فهرست مطالب

شیمی و مهندسی شیمی ایران - سال سی و سوم شماره 4 (پیاپی 74، زمستان 1393)

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و سوم شماره 4 (پیاپی 74، زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/09
  • تعداد عناوین: 8
|
  • تارا معادی، رامین قهرمان زاده*، مریم یوسفی، فرشته محمدی صفحات 1-9

    روش تهیه سبز، روشی سازگار با محیط زیست، مقرون به صرفه و کارآمد برای تهیه نانوذره های نقره می باشد. این روش برتری هایی مانند استفاده از عصاره های ارزان قیمت و در دسترس گیاهان، استفاده از مواد غیر سمی و مواد زیستی سازگار با محیط زیست و همچنین سادگی در مرحله های انجام عملیات را دارا می باشد. در این پژوهش مخلوط واکنش دارای عصاره گیاهان و نمک نقره نیترات برای تهیه نانوذره های نقره گرما داده شد و تغییر رنگ تدریجی از زرد کمرنگ به رنگ قهوه ای را در مدت زمان گرماخانه ای از خود نشان داد. ویژگی های نانوذره های نقره تهیه شده توسط طیف سنجی نور مرئی فرا بنفش(UV-Vis spectrophotometer)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس(XRD) بررسی شد.با بررسی تصویرهای به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخص شد نانوذره های نقره تهیه شده دارای شکل کروی و اندازه ای بین 5 تا 25 نانومتر هستند. نانوذره های نقره تهیه شده فعالیت ضد میکروبی خوبی در برابر دو گونه باکتریایی (اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس) از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: نانوذره های نقره، عصاره گیاهی، تهیه سبز، آب، نانوذره های فلزهای کمیاب، فعالیت ضد میکروبی
  • محبوبه طاهرخانی، شیوا مسعودی، مهدی کرمی نیا، عبدالحسین روستاییان صفحات 11-17
    جنس Phlomis، از خانواده نعنائیان Labiatae، در ایران 17 گونه گیاهی دارد. اندام هوایی گیاه Phlomis aucheri Boiss با شماره هرباریومی (Herbarium No: 91021، TARI) و با نام فارسی گوش بره ایرانی، گوش بره زرد، که بومی ایران می باشد از دامنه های کوه منطقه شهران، واقع در استان تهران جمع آوری شد. در این کار پژوهشی ترکیب های تشکیل دهنده اسانس اندام هوایی گیاه p. aucheri به روش تقطیر با آب استخراج شد و توسط دستگاه های GC و GC/MS مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. 47 ترکیب با درصد 88 /92% شناسایی شد، که از این میان (58/24%) E-anethole و (10/11%) germacrene Dعمده بودند. سایر ترکیب های شایان توجه عبارتند از: (3/6%)bicyclogermacrene، (01/6%)spathulenol، (58/5%)β-caryophyllene، (58/4%)neryl acetate و (53 /4) germacrene B. بخش عمده روغن اسانسی این گیاه را سزکوئی ترپن ها با درصد (82/51%) تشکیل می دهند، در حالی که درصد مونو ترپن ها و ترکیب های غیر ترپنوئیدی در این روغن به ترتیب (32/13% و 74/27%) بوده است. خواص ضد میکروبی اسانس گیاه p. aucheri، به دو روش سنجش قطر هاله مهار رشد بر روی محیط کشت مولر- هینتون آگار و روش غلظت بازدارندگی کمینه در برابر 6 باکتری گرم مثبت و منفی اندازه گیری شد. خواص آنتی اکسیدانی با سه روش بتا کاروتین زدایی، تعیین قدرت رادیکال زدایی DPPH و سنجش قدرت احیای فریک (FRAP) با روش های استاندارد انجام شد. اسانس این گیاه خواص ضد میکروبی دلخواهی را در مقابل باکتری Bacillus anthracis از خود نشان داد. بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی نشان داد که این گیاه می تواند به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی عمل کند.
