پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1389 | دوره:4 | شماره:13 |تعداد مقالات:12

در این روش با وارد کردن گروه های اپوکسید در ساختار پلی بوتادی ان با استفاده از روش تولید در جای اکساینده دی متیل دی اکسیران (DMD) و نانو خاک رس اصلاح شده (Cloisite 30 B) به عنوان کاتالیست انتقال دهنده فاز، پلی بوتادی ان اپوکسید شده سنتز شد. فرایند تشکیل گروه های اپوکسید با استفاده از دستگاههای اسپکتروسکوپی NMR و FTIR در زمان های متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت و افزون بر آنکه در فرآورده های افزایش درصد اپواکسایش دیده شد، Cloisite 30 B نشان داد که با پیوند دوگانه سیس بصورت انتخابی عمل می نماید و همچنین در زمان های اولیه واکنش نسبت اپوکسید سیس به اپوکسید ترانس را افزایش می دهد. از جمله مزایایی این روش: سریع بودن، دوستدار طبیعت بودن و شرایط بهینه آن است.

در سال های اخیر زیست فناوری کاربردهای فراوانی در واحدهای تکمیل و رنگرزی صنعت نساجی داشته است. آنزیم ها ترکیب هایی پروتئینی هستند که در بسیاری از واکنش های مورد نیاز در فرایندهای نساجی می توانند شرکت کنند. این تحقیق به منظور اصلاح ویژگی های الیاف نایلون 66 و بررسی ویژگی های متفاوت آن شامل رنگ پذیری، جذب رطوبت، تغییرهای سطحی و ثبات های رنگی با استفاده از آنزیم پروتئاز انجام شده است. بدین منظور منسوج نایلون 66 ابتدا با غلظت های مختلف آنزیم پروتئاز در آب شامل%3 ،%6  و%9  عمل شده است. سپس عملیات رنگرزی با رنگزای اسیدی انجام شد. با توجه به نتیجه های آزمایش رنگ سنجی مشاهده می شود که در نمونه های عمل شده با آنزیم و سپس رنگرزی شده با رنگزا، مقدار L* کاهش یافته و با افزایش غلظت آنزیم کاهش بیشتری در مقدار L* مشاهده می شود. نتیجه های آزمایش رمق کشی رنگزای اسیدی الیاف عمل شده، روند افزایش جذب رنگزاها در الیاف را نشان می دهد. با توجه به نتیجه های استحکام کششی منسوج، مشاهده می شود که فرایند آنزیمی استحکام، مدول و ازدیاد طول تا حد پارگی منسوج را کاهش می دهد. بررسی ویژگی های حرارتی نمونه عمل شده با آنزیم، تغییر قابل توجهی را در مقدار آرایش یافتگی لیف در اثر فرایند آنزیمی تا دمای 300 درجه سانتیگراد را نشان نداد. ولی با افزایش میزان حرارت دهی نمونه ها در محدوده دمایی 300 -400 oC کاهش قابل توجهی در دمای تخریب نمونه عمل شده با آنزیم در مقایسه با نمونه عمل نشده مشاهده می شود. ثبات شستشویی و نوری نمونه های عمل شده با آنزیم مطابق با استاندارد  ISO -105 CO5و ISODay light -105 BO1 اندازه گیری شد. فرایند آنزیمی پیش از رنگرزی، ثبات های شستشویی و نوری نمونه های رنگرزی شده را بهبود می دهد که می تواند در نتیجه افزایش نفوذ رنگزاها به داخل الیاف باشد.

نمک های سولفات یکی از ناخالصی های موجود در نمک طعام هستند که بر کیفیت و طعم آن اثر می گذارند. فرایند سالکس (SALEX) یکی از روش های تصفیه نمک است که در آن از آب نمک اشباع برای شستشو و حذف ناخالصی های نمک طعام استفاده می شود. در این مطالعه پارامترهای موثر در کاهش مقدار آلودگی نمک های سولفات از نمک طعام، در روش سالکس، بررسی شده است. ابتدا آزمایشاتی بر روی پارامترهای اندازه ذره های نمک، زمان شستشو، نسیبت حلال به وزن نمک و سختی کربنات کلسیم در آب نمک اشباع، انجام شده است. سپس اثرهای پارامترهای بالا به طور هم زمان و با مقدارهای تصادفی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با کمک روش های آماری داده های به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. همینطور با کمک آنالیز واریانس فاکتوریال اثرهای اصلی و متقابل پارامترها در محدوده مورد مطالعه بررسی شده است. در نهایت تجزیه و تحلیل داده ها نشان داده است که می توان با بهینه کردن پارامترهای بالا به حداکثر حذف سولفات در نمک طعام دست یافت. بهترین حالت خرد کردن ذره ها تا 0.25 mm و شستشوی آنها با آب نمک اشباع در زمان 10 دقیقه و با نسبت حلال 10 به 1 حجمی- جرمی و به وسیله آب سخت با سختی 125 mg/l تا 175 mg/l کلسیم کربنات است.

