نشریه کاربرد شیمی در محیط زیست
پیاپی 10 (بهار 1391)

در چند دههی گذشته تلاش های زیادی برای بهبود هدایت الکترونیکی و خصوصیات الکتروشیمیایی این ماده کاتدی صورت گرفته است که از آن جمله می توان به کاهش اندازه ذرات، دوپه کردن با یون های فلزی، قرار دادن پوششی که هدایت الکترونی را افزایش دهد (اغلب کربن) اشاره کرد. پوشش کربنی اگر چه موجب افزایش هدایت الکترونی می شود ولی منجر به دانسیته انرژی پایین نیز می گردد زیرا خود کربن از لحاظ الکتروشیمیایی غیرفعال است. پلی تیوفن (PTh) یک پلیمر هادی بوده و قرار دادن پوششی از آن بر روی ماده کاتدی تا حدود زیادی خصوصیات الکتروشیمیایی آن را بهبود میبخشد طوری که مقاومت انتقال شارژ الکترود کاتد را کاهش داده و موجب افزایش ظرفیت قابل بازگشت می شود همچنین نوع کامپوزیت (LiFePO4/PTh) چرخه بارگذاری بهتری را نسبت به نوع خالص LiFePO4 داراست.

تامین آب سالم و بهداشتی یکی از مسائل مهم در ارتقاء سلامتی جامعه می باشد که برای رسیدن به آن اهداف باید کیفیت میکروبی و شیمیایی آب شرب را در شبکه آب رسانی کنترل کرد که اغلب کنترل میکروبی مد نظر است و کنترل شیمیایی تنها هنگام خروج از تصفیه خانه مورد بررسی قرار می دهند حال آن که شبکه توزیع خود می تواند تاثیر نامطلوبی بر کیفیت آب توزیع شده داشته باشد.
به منظور تعیین ارتباط جنس لوله بکار رفته در خطوط آب رسانی با رشد جمعیت میکروبی، کلر آزاد باقی مانده، کدورت، ابتدا شبکه های آب رسانی با جنس های مختلف شامل آز بست سیمان، چدن داکتیل، پلی اتیلن و گالوانیزه که در آن ها حداکثر طول شبکه را داشته باشد شناسایی، سپس نمونه برداری در سال 1387 هم زمان در روزهای مختلف هفته از شبکه هایی که از لحاظ کیفیت آب جاری در آن ها یکسان بوده انجام گردید.
نتایج نشان می دهد که میانگین و انحراف معیار آزاد باقی مانده در جنس های مختلف چدن داکتیل، آزبست، گالوانیزه و پلی اتیلن به ترتیب 55 /0+12/، 45/0+17/0، 51/0+13/، 51/0+1/0 و میانگین و انحراف معیار کدورت در جنس های مختلف به ترتیب 1+17/1، 17/1+59/1، 72/0+52/، 61/0+33/0 و میانگین و انحراف معیار تعداد باکتری ها در جنس های مختلف در دمای 11-12درجه سانتی گراد به ترتیب 12/82+57/155، 6/14+59/29، 42/46+09/53،21 +25 و میانگین و انحراف معیار تعداد باکتری ها در جنس های مختلف در دمای 21-25 درجه سانتی گراد به ترتیب 12 +25، 86+74/111، 4/147+8/244، 8/269+82/299 می باشد.
مطالعه انجام شده نشان می دهد که تغییرات باکتریایی باعث تغییر طعم و بوی آب، تشکیل لایه لزج بر روی جداره داخلی لوله، ایجاد خوردگی در سطح لوله، افزایش جمعیت های باکتریایی هنگام توزیع آب و کاهش کلر باقی مانده پس از خروج از تصفیه خانه می شود. با توجه به جنس لوله های بکار رفته و سختی آب در شهر ستان تبریز، نوع خوردگی بیشتر شیمیایی است که اضافه کردن کلر باعث افزایش خوردگی و تاثیر بر روی کیفیت شیمیایی آب آشامیدنی موجود در شهر کمک می کند بنا بر این بررسی خواص شیمیایی آب در شبکه توزیع پس از خروج از تصفیه خانه لازم و ضروری به نظر می رسد.

در مقاله حاضر، تخریب فوتوکاتالیزوری ترکیب آبی متیلن توسط نانو ذرات تیتانیم دیاکسید در حضور اشعه ماوراءبنفش مطالعه شده است. اثر پارامترهای عملیاتی موثر بر فرآیند تخریب، شامل مدت زمان تابش دهی، مقدار کاتالیزور، pH و دما بررسی شد. نتایج نشان داد که سیستم UV/Nano-TiO2 قادر به حذف مقدار قابل توجهی از رنگ از محلولهای آبی است به طوری که در مدت 60 دقیقه بالغ بر 99% آبی متیلن حذف میشود. همچنین بررسی اثر مقدار کاتالیزور نشان داد که تغییر در مقدار نانو ذرات تیتانیم دی اکسید تاثیری در تغییر راندمان حذف نداشته و حتی در مقادیر اندک کاتالیزور (1/0 گرم از Nano-TiO2) حداکثر مقدار حذف (بیش از 99%) اتفاق میافتد. مطالعه اثر pH نشان داد که محیطهای خنثی و قلیایی نقش موثری در حذف رنگ دارند، همچنین بررسی اثر دما در فرآیند تخریب، نشان داد که تغییر دما تاثیر محسوسی در راندمان حذف ندارد.