    کلیدواژگان: روغن اسانسی، Phlomis aucheri Boiss، فعالیت ضد میکروبی، E، anethole، Germacrene D
  • احمد نعلبندی، علی اصغر خلیلی صفحات 19-29
    واکنش اپوکسیداسیون درجای روغن سویا برای اولین بار توسط کاتالیست ناهمگن سیلیکا سولفوریک اسید، از مواد اولیه استیک اسید، هیدروژن پراکسید و در بازه دمایی°C 75-30 صورت گرفت. با تغییر نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، و نیز دمای واکنش و درصد کاتالیست شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین درصد گروه اپوکسی در فراورده روغن سویای اپوکسید شده به دست آمد. بیشترین مقدار درصد اپوکسی در فراورده حدود 6% بود که در شرایط بهینه واکنش شامل نسبت مولی روغن سویا، استیک اسید و هیدروژن پراکسید، 5:1/1:0/1 در دمای °C60 در حضور 5% کاتالیست به دست آمد. همچنین کاتالیست ناهمگن به کار رفته برای اپوکسیداسیون روغن سویا در مقایسه با سایر کاتالیست های ناهمگن مایع از سادگی کاربرد برخوردار بوده و دارای برتری های گوناگونی شامل ارزانی، فعالیت شیمیایی زیاد، بی خطر بودن، سادگی در کاربرد، و سازگاری با محیط زیست می باشد. افزون بر آن به سادگی از مخلوط واکنش جدا شده و قابل بازیابی و کاربرد دوباره است.
    کلیدواژگان: روغن سویا، هیدروژن پراکسید، اپوکسیداسیون، کاتالیست ناهمگن، سیلیکا سولفوریک
  • محدثه بلبل امیری، ستار ارشدی، زهرا عزیزی صفحات 31-41
    برای یافتن حسگرهای حساس مناسب برای مولکول خردل (MU) که یکی از عوامل تاول زا می باشد، در این پژوهش رفتار جذب مولکول خردل بر روی سطح خارجی نانولوله های آلومینیوم نیترید زیگزاگ (4،0)، (5،0) و (6،0) با استفاده از روش نظریه ی تابعی دانسیته(DFT) مورد مطالعه قرار گرفت. بهینه سازی ساختاری در سطح نظری**311-6/LYP3B اجرا شد. فاصله های تعادلی، انرژی جذب، گشتاور دوقطبی، انرژی بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده (HOMO) و پایین ترین اوربیتال مولکولی اشباع نشده (LUMO) برای فرایند جذب مولکول خردل بر روی نانولوله های آلومینیوم نیترید زیگزاگ محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد که انرژی های جذب به قطر نانولوله وجهت گیری گاز خردل بر روی سطخ خارجی نانولوله ها بستگی دارد. انرژی های جذب و فاصله ی تعادلی نشان می دهند که پیکربندی S40 (اتم گوگرد) از مولکول خردل بالای اتم آلومینیوم نانولوله ی آلومینیوم نیترید (4،0) واقع شده است مناسب تر است. مقدارهای کاملا کوچک انتقال الکترون (ΔN) و تاثیر اندک جذب مولکول خردل در نزدیکی تراز فرمی در نمودار دانسیته ی حالت نانولوله ی آلومینیوم نیترید (4،0) نشان دهنده مقدار انتقال الکترون ناچیز بین مولکول خردل و نانولوله های آلومینیوم نیترید می باشد
