانوفیلتراسیون با اندازه گیری شار آب خالص، توانایی حذف رنگ، نمک زدایی از محلول آبی، حذف فلزات سنگین، میزان گرفتگی و نسبت بازیابی شار بررسی شد. به نظر می رسد عملا گروه های بسیار آب دوست OSO3H مستقر بر روی سطوح GO بتوانند در غشا نهایی موجب افزایش آبدوستی غشا و بهبود خواص ضدگرفتگی آن شوند. آزمون گرفتگی در مورد غشاهای حاوی گرافن اکسید سولفونه نتایج بهتری را نشان داد.
    کلیدواژگان: گرافن اکسید (GO)، گرافن اکسید سولفونه (s-GO)، نانوذرات، نانوفیلتراسیون
|
  • Farideh Shamsi, Ali Sheibani *, M. Reza Shishebore Pages 9-26
    In this paper, a solid phase extraction based on magnetic graphene oxide nanocomposite has been introduced for the quantitative extraction of bupropion. The characterization and structural studies for the nanocomposite were carried out by fourier transform infrared spectrometry, scanning electron microscopy and X–ray diffraction techniques. Ion mobility spectrometry as a sensitive, rapid and simple method was applied for the determination of bupropion. The effect of experimental parameters (including desorption solvent: type and volume, adsorbent amount, pH, temperature and time extraction, and initial solution volume) on the extraction efficiency of the proposed method was investigated. Under optimum conditions, the calibration curves were linear in the two ranges of 4–10 and 10–24 ng with coefficients of determination R2≥ 0.98. The relative standard deviation was 5% and also the limits of detection and quantification were 0.66 and 2.20 ng, respectively. The proposed method was applied for the different brand tablets with various doses of bupropion which the satisfactory quantitative results were obtained (recovery: 88.0–92.0%).
    Keywords: Bupropion, Magnetic solid phase extraction, Magnetic graphene oxide nanocomposite, Ion mobility spectrometry
  • Mahdieh Mohsenpour, Hamid Emadi *, Hamid Golchoubian Pages 27-44
    Today, biodiesel is being produced and consumed around the world as one of the main sources for replacing fossil fuels. In current research, cobalt doped zinc oxide was used as nanocatalyst to produce biodiesel from soybean oil by transesterification reaction. The nanocatalysts used were first prepared by microwave method and identified by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and x-ray energy dispersive spectroscopy (EDS). In the next step, the prepared catalysts were used in the reaction of biodiesel production from soybean oil. The produced biodiesel was characterized using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS). Optimal reaction conditions of biodiesel production with cobalt doped zinc oxide nanocatalyst obtained, at 3 h, temperature 60 ˚C, catalyst concentration 3% by weight, and molar ratio of oil to methanol 1 to 41 resulted in 98% efficiency. In another part of this research, microwave radiation with a power of 250 W was used as a source of energy in the biodiesel production reaction which in the presence of 4% by weight of catalyst and molar ratio of oil to methanol 1 to 20 resulted in 91% efficiency in 180 s.
    Keywords: Biodiesel, transesterification, microwave, nanocatalyst
  • Mehdi Taghdiri *, Shahrban Dadari Doolabi Pages 45-62
    Recently, considerable attention has been focused on heteropoly acids including their anions (polyoxometalates or POMs) due to many advantages such as simple preparation, high reactivity, non-corrosive, non-pollutant and excellent stability. POMs have been used as photocatalysts for the destruction of dyes. Discharge of wastewater of synthetic dyes to environment affects both living organisms of aquatic ecosystems and human health due to toxicity and carcinogenicity. Consequently, treatment of dye-contaminated wastewaters with decontamination processes is necessary before their discharge. In this study, magnetic activated carbon nanoparticles (MAC) were coated with an organic hybrid of phosphotungstic acid that makes MAC suitable for adsorption and photocatalytic degradation of dyes. The prepared composite was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, thermal analyses, scanning electron microscopy and vibrating sample magnetometer. Dye adsorption and photocatalytic properties of composite was examined by studying the decolorization of model dyes methylene blue (MB), methyl orange (MO) and their mixture solutions. The results show that the composite can selectively adsorb MB molecules from binary mixtures of MB/MO. While the visible light is not able to degrade alone MO solution in the presence of composite, it degrades the MO mixed with MB solution. The composite is, unlike MAC, a good photocatalyst in the degradation of dyes under sunlight and visible irradiation and can be separated by magnet, recovered and reused. Removal is via combination of adsorption and then photocatalytic degradation through direct oxidation by composite.
    Keywords: Magnetic activated carbon nanoparticles, polyoxometalate, photocatalytic degradation, Sunlight, Visible Light
  • Zahra Farahmand Malekabadi, Robabeh Alizadeh *, Sara Seyfi, Vahid Amani Pages 63-78
    In this research, nanoparticles of the (1) [PdCl2(aemptrz)], and (2) [Pd2(μ-mmtz)4].2CH3CN, have been synthesized using ultrasonic waves in the ultrasonic bath (sonochemistry method, which is one of the methods of liquid state processing) at constant temperature and different times. Both complexes were analyzed using (XRD) and (FTIR) techniques. Nanoparticles of PdO, prepared by calcination in an electric furnace and characterized by (FESEM), (XRD), and (FT-IR) techniques. The results of XRD analysis showed that the synthesized PdO nanoparticles (resulting from nano complexes 1 and 2) crystallized in the space group P42/mmc of the tetragonal (for 1) and P2/c space group of the monoclinic (for 2) systems. The results of the FESEM micrographs showed that the size of the synthesized PdO particles derived from nano complex (1) and (2) is between 35.44 - 61.36 and 34.21 - 67.69 nm, respectively.
    Keywords: Nanoparticle, Palladium(II) oxide, Sonochemistry
  • Maryam Ghorbani Aghbolaghi, Mahdieh Abolhasani * Pages 79-97