تاکنون مواد مختلفی به عنوان الکترود مثبت برای باطری های لیتیومی قابل شارژ مورد تحقیق قرار گرفته است. ترکیبات اینترکلشن مانند اکسید فلزات انتقالی، به خصوص LiCoO2، LiNiO2 و LiMn2O4 به دلیل ولتاژ بالا و قابلیت شارژ مجدد خوب به طور وسیعی گسترش یافته اند، در حالی که LiCoO2ماده کاتدی معمول مورد استفاده است. بعضی از مشکلات این ترکیب مانند سمی بودن و قیمت بالا موجب شده است که محققان به دنبال مواد جایگزین باشند ترکیب LiMn2O4 به عنوان یک جایگزین برای LiCoO2در نظر گرفته می شود اما این ترکیب دارای ظرفیت پایین و واکنش پذیری بالا با الکترولیت در دمای بالاتر ازC °55 است. جایگزین دیگر برای LiCoO2، اکسید لیتیم- نیکل است اما سنتز LiNiO2 با استوکیومتری لایه ای بسیار مشکل و مانع اصلی بر سر راه تجاری شدن این ماده بوده است. علاوه بر این، تشابه اندازه یون های+2 Ni و Li+ کمک به تشکیل ساختار سه بعدی سنگ نمکی به جای ساختار دو بعدی لایه ای می کند. با توجه به مشکلات در ترکیبات LiCoO2 وLiNiO2 می توان وسیله بهینه سازی آن ها به ترکیبات بهتری دست یافت. یکی از روش های افزایشی پایداری سیکلی، پوشش دادن ذرات مواد کاتدی با مواد غیر فعال دیگری نظیر Al2O3، TiO2، ZrO2،MgO، SnO2 است که این اکسیدها بر روی کاتد تشکیل اکسیدهای جانشینی می دهند، یعنی به صورت جزئی کاتیون هایی نظیر: Zn، Mg، Al و... جانشین مکان های Ni و Co در شبکه می شوند و باعث پایداری ساختار و افزایش ظرفیت سیکل گذاری می شوند که این پایداری سیکلی به جلوگیری از انتقالات فازی یا جلوگیری از تغییرات طول شبکه در طی مدت سیکل گذاری نسبت داده می شود، علاوه بر این حضور پوشش های اکسیدی خنثی بر روی سطح ذرات کاتدی می تواند از تماس مستقیم مواد اکتیو با الکترولیت جلوگیری کند و انحلال یا تجزیه مواد کاتدی را محدود کند.

هیدروژلها گروهی از شبکه های پلیمری هستند که زنجیره های آن با اتصالات عرضی به یک دیگر وصل شده و به دلیل خصوصیات یونی یا داشتن گروه عاملی در ساختار پلیمر، حفره هایی به وجود میآید که باعث می شود مقدار زیادی آب و محلولهای آبی را در داخل خود جذب نموده و متورم شود. در این کار از دو نوع پلیمر آکریل آمید و سدیم آلژینات در حضور آغازگر آزوایزوبوتیرونیتریل و شبکه سازN و Ń بیس آکریل آمید و دمای 70 درجه سانتیگراد در مدت چهار ساعت هیدروژلهایی با مقدارهای متفاوت تهیه شد سپس ماکزیمم تورم در هیدروژل I.P.N آکریل آمید با مقدار g15/0 و سدیم آلژینات به مقدار g009/0 به دست آمد با اضافه کردنNaCl و Na2SO4 در غلظتهای g1/0، g01/0 و g001/0 در pH=12 ماکزیمم تورم برای هیدروژل آکریل آمید با مقدار g15/0 و سدیم آلژینات با مقدار g009/0 به دست آمد و در دماهای مختلف در pH=9 وpH=12 تورم هیدروژلهای به نسبت (NaAlg 001/0، AmA15/0 - 005/0، 15/0 - 009/0، 15/0) محاسبه شد و ماکزیمم تورم در (009/0، 15/0) در pH=12 به دست آمد همچنین ساختمان این هیدروژلها با دستگاه FT-IR شناسایی گردید و مقاومت حرارتی این هیدروژلها با استفاده از دستگاه TGA بررسی شد.