    کلیدواژگان: محاسبات تابعی دانسیته، نانولوله های آلومینیوم، نیترید، گاز خردل، انرژی های جذب، گشتاور دوقطبی
  • سید مرتضی موسوی راد صفحات 43-52
    وجود پساب هایصنعتیدارای یون هایفلزهای سنگینیکمسئلهنگرانکنندهزیستمحیطیمی باشد. یونهای فلزهای سنگینمعدنیبه واسطهطبیعتغیرقابلتجزیه، داشتن سمیتزیاد و اثرهای تجمعیوسرطان زا،بسیار موردتوجهقرارمیگیرند. دراینپژوهش،روش های هیدرومتالورژی مانند روش تبادل یونی و استخراج باحلالآلیبرایحذف فلزهای بالقوه سمی Pb، Ni، Cd، Zn و Cu از فاز آبی پساب هایچندمنطقهصنعتیاستانکرمانشاملکارخانه های پلیاتیلن، کاشی،فرومولیبدن،زغال شوییومعدنزغالسنگموردبررسیقرارگرفت. برایروش تبادل یونی از رزین کاتیونی(H+)Dowex50wx8 با اندازه 400- و200 مش برای روش استخراج با حلال آلی از دی اتیلهگزیلفسفریکاسید (D2EHPA) بهعنواناستخراجکنندهبا حلال آلی وکروسین بهعنوان رقیقکنندهاستفادهشد. به منظوریافتنشرایط بهینه،اثرپارامترهایگوناگونهمچون pH، مقدار رزین، مدت زمان تماس رزین با نمونه در روش تبادل یون و pH فازآبیوغلظت حلالآلی در روش استخراجبا حلال آلی موردبررسیقرارگرفت. براساسنتیجه های به دستآمده،بهترینگستره ی pH برایهر دو روشبین4تا6به دست آمد.غلظتبهینه یحلالاستخراجکنندهآلی20 درصد حجمیدرکروسین است. نتیجه ها بیانگر آن است که درصد حذف فلزهای بالقوه سمی از فاز آبی پساب کارخانه های صنعتی در روش تبادل یونی نسبت به روش استخراج با حلال آلی بالاتر می باشد.
    کلیدواژگان: حذف فلزهای بالقوه سمی، رزین Dowex50wx8، استخراج با حلال آلی، تبادل یونی، پساب های صنعتی
  • زهرا شهیدیان، آزاده پاپن صفحات 53-60
    در این پژوهش پودر آلومینا به روش رسوب گذاری تهیه شد. ژل بوهمیت از هیدرولیز آلومینیوم نیترات در pH گستره 9-8 و دمای 90 درجه سلسیوس تهیه شد و ژل به دست آمده پس از خشک شدن در دمای 110 درجه سلسیوس اکسترود شد. اکسترودهای تهیه شده در آون خشک شده و سپس در کوره با دمای 600 درجه سلسیوس تکلیس شد.نمونه های گاما آلومینای اکسترود به دست آمده دارای سطح BET بالای m2/g 200 و متوسط اندازه حفره های nm 63 /11-6 /6 بودند. از گاماآلومینای اکسترود تهیه شده به عنوان پایه کاتالیست استفاده شد و به روش تلقیح تر ابتدا ترکیب مولیبدن و سپس ترکیب کبالت روی آن نشانده شد. میزان فلزات موثر نشانده شده به وسیله XRF اندازه گیری شد. برای آزمودن میزان قدرت کاهش (احیای) کاتالیست، آزمون TPR روی بهترین نمونه انجام شد.