مشتقات تتراهیدروکینولین در بسیاری از ترکیب های طبیعی که فعالیت های بیولوژیکی متنوعی دارند، یافت می شود. واکنش ایمینو دیلز- آلدر بین -N آریل ایمین و اولفین ها برای سنتز تتراهیدروکینولین ها بسیار موثر است. در سال های اخیر، تلاش های زیادی جهت گسترش واکنش های آلی دوستدار محیط زیست در این زمینه انجام گرفته است. در این پژوهش مخلوط سیلیکاژل- اکسالیک اسید به عنوان یک کاتالیست کارآمد برای واکنش ایمینو دیلز- آلدر (واکنش پوارو) بین -N آریل آلدیمین های سنتز شده و آلکن های متفاوت جهت تهیه تتراهیدروکینولین ها با بازده خوب به کار برده شده و تاثیر ظرفیت این کاتالیست و ساختار ایمین ها و آلکن ها مورد مطالعه قرار گرفتند. از مزایای این پژوهش شرایط ملایم واکنش ها، روش آزمایشگاهی آسان، ارزان بودن اکسالیک اسید و سیلیکاژل، راندمان بالای فرآورده ها و سنتز عملی مشتقات زیادی از تتراهیدروکینولین هاست.

اکسایش الکل ها یکی از واکنش های مهم در سنتزهای آلی است. برخی از این واکنش ها می بایست تحت شرایط سخت از قبیل دما و فشار اکسیژن بالا انجام پذیرند. در بسیاری از موارد واکنش ها در حلال های نامطلوب برای محیط زیست انجام می شود. با توجه به این محدودیت ها علاقه به انجام واکنشهای بی خطر اکسایش کاتالیستی الکل ها با استفاده از مولکول اکسیژن یا هوا به عنوان اکسید کننده در حلال وجود دارد. در ادامه پژوهش های ما در خصوص اکسایش مشتقات بنزیل الکل، مخلوطی از نانوکریستال سریم اکسید و آلومینای خنثی را به عنوان کاتالیست کارآمد گزارش کرده ایم.

وارد شدن رنگ دانه های آلی در ساختار مزوپورها افزون بر حذف آن ها به وسیله بر جذب، می تواند سیستم های هیبریدی ایجاد کند که در زمینه های حسگری، شناساگری، لیزر و الکترونیک نوری به کار روند. در این پژوهش از مزوپور MCM-41 و رنگ دانه کنگورد (CR) با اعمال شرایط مناسب سیستم های CR/MCM-41 تهیه شد. از روش های XRD، UV-Vis، DRS، BET و FTIR در بررسی ویژگی های ساختاری ترکیب ها استفاده شد. برای بررسی نقش سورفکتانت نمونه های MCM-41 تعویض یونی شده، MCM-41 گرمادهی شده و MCM-41 اصلاح شده به وسیله آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان تهیه شد. مزوپور اصلاح شده مقرهای جذب مناسبی را برای برهم کنش بین سطح جامد و CR فراهم می کند. هم دماهای لانگمویر و فرندلیخ نیز مورد بررسی قرار گرفته اند و ثابت های آنها به دست آمده اند. سیستم MCM-41 حاوی کنگورد می تواند به عنوان شناساگر pH و حسگر گازهای آمونیاک و اسید کلریدریک به کار رود.

بیودیزل از انرژی های پاک و تجدید پذیر بوده که استفاده از آن به عنوان یک جایگزین مناسب برای سوخت دیزل در سراسر جهان در حال گسترش است. بیودیزل می تواند به صورت 100% خالص یا به صورت مخلوط با سوخت دیزل مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش دانه گلرنگ به عنوان یک ماده اولیه مناسب جهت تولید بیودیزل انتخاب و پس از استخراج روغن و انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بیودیزل و مخلوط 20درصد آن با سوخت دیزل با انجام آزمون های استاندارد سوخت مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتیجه های به دست آمده مخلوط 20 درصد بهترین نتیجه ها را نسبت به بیودیزل خالص گلرنگ و سوخت دیزل خالص نشان داده و همه ویژگی های آن در محدوده مجاز استانداردهای EN14214 و ASTM D6751 قرار دارد.

