لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

امروزه توسعه نانوکامپوزیت های پلیمری به منظور بهبود استحکام مکانیکی، پایداری گرمایی، کاهش هزینه ساخت و فراهم سازی امکان استفاده برای کاربردهای ویژه مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پلی یورتان ها به عنوان گروه مهمی از پلیمرها، دامنه گسترده و کنترل پذیری از خواص فیزیکی و مکانیکی را به دلیل امکان استفاده از مواد اولیه گوناگون مانند پلی ال ها و ایزوسیانات ها نشان می دهند. تنوع و کنترل پذیری خواص انواع مختلف پلی یورتان ها مانند الاستومرها، الیاف، اسنفج ها، هیدروژل ها و پوشش ها، این دسته از پلیمرها را به گزینه مناسبی برای کاربرد در زمینه های گوناگون نظیر حمل و نقل، پوشاک، مبلمان و زیست پزشکی تبدیل کرده است. مطالعات فراوانی در راستای تهیه نانوکامپوزیت های پلی یورتانی با استفاده از نانوساختارهای متنوعی مانند نانوذرات گرافن، نانولوله های کربن، اکسیدهای فلزی و سایر مواد انجام شده است. نانوساختارهای هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای (LDH)، دسته ای از ترکیبات لایه ای معدنی و دوست دار محیط زیست با قابلیت تبادل آنیون هستند. لایه های این نانوساختارها بار مثبت دارند و فضای میان لایه ها نیز آنیون ها و آب وجود دارد. به دلیل ساختار لایه ای و ظرفیت تبادل آنیون زیاد، LDHها در زمینه های بی شماری از قبیل کاتالیزگرها، رهایش دارو، جذب و جداسازی گازها و آلاینده های زیست محیطی و نیز استفاده به عنوان جاذب فرابنفش، بازدارنده خوردگی و بازدارنده شعله در پلیمرها استفاده می شوند. طی سال های اخیر از نانوساختارهای LDH در تهیه نانوکامپوزیت های پلی یورتانی به منظور بهبود خواص گوناگون نظیر خواص مکانیکی، گرمایی و مقاومت شعله در پلیمرها استفاده شده است. در مقاله حاضر، افزون بر معرفی نانوساختارهای LDH، پلی یورتان ها و کاربرد آن ها، نانوکامپوزیت های پلی یورتانی برپایه LDH نیز بحث می شود.

امروزه افزایش جمعیت و کاهش منابع آب شرب موجب شده است که استفاده از آب دریا به عنوان یک منبع جدید آبی معرفی شود و نمک زدایی از آن با استفاده از روش های جدید از جمله نانوذرات مورد توجه قرار گیرد. رس های معدنی مانند بنتونیت با قابلیت تبادل کاتیونی می توانند کاتیون های خود از جمله کلسیم و منیزیم را با یون های سدیم آب دریا مبادله کنند. در این پژوهش به منظور انجام آزمایش های نمک زدایی از آب دریا، از رس بنتونیت کلکته زنجان استفاده شد و روند کاهش یون سدیم با استفاده از دستگاه نشر شعله مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج استفاده از 5/5 گرم بنتونیت با سرعت اختلاط rpm200، به مدت 15 دقیقه در 20 میلی لیتر آب دریا به عنوان شرایط بهینه اختلاط بنتونیت و آب دریا معرفی شد. از طرفی به منظور کاهش یون های کلرید موجود در آب دریا، نانو ساختار هیدروکسید لایه ای دوگانه MgAl-CO3 در آزمایشگاه کیفیت آب دانشگاه زنجان سنتز و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد شرایط بهینه اختلاط، شامل استفاده از 25/1 گرم LDH با سرعت اختلاط rpm200، به مدت 10 دقیقه، در 5 میلی لیتر آب دریا است.