    کلیدواژگان: گاما آلومینا، اکسترود، بوهمیت، کاتالیست، کاتالیست CoMo
  • ژیلا طلعت مهراباد، حسین شیخلویی، فرزاد ارجمندی راد صفحات 61-68
    در این پژوهش امکان کاربرد مایع یونی 1- بوتیل- 3- میتل ایمیدازولیم هگزا فلورو فسفات ([C4MIM][PF6]) به عنوان یک حلال سبز (جایگزین حلال های آلی سمی و خطرناک) در پیش تغلیظ و اندازه گیری مقدارهای جزیی سرب در نمونه های آبی زیست محیطی و زیستی به روش میکرو استخراج با یک قطره مایع یونی و اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال (SDME-ETAAS) بررسی و پارامترهای تجربی مربوط به کارایی روش میکرواستخراج با یک قطره مانند غلظت معرف شلاته کننده، pH، مدت زمان استخراج، حجم مایع یونی، سرعت هم زدن، قدرت یونی، دما و حجم محلول نمونه مطالعه و بهینه شدند. در شرایط بهینه (8 میکرو لیتر حجم میکروقطره،6 دقیقه زمان استخراج، 900 دور در دقیقه سرعت هم زدن و 2 میلی لیتر حجم محلول نمونه) بازه ی خطی، حد تشخیص (سه برابر انحراف استاندارد شاهد) و تکرارپذیری (درصد انحراف استاندارد نسبی برای 10 بار اندازه گیری) به ترتیب 1000-20 میکروگرم بر لیتر، 64/0 میکروگرم بر لیتر و 8/3 % بودند.همچنین روش برنامه ریزی شده به صورت درصد بازیابی مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی کاربرد عملی روش پیشنهادی، با تجزیه نمونه های آبی زیست محیطی شامل آب تصفیه شده، آب شهری، آب رودخانه و نمونه های زیستی شامل بزاق دهان و موی انسان به طور موفقیت آمیز صورت گرفت. درصد بازیابی نمونه های آلوده شده در سطح غلظتی 200 و 300 نانوگرم بر لیتر سرب 7/103-6/94 درصد بود. سادگی، ارزانی، سرعت، بازیابی و کارایی استخراج بالا، تکرارپذیری خوب و استفاده نکردن از حلال های آلی سمی از برتری های اصلی روش پیشنهادی می باشد
    کلیدواژگان: میکرو استخراج با یک قطره مایع یونی، اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال، سرب، آب زیست محیطی، بزاق دهان، موی انسان
  • سعید جابرزاده، علی حقیقی اصل، سید جابر صفدری، عباس رشیدی صفحات 69-77
    در این پژوهش اثر حضور اتانول و فعال کننده های سطحی آنیونی، کاتیونی و غیر یونی بر سرعت چرخش، زمان اختلاط و نگه داشت گاز در یک راکتور هوابالابر حلقه داخلی لوله ای هم مرکز در شرایط سه فازی(آب و الکل هوا ذره های PVC) بررسی شد. در این آزمایش ها اثر تغییر سرعت گاز، سطح مایع و درصد جامد مورد بررسی قرار گرفت. راکتور هوابالابر از جنس شیشه و به ترتیب با ارتفاع و قطر لوله داخلی و لوله خارجی 173، 5 و 8 سانتی متر ساخته شد. در سامانه مایع گاز جامد با افزایش سرعت گاز، نگه داشت گاز در بالابر و سرعت مایع افزایش می یابد. نتیجه ها نشان داد که حضور الکل باعث کاهش کشش سطحی و افزایش نگه داشت گاز و کاهش سرعت مایع می شود، همچنین فعال کننده های سطحی غیر یونی بیشترین تاثیر را نسبت به فعال کننده های سطحی کاتیونی و آنیونی بر روی نگه داشت گاز دارند. در این مقاله رابطه هایی برای پیش بینی نگه داشت گاز و سرعت مایع و زمان اختلاط ارایه شده اند
    کلیدواژگان: راکتور هوابالابر، پارامترهای هیدرودینامیکی، فعال کننده سطحی، الکل، سه فازی
|
  • Tara Moadi, Ramin Ghahremanzadeh, Maryam Yosefi, Fereshteh Mohammadi Pages 1-9

    The present study was based on an economical، eco-friendly، and efficient method for the green synthesis of silver nanoparticles in plant extract. This synthesis shows attractive characteristics such as; the use of inexpensive and available plant extracts، non-toxicity، eco-friendly biological materials، and operational simplicity. The extracts incubated with AgNO3 solution showed gradual change in color of the extracts to yellowish brown، with intensity increasing during the period of incubation. Characterization of synthesized silver nanoparticles was made by UV–Visible absorption spectroscopy، Transmission Electron Microscope (TEM)، and X-Ray Diffraction (XRD) spectroscopy. The silver nanoparticles synthesized were generally found to be spherical in shape with variable size ranging from 5 to 30 nm، as evident by Transmission Electron Microscopy (TEM). The biosynthesized silver nanoparticles (AgNPs) showed good antibacterial activity against clinical strains of two bacteria (E. coli، and S. aureus).