    In this paper, the degradation of p-nitrophenol (PNP) by high gravity technology in the presence of Fenton reagent is investigated. In this process, a rotating packed bed reactor with a blade packing consisting of twelve blades was used. The purpose of this study was to investigate the effect of pH (3, 4, and 5), as well as the rotational speed of the rotating packed bed (600, 800, 1000, and 1200 rpm), the flow rate of inlet liquid (50 and 100 l/h), the dosage of hydrogen peroxide (1.25, 2.25, 3.25 and 4.25 ml) and the concentration of ferrous sulfate (0.1, 0.3, 0.4, 0.5 and 0.6 mM) on the PNP degradation. The initial solution contains 100 mg / l PNP. The results showed that excessive increase of rotational speed (more than 800 rpm) and increase of liquid inlet flow rate to 100 l/h did not contribute to the degradation of pollutant and reducing PNP removal efficiency. Increasing the amount of hydrogen peroxide from 1.25 to 3.25 ml improves the degradation of the pollutant, but increasing this amount to 4.25 does not help to improve the PNP removal process. Increasing the concentration of ferrous sulfate from 0.1 to 0.5 mM reduces the degradation time of the contaminant, but increasing the concentration to 0.6 mM has the opposite effect. In the best case, ie pH 5, the rotational speed of 800 rpm, the liquid inlet flow rate of 50 l/h, Fe2 + concentration of 0.5 mM, and H2O2 of 3.25 ml, PNP in 70 minutes destroyed completely (100%).

    Keywords: Rotating packed bed reactor, Fenton oxidation, Water Treatment, P-nitrophenol
  • Homayoon Eslamizadeh, Asadollah Mohammadi *, Somayeh Mohammadi Pages 99-124

    In this work, two Schiff bases named 1-(2-hydroxybenzylidene)-4-phenylthiosemicarbazide (2-HTSC) and 1-(3-hydroxybenzylidene)-4-phenylthiosemicarbazide (3-HTSC) were synthesized and evaluated their inhibitory properties on corrosion of carbon steel in 15% HCl environment. Inhibitory effect of compounds were investigated by weight loss, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), polarization, Scanning electron microscopy (SEM) analysis, X-ray diffraction (EDX) spectroscopy and absorption isotherms. Concentrations of 0.5, 1, 1.5 and 2 mM of the inhibitor were evaluated and the best result was obtained at a concentration of 1.5 mM. The results showed that the 3-HTSC Schiff base has a better inhibitory percentage than the Schiff base 2-HTSC. Adsorption of inhibitors on the steel surface follows all Langmuir adsorption isotherm and the results of thermodynamic parameters indicate physico-chemical adsorption. In the presence of inhibitor, the adsorption rate of chloride ions on the metal substrate decreased by 26% and 74% for inhibitors 2-HTSC and 3-HTSC, respectively, due to the predominance of better interactions of 3-HTSC with the metal substrate in Comparison with 2-HTSC inhibitor.