در این مقاله راکتور پرشده فرایند هیدرولیز متیل استات مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا محدودیت های انتقال جرم از توده سیال به سطح کاتالیست و از سطح کاتالیست به درون آن بررسی گردید. پس از حصول اطمینان از عدم وجود محدودیت نفوذ، یک مدل شبه همگن یک بعدی با در نظر گرفتن ضرایب پراکندگی محوری برای این راکتور ارایه گردید. در این مدل جذب سطحی انتخابی اجزا بر روی کاتالیست رزین تبادل یونی اسیدی به صورت مدل جذب سطحی لانگمیر و سرعت واکنش به صورت مدل سینتیکی LHHW که هر دو بر اساس فعالیت اجزا بیان می شود (مدل UNIQUAC) و به وسیله همین گروه به دست آمده است بیان گردید. برای تعیین ضرایب پراکندگی محوری ابتدا با انجام یک آزمایش ورودی ضربه ای به راکتور تغییر غلظت محصول خروجی راکتور بر حسب زمان تعیین گردید. سپس با حل مدل با استفاده از روش عددی خطوط (Method of lines) و محاسبه مجموع قدرمطلق اختلاف های بین غلظت خروجی محاسبه شده و به دست آمده در آزمایشگاه به عنوان تابع هدف و استفاده از الگوریتم بهینه سازی لونبرگ- مارکوا مقادیر ظریب پراکندگی محوری محاسبه گردید. مقایسه مدل ارایه شده با مدل ایده آل پلاگ و مدل های قبلی ارایه شده نشان دهنده دقت و جامعیت مدل ارایه شده در این مقاله است که می تواند در راکتورهای مشابه فراوان موجود به کار رود.

یک روش به نسبت ساده برای سنتز خالص و پایدار بلورهای هیدروکسی آپاتیت در دمای پایین به وسیله فرایند سل- ژل معرفی شده است. در این پژوهش خلوص فازی HA سنتز شده به وسیله روش سل- ژل از کلسیم نیترات چهارآبه و تری اتیل فسفات به ترتیب به عنوان پیش مواد حاوی کلسیم و فسفات مورد کاوش قرار گرفت. برای تعدادی از نمونه ها، در ابتدا سل فسفر به مدت 24 ساعت به وسیله آب مقطر آب کافت شد. تاثیر پارامترهای فرایند سل- ژل شامل دمای محلول مخلوط شده، زمان ماند (aging) و عملیات حرارتی بر تکامل فاز آپاتیت به طور سیستماتیک و همزمان مطالعه شد. این بررسی همزمان و سیستماتیک پارامترهای فرایند سل- ژل وجه برتری کار انجام شده در مقایسه با کار دیگران است. روش های طیف سنجی زیر قرمز(IR)، پراش پرتو X ، عملیات حرارتی (DTA) و آنالیز عنصری به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی تکامل ساختاری در طول سنتز HA به کار رفتند. افزایش زمان ماند باعث کاهش ناخالصی کلسیم اکسید (CaO) شد. همچنین، افزایش دمای محلول واکنش تا 80oC اثر مثبت بر حذف فازهای ناخالصی گذاشت. با افزایش دمای کلسینه کردن به بیش از  600oCفازهای ناخالصی کلسیم فسفاته ناپدید شدند. میکروگراف های SEM نشانگر ساختار به شدت به هم چسبیده شده در مقیاس نانو برای پودرهای کلسینه شده نمونه هاست.

هدف از این کار سنتز پلی آنیلین با رسانایی بالا با استفاده از پلیمریزه شدن اکسایشی شیمیایی تحت امواج فراصوت است. پلیمریزه شدن آنیلین با افزایش آمونیم پراکسی دی سولفات به عنوان آغازگر در محیط آبی تحت گاز بی اثر نیتروژن و امواج فراصوت انجام می گیرد. پارامترهای متفاوتی چون زمان واکنش، غلظت اکسیدانت، غلظت کلریدریک اسید و وجود گاز بی اثر در این سنتز بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که رسانایی پلی آنیلین به دست آمده وابسته به: غلظت کلریدریک اسید، وجود اکسیژن در محیط واکنش و نسبت مولی مونومر به آغازگر است. نسبت مولی بهینه آغازگر به مونومر 2.5: 2 است. رسانایی پلی آنیلین سنتز شده با استفاده از شرایط بهینه 23.17 S/Cm در دمای 0 تا  -5oCاندازه گیری شد. ساختار پلی آنیلین به دست آمده به وسیله طیف سنجی، XRD، DSC، FT-IR، UV-Vis، SEM بررسی شد.