    Keywords: Silver nanoparticles, Plant extract, Green synthesis, Nobel metal nanoparticles, Antimicrobial activity
  • Mahboubeh Taherkahni, Shiva Masoudi, Mehdi Karaminia, Abdolhossein Rustaiyan Pages 11-17
    Thegenus Phlomis is comprised of about 100 species، 17 are described in flora of Iran، among which 10 are endemic. In this work، we report on the antimicrobial activity and composition of the essential oil of Phlomis aucheri Boiss (Herbarium No: 91021، TARI) growing wild in Iran. The chemical composition of the essential oil of P. aucheri، collected from Tehran، Province of Iran، were analysed by GC and GC/MS. Fourty-seven components were characterized from the essential oil of P. aucheri، representing 92. 88% of the total components were identified. E-anethole 24. 58% was found to be the major constituent in the oil of P. aucheri، followed by germacrene D (11. 1%)، bicyclogermacrene (6. 3%)، spathulenol (6. 01%)، β-caryophyllene (5. 58%)، neryl acetate (4. 58%) and germacrene B (4. 53%). As mentioned before، sesquiterpenes (51. 82%) were the major compounds in the oil of P. aucheri followed by non terpenoid compounds (27. 74%) and monoterpenes (13. 32%). The antibacterial activity of the essential oil of P. aucheri was evaluated against three gram positive and three gram negative bacteria strains. The results of antibacterial activity showed that the oil of P. aucheri had antibacterial activity against Bacillus anthracis. Antioxidant activity of the essential oil of P. aucheri was determined by three
    Methods
    The Ferric-Reducing Antioxidant Power (FRAP)، Radical-scavenging capacity of the oil or bleaching of 2،20-diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) and β-Carotene-linoleic acid assay. The results suggest application of P. aucheri oil as a natural antioxidant agent.
    Keywords: Essential oil, Phlomis aucheri Boiss, Antimicrobial activity, E, anethole, Germacrene D
  • Ahmad Nalbandi, Ali Asghar Khalili Pages 19-29
    In situ epoxidation reaction of soybean oil from the raw materials of acetic acid and hydrogen peroxide was performed for the first time in the presence of a heterogeneous catalyst، namely silica sulfuric acid within the temperature of 30-75 °C. By altering the molar ratios of soybean oil، acetic acid and hydrogen peroxide and also the reaction temperature and percent of catalyst، the optimum condition of the epoxidation reaction for obtaining the highest value of epoxy percent in epoxidized soybean oil was achieved. The maximum oxirane value obtained in he product was 6% which was achieved at the optimum condition of the reaction، involving the molar ratio of soybean oil، acetic acid and hydrogen peroxide of 1:0. 5:1. 1 respectively، at the temperature of 60 °C and in the presence of 5% catalyst. Moreover، in comparison with the other acid liquid catalysts usually used for epoxidation reactions، silica sulfuric acid have several advantages including ease of usage، being inexpensive، having high chemical activity and safety and being environmentally friendly.
    Keywords: Soybean oil, Hydrogen peroxide, Epoxidation, Heterogeneous catalyst, Silica sulfuric acid
  • Mohadese Bolbol Amiri, Sattar Arshadi, Zahra Azizi Pages 31-41
    In order to find a suitable sensitivity sensor for Mustard molecule as blistering agent، we studied the adsorption behavior of MU molecule on the exterior surface of (4،0)، (5،0) and (6،0) zigzag Aluminum-Nitride Nanotubes (AlNNTs) by used of Density Functional Theory (DFT) calculations. Geometry optimizations were carried out at B3LYP/6-311G** level of theory. The equilibrium distances، adsorption energy، Dipole moment and energies of the Highest-Occupied Molecular Orbital (HOMO) as well as the Lowest-Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) were calculated for the adsorption process of MU molecule on the aluminum-nitride nanotubes. Results show that the adsorption energy and the electronic properties of the AlNNTs depend on the AlNNTs diameter and orientation of the MU molecule outside the tube. The adsorption energies and equilibrium distances show that the 40S configuration (Sulfur atom of MU molecule is situated above a aluminum atom of (4،0) AlNNT) is most favorable. The quite small values of electron transfer (ΔN) and the slight effect of MU molecule adsorption near the Fermi level in DOS of (4،0) AlNNT shows an inconsiderable amount of electron transfer between the MU molecule and AlNNTs in the adsorption process.