    Keywords: corrosion inhibitor, Schiff base, Thiosemicarbazide, Carbon steel, Hydrochloric acid
  • Mohsen Esmaeilpour *, Majid Ghahraman Afshar, Milad Kazemnejadi Pages 125-146

    Here in this research a novel bis-salophen schiff base ligand anchored magnetic Fe3O4@SiO2 nanoparticles was prepared and applied for removal of Pb(II) from aqueous solutions. The obtained adsorbent Fe3O4@SiO2/Schiff base MNPs was characterized by using broad range of characterization techniques including fourier transform infrared (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and vibration sample magnetometry (VSM). After synthesizing bis-salophen schiff base ligand immobilized on Fe3O4@SiO2 nanoparticles, the adsorption activity of this adsorbent for lead ions by nonmagnetic, in terms of effect of adsorbent dosage on the adsorption and kinetics behavior was investigated in detail. Furthermore, the adsorption and regeneration experiment showed there was about 91% in the adsorption capacity of the prepared Fe3O4@SiO2/Schiff base MNPs for lead. Finally, our results suggested that the Fe3O4@SiO2/Schiff base composites have a great potential to be employed for treatment of water and wastewater containing lead(II).

    Keywords: Fe3O4@SiO2 NPs, Bis-salophen Schiff base ligand, adsorption kinetics, Lead ions, Magnetic separation
  • Seyed Sajad Sajadikhah, Ghobad Mansouri *, Faramarz Rostami-Charati, Mohamed Makha, Massoud Ghobadi Pages 147-158
    Stable ylide of di-tert-butyl-2-(2-indolinon-1-yl)-3-(trimethoxyphosphorane ylidene) butanedioate was synthesized by means of catalyst-free reaction of trimethyl phosphite, di-tert-butylacetylene dicarboxylate and 2-indolinone in n-hexane/diethyl ether at ambient temperature. Obtained product was characterized by 1H, 13C, 31P NMR, FT-IR and mass spectroscopy. The crystal structure of the stable ylide was determined by X-ray crystallography. The title compound crystallized in monoclinic, space group P21/c and cell parameters a=15.8079(7) Å, b= 18.7521(13) Å, c =17.4987(10) Å, β= 95.504(6)° and Z=8. The X-ray study showed that adjacent carbonyl group (C291=O291, C191=O191) in the ylide moiety of compound had a resonance with bond of C=P. These results show clearly that environment of C(19, 29) is planar.
    Keywords: Phosphorus stable ylide, trimethyl phosphite, di-tert-butylacetylene dicarboxylate, X-ray crystallography
  • Fatemeh Davoudi, Hamid Dezhampanah *, Bahram Ghalami-Choobar Pages 159-172
    In this work, the micellization behavior of tetradecyltrimethylammonium bromide ‎‎(TTAB) surfactant was investigated in aqueous solvent mixtures of methanol, ethanol ‎and propanol on different mass fractions (10-30%) and aqueous solution of Ponceau 4R ‎and Sunset yellow FCF dyes at concentrations (0.001-0.007mM) based on ‎conductometric technique at T=(298-313)K. The critical micelle concentration (CMC) ‎values and dissociation degrees of TTAB surfactant were determined. The obtained ‎results showed that the CMC value increases with rising of methanol and ethanol mas ‎fractions but the CMC value decreases with rising of propanol mas fractions. Also, the ‎obtained results indicated that the CMC value decreases with concentration increasing of ‎Ponceau 4R and Sunset yellow FCF dyes. In addition, thermodynamic properties such as ‎the Gibbs energy, enthalpy and entropy of micellization were calculated as a function of ‎temperature, dye concentration and alcohol mass fractions. ‎
    Keywords: Conductometric, Micellisation, propanol, Ponceau 4R, Sunset yellow FCF, ‎ Tetradecyltrimethylammonium bromide.‎
  • Hossein Ghafuri *, Peyman Hanifehnejad, Ziba Felfelian Pages 173-186
    In this research, first, the cobalt (III) complex of 20,15,10,5-tetrakis (tetra(4-carboxyphenol)) porphyrin (Co-THPBP) was synthesized and its terminal acidic groups were chlorinated using thionyl chloride. Then, in order to stabilize the desired complex on the chitosan polymer substrate, the chlorinated cobalt-porphyrin complex was modified using protected 4-aminophenol, and as well as by deprotection of the terminal hydroxyl group of 4-aminophenol, the modified complex was attached to the chitosan polymer substrate. The prepared compounds were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), 1H NMR, Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis), scanning electron microscope (SEM), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS). The prepared compound was applied for the photocatalytic removal of methylene blue in the presence of visible light. The results confirmed that the presence of chitosan polymer substrate has a significant effect on increasing the photodegradation of methylene blue dye.
    Keywords: Chitosan, porphyrin, Co-THPBP, Methylene blue, Adsorption, Degradation
  • Marziyeh Hemati Farsani, Seyyed Mohammad Reza Darbani *, Abolhasan Mobashery Pages 187-206