مقاومت شیمیایی زیاد، استحکام، چسبندگی، تورق پذیری و سادگی قالب گیری پلیمرهای اپوکسی، کاربرد آنها را به عنوان روکش های محافظ، چسب و یا کامپوزیت افزایش می دهد. معمول ترین پیش پلیمرهای اپوکسی از واکنش بیس فنل A و اپی کلروهیدرین تهیه می شود که به وسیله هاردنر های متفاوت پخت می شوند. در این مقاله سعی شده است دی آمین های حاوی گروه ایمیدی را سنتز کرده و خواص پلی ایمیدها را که به عنوان پلیمرهای مقاوم اکسایشی حرارتی و از دسته پلیمرهای فراعملکرد شناخته شده اند در پلیمر اپوکسی گنجاند. بنابراین از واکنش1 ،-3  دی آمینو بنزن با پیروملیتیک دی انیدرید و 4، '4 هگزافلوئور ایزو پروپیلیدین دی فتالیک انیدرید، دو دی آمین دی ایمید جدید سنتز شد و ساختار آنها به وسیله طیف سنجی های زیر قرمز وHNMR  مورد تایید قرار گرفت. پخت پیش پلیمر اپوکسی به وسیله دی آمین های سنتز شده انجام شد و نتیجه ها از نظر زمان، دمای پخت، حلالیت و گران روی پلیمر اپوکسی بعد از پخت بررسی شد. همچنین مقاومت حرارتی اپوکسی رزین بعد از پخت به وسیله دو روش گرماسنجی پویشی، تفاضلی و آنالیز گرما وزن سنجی مورد بررسی گرفت. نتیجه ها نشان می دهد که رزین پخت شده با هاردنر حاوی گروه پیروملیتیک دی انیدرید از پایداری حرارتی بیشتری برخوردار است و همچنین مدت زمان پخت رزین با این هاردنر نیز بیشتر است.

در بسیاری از موردها در کارخانه تغلیظ مجتمع مس سرچشمه، عیار مس کنسانتره مولیبدنیت از حد مجاز تجاوز می کند. این امر سبب کاهش ارزش اقتصادی کنسانتره می شود. بنابراین با افزودن میزان مس، کنسانتره کنترل می شود. سدیم سیانید مادهای است بسیار سمی و آلودگی محیطی را به دنبال دارد. در این پژوهش، امکان سنجی استفاده از توان میکروارگانیسم ها در این فرایند مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا پس از نمونه گیری از کنسانتره مولیبدنیت مجتمع مس سرچشمه و انجام تجزیه های شیمیایی و مینرالوژیک، نمونه های مورد نظر، تحت فرایند بیولیچینگ به وسیله باکتری های مزوفیل (کشت مخلوط از باکتری های اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس، اسیدی تیوباسیلوس تیواکسیدانس و لپتوسپریلم فرواکسیدانس) و ترموفیل (اسیدیانوس بریرلی و سولفولوبوس اسیدوکالداریوس) موجود در بانک میکروبی مرکز پژوهشی مس سرچشمه قرار گرفت. پس از انجام بیولیچینگ در فلاسک های متحرک با روش طراحی آزمایش ها، نتیجه های حاصل در راکتور بیولیچینگ به وسیله باکتری های ترموفیل و مزوفیل مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد میزان حذف مس از کنسانتره مولیبدنیت به وسیله باکتری های مزوفیل 50 درصد (دمای 35 درجه، pH برابر 2 و درصد جامد 10 و تلقیح باکتری 12 درصد) و به وسیله باکتری های ترموفیل 60 درصد (دمای 65 درجه،pH  برابر با 1.5، تلقیح باکتری 12 و درصد جامد 10) است. بنابراین استفاده از روش میکروبی در تعدیل میزان مس کنسانتره مولیبدنیت از اهمیت قابل توجهی برخوردار بوده و از مشکلات زیست محیطی نسبت به سایر روش ها، جلوگیری می نماید.