هدف اصلی این تحقیق حذف یونهای Zn2+از محلولهای آبی با استفاده از پودر پوسته بادام میباشد. پارامترهای مختلف مانند: pH محلول، غلظت پودر پوسته بادام وZn2+، زمان تماس، قدرت یونی و دما جهت تعیین اثر این پارامترها روی ظرفیت جذب Zn2+ از آب مورد بررسی قرار گرفتند. مطالعات سینتیکی و ایزوترمهای تعادلی نیز مورد تحقیق قرار گرفتند. در حدود 90% از یونهای Zn2+ در 5pH=، بعد از مدت زمان تماس 50 دقیقه و در دمای اتاق (C◦25) از محلولهای آبی حذف شد. نتایج نشان داد که کارایی حذف Zn2+ با افزایش Zn غلظت Zn2+ و قدرت یونی محلول کاهش می یابد و با افزایش غلظت پودر پوسته بادام افزایش می یابد. ایزوترم تعادلی هم به خوبی با مدل فروندلیچ توصیف شد. معادلات سینتیکی نیز نشان داد که جذب Zn2+ روی پودر پوسته بادام از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت میکند.

کنترل و کاهش پیامدهای ناشی از انتشار آلاینده ها، مستلزم مدل سازی الگوی پراکنش این گازها از منبع و بررسی دامنه انتشار و اثرات زیست محیطی آن ها می باشد. در این تحقیق با توجه به اینکه صنعت فولاد به عنوان یکی از شاخص های ارزیابی صنعتی بودن کشورها در جهان بسیار حائز اهمیت است، مطالعه موردی بر روی پراکنش آلاینده خروجی مونوکسید کربن کارخانه فولاد تاکستان (محیط های صنعتی با تراکم بالای جمعیت) انجام گرفته است. داده های خام توسط نرم افزار به اطلاعات قابل لمس تبدیل شده و در این طرح عرضه شده است. برای این منظور نرم افزار پیشرفته PHAST 6.54 انتخاب شده است که یکی از بهترین و دقیق ترین ابزارهای ارائه شده برای مدل سازی پراکنش مواد در محیط می باشد. اطلاعات فرآیندی و همچنین شرایط مکانی و جوی به عنوان اطلاعات اصلی ورودی به نرم افزار، مورد استفاده قرار گرفته که در میان شرایط جوی مختلف به صورت محافظه کارانه، بحرانی ترین شرایط احتمالی در نظر گرفته شده است. با استناد به نتایج به دست آمده از مدل سازی، مشاهده شد که برای گاز CO با توجه به ارتفاع 25 متری خروجی دودکش، شرایط هوای خطرناک تنها در مکان هایی با ارتفاع بیش از 23 متر تا ارتفاع حدود 27 متر و فاصله 36 متر از دودکش می تواند وجود داشته باشد. این گاز نهایتا تا ارتفاع 22 متری نزول کرده، لذا به زمین نمی رسد که از دلایل اصلی آن سبک تر بودن این گاز نسبت به هوا و انتخاب ارتفاع مناسب خروجی دودکش می باشد. نتایج حاصل از این مطالعات، امکان بررسی بحران حاصل از انتشار آلاینده های سمی را به جامعه می دهد.

واکنش 1-فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون با سیانوژن بروماید و آلدئیدهای آروماتیک در حضور مورفولین منجر به تولید ساختارهای هتروسیکلی جدید و پایدار 4-(4-نیتروفنیل)-1و1-دی فنیل-1و2-دی هیدرواسپیرو [فورو[2و3- c]پیرازول-5و4-پیرازولیدین]-3و3و5 (H 4) - تری اون و 4 و4- ((3-نیترو فنیل) متیلن) بیس (1-فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون) و (E)- 4-(3و4- دی متوکسی بنزیلیدین)-1- فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون در دمای صفر درجه سانتی گراد و1-(4-نیترو فنیل)-5و5 دی فنیل- 5و6و5و6-تترازااسپیرو [2.4.4] آندکا-4و7و4و7-تترا اون در دمای هفتاد درجه سانتی گراد شد. ساختارهای بدست آمده به وسیله طیف سنجی مادون قرمز و طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته شناسایی گردیدند. چند مکانیسم پیشنهادی برای واکنش ها گزارش شده است.واکنش 1-فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون با آلدئید 4-نیتروبنزآلدئید در حضور سیانوژن بروماید منجر به تولید 4-(4-نیتروفنیل)-1و1-دی فنیل-1و2-دی هیدرواسپیرو[فورو[2و3- c]پیرازول-5و4-پیرازولیدین]-3و3و5(H 4)-تری اون گردید در حالی که 1-فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون و 3-نیتروبنزآلدئید در همان شرایط منجر به تولید 4 و4-((3-نیترو فنیل) متیلن) بیس(1-فنیل پیرازولیدین-3و5-دی اون) شد.