    Non-invasive detection of explosive materials concealed in the container is became one of the defense priorities, due to the increasing of organized crimes and terrorist activities. In this research, detection of ammonium nitrate(AN) concealed in common polymer containers such as polypropylene(PP) and high density polyethylene (HDPE) using different Deep Raman techniques such as spatial offset Raman spectroscopy (SORS), time-resolved Raman spectroscopy (TRRS) and the integration of these two techniques is known as time resolved spatially offset Raman spectroscopy(TR-SORS) has been performed. Since the ability to detection of explosives at a safe distance is a critical issue in the defense, a stand-off Deep Raman set-up at a distance of 5m was set up to detect AN concealed in HDPE container. The SORS ratio has been considered as a criterion, to evaluate the accuracy of the performance and to express a measure of the correctness of the qualitative identification, in all recorded spectra. This value in the TR-SORS technique for detection of AN in the PP container in the near distance, HDPE container in the near and far distance was 3.3, 11.5, and 3.5, respectively. The results of research showed that the integration of spatial offset Raman spectroscopy and time-resolved Raman spectroscopy will improve the SORS ratio, which is important in the safe identification of suspicious packages without harming the package and the user.

    Keywords: Deep Raman Spectroscopy, Spatial Offset, Time Resolved, Ammonium nitrate, High Density Polyethylene (HDPE), Polypropylene (PP)
  • Mansoor Namazian *, Sima Anjomshoa Pages 207-224
    In the present work, a computational analysis of the chemical structure of curcumin, the most important component of turmeric, is carried out by means of state-of-the-art methods of calculations. High-level ab initio calculations (G4) along with reliable methods of density functional theory (DFT) have been used to studythe enol-diketo tautomerism of curcumin. The electrochemical behavior of curcumin has been also investigated by means of cyclic voltammetry and standard theoretical quantum chemical calculations in a mixed solvent of water-ethanol. The pH dependence of the redox activity of curcumin derivatives in the mixture solutions at different temperatures has been used for the experimental determination of the standard reduction potential and changes of entropy, enthalpy, and Gibbs free energy for the studied reaction. The electrooxidation process leads to several products that are studied theoretically using DFT calculations. The calculated values of E° are in good agreement with the experiment. Uniquely, the change of solvation energy for the studied reaction has been investigated by two models and the results are in perfect agreement with one another.
    Keywords: Curcumin, turmeric, electrochemistry, computational chemistry, redox standard potential
  • Behnam Habibi Shabestary, Mohsen Golbon Haghighi * Pages 225-240
    In this manuscript,, the synthesis and characterization by NMR spectroscopy of the two novel platinum complexes with the imine ferocene with different coordination mode to platinum center, Pt(Cl)2(dmso)(Imine) (1) and Pt(Me)(dmso)(Imine) (2) was introduced , in which the ligand was attached as the monodentate ligand in (1) and in (2) the ligand was attached as the cyclomatalated bidentate ligand , were introduced for checking their anticancer properties. Also their interaction waith DNA was studied by UV-Vis titration technique. In addition, Molecular docking simulation by Schrödinger sofware was used for checking the various possible attachment mode of their interaction with DNA.
    Keywords: platinum, Ferrocene, Complex, DNA
  • Nader Gholami, Hossein Mahdavi * Pages 241-260
    In this study, graphene oxide (GO) was synthesized through the improved Hummer method and sulfonated graphene oxide nanoparticles (s-GO) were prepared by effective sulfonation reaction. To evaluate the effectiveness of nanofiltration membranes, the membranes were prepared based on the mixing of polyether sulfone with graphene oxide (GO) and sulfonated graphene oxide nanoparticles. Synthesis of GO and s-GO nanoparticles was structurally evaluated using FT-IR and Raman spectroscopy. Nanocomposite membrane containing nanoparticles were fabricated via phase inversion method and their performance was evaluated using membrane evaluation tests. Surface, cross-section morphology and membrane structure were observed by FE-SEM. The wettability of the membrane surface was determined by the test of contact angle, membrane porosity, water absorption and average membrane pore radius. Nanofiltration membrane performance was evaluated by measuring pure water flux, dye removal ability, desalination from aqueous solution, removal of heavy metals, fouling rate and flux recovery ratio. It seems, practically very hydrophilic -OSO3H groups located on GO surfaces can increase the hydrophilicity of the membrane and improve its anti-fouling properties in the final membrane. Fouling test for graphene sulfone-containing membranes showed better results.
    Keywords: Graphene oxide (GO), Sulfonated graphene oxide (s-GO), Nanoparticles, Nanofiltration