    Keywords: Density functional calculation, Aluminum, nitride nanotubes, Mustard gas, Adsorption energies, Dipolmoment
  • Ayed Morteza Moosavirad Pages 43-52
    Industrial wastewater with heavy metal ions is an environmental concern. Ions of heavy metals from non-biodegradable nature، high toxicity، carcinogenic and cumulative effects، are highly regarded. In this research، hydrometallurgical methods such as solvent extraction method and ion exchange to remove potentially toxic metals Pb، Ni، Cd، Zn and Cu wastewater from the aqueous phase of the industrial area of the Kerman province، including polyethylene، tile، ferromolybdenum factories، coal washing plant and coal mine were examined. In the cationic ion-exchange resin Dowex50wx8 (H +) with 200-400 mesh sizes for extracting organic solvent from Di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA or HDEHP) is an organophosphorus and thinners were used as Cruising. In order to find optimal conditions، the effect of various parameters such as pH، the amount of resin، contact time and aqueous phase pH and the concentration of organic solvent in the solvent extraction method was investigated. According to the results، the best pH range between 4 and 6 were obtained for both methods. The optimum concentration of organic solvent extraction is 20% by volume in cruising. Results suggest that the elimination of potentially toxic metals from industrial effluent aqueous phase ion-exchange method is higher than that of organic solvent extraction.
    Keywords: Remove potentially toxic metals, Dowex50wx8 resin, Solvent extraction, Ion exchange, Industrial effluent
  • Zahra Shahidian, Azadeh Papan Pages 53-60
    In this study alumina powder was synthesized by precipitation method. Boehmite gel was produced by hydrolysis of aluminium nitrate at pH rang of 8-9 and temperature of 90°C. The obtained gel was dried at 110°C and extruded subsequently. Extrudes were dried and calcined at 600°C. The final product has a surface area of > 200 m2/g and mean pore diameter of 6. 6-11. 63 nm. The γ- alumina extrudates were then wet impregnated with molybdenium and cobalt salts، respectively. To produce γ-alumina supported CoMo catalyst (CoMo/γ-alumina). The amount of impregnated metal was measured by XRF technique. TPR analysis was performed to determine the reduction power.
    Keywords: Gamma alumina, Extrude, Boehmite, Catalyst, CoMo catalyst
  • Saeed Jaberzadeh, Ali Haghighi Asl, Seyed Jaber Safdari, Abbas Rashidi Pages 69-77
    In this study، effect of ethanol and anionic، cationic and non-ionic surfactants on circulation velocity، mixing time and gas holdup in a three phase (water and alcohol-air-PVC particles) concentric draft tube airlift reactor have been investigated. In this experiments، Changing of gas velocity، liquid level and solid loading was investigated. Airlift reactor with height، internal tube diameter، outer tube diameter 173، 5 and 8 centimeters respectively، was made of glass. In gas-liquid-solid systems، with increasing gas velocity، gas holdup in riser and liquid velocity increases. The results show that gas holdup increases، surface tension and liquid circulation velocity decreases in the presence of alcohol، furthermore the results illustrate that non-ionic surfactant has greatest impact in proportion with cationic surfactant and ionic surfactant on gas holdup. In this study، the equation has been proposed for liquid velocity and gas holdup and mixing time.
    Keywords: Airlift reactor, Hydrodynamic parameter, Surfactant, Three phase