سیمان پرتلند به عنوان یکی از مصالح آلاینده محیط زیست، موجب بهبود دوام در اکثر محیط های آسیب رسان و افزایش عمر مفید سازه های بتنی می گردد. بدین سبب انجام تحقیقات بر روی مواد جایگزین سیمان با خواص مطلوب و امکان تولید صنعتی آن ها در کشور امری اجتناب ناپذیر به شمار می رود. پوزولان های طبیعی، سرباره های آهن و مس، خاکستر بادی، دوده سیلیس، خاکستر پوسته شلتوک برنج و رس کلسینه شده از جمله مواد جایگزین سیمان هستند که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین استفاده از برخی نانومواد از جمله نانوسیلیس و نانورس به صورت کامپوزیت با سیمان در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. هیدروکسیدهای دو لایه ای(LDHها) مواد دوبعدی هستند که به آن ها رس های آنیونی نیز گفته می شود. گزارش هایی از استفاده از LDHها به عنوان جایگزین سیمان وجود دارند اما تاکنون مطالعه جامعی برای بررسی اثر بر خواص سیستم های مختلف سیمان وجود ندارد. در این مطالعه اثر جایگزینی بخشی از سیمان با Mg-Al-CO3 LDH کلسینه شده و کلسینه نشده با مقدار 2% جرم سیمان، بر نرخ واکنش هیدراسیون و برخی خواص ملات سیمانی از جمله جذب آب، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با نمونه های مرجع مقایسه شدند. روش های طیف نگاری فلوئورسانس پرتوایکس (XRF)، پراش پرتوایکس (XRD) میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) به منظور تعیین مشخصات و خواص LDH مورد مطالعه، مورد استفاده قرار گرفتند.

سابقه و هدف: بر، یکی از عناصر کم مصرف مورد نیاز گیاهان است. غلظت زیاد این عنصر در آب های کشاورزی، خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک، سبب بروز سمیت در گیاهان کشت شده در این مناطق می گردد. روش های مختلفی برای کاهش غلظت بر در آب و خاک پیشنهاد شده است که روش جذب سطحی از مهمترین آنها به حساب می آید. در طی سال های اخیر، استفاده از انواع هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه (LDHs) یا ترکیبات شبه هیدروتالسیت، به عنوان جذب کننده های آنیونی از محلول های آبی، مورد توجه خاص قرار گرفته است. از مهمترین دلایل موثر در استفاده از جاذب ها، مقرون به صرفه بودن است. حال اگر علاوه بر راندمان بالای جذب، قابلیت استفاده مجدد نیز وجود داشته باشند، به صورت کاربردی و در سطوح وسیع قابل استفاده خواهد بود. لذا با توجه به این نکات، علاوه بر سنجش قابلیت جذب بر توسط انواع LDH، کیفیت واجذب بر نیز مورد ارزیابی قرار گرفت؛ چرا که در قابلیت استفاده مجدد از آن نقشی بسزا دارد. مواد و روش ها: در این تحقیق دو نوع هیدروکسید لایه ای دوگانه، با انواع مختلف فلزات (منیزیم-آلومنیوم و روی-آلومنیوم) در ابعاد نانومتر و با استفاده از روش هم رسوبی تهیه شد و در شرایط آزمایشگاهی، خصوصیات جذب سطحی هر کدام به منظور خروج عنصر بر از آب مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخصات شبه هیدروتالسیت ها توسط روش های آنالیز شیمیایی پراش اشعهی X (XRD)، تبدیل فوریهی مادون قرمز FTIR، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس EDS تعیین شد. تمایل این مواد برای جذب گونه های مختلف بر در محلول، تحت اثر pH، زمان تماس، مقدار مادهی جذبکننده و غلظت بر محلول (همدماهای جذب سطحی لانگ مویر و فروندلیچ) بررسی شد. یافته ها: با توجه به خصوصیات بافری LDHها، خروج بر از محلول تحت تاثیر pH اولیه و نهایی محلول نبود. بیشترین مقدار بر جذبشده توسط Mg-Al-LDH و Zn-Al-LDH، به ترتیب در 10 و 20 دقیقه اول اتفاق افتاد. زمان تعادل لازم برای جذب بر از محلول آبی در مورد هر دو نوع LDH، 80 دقیقه تشخیص داده شد. ظرفیت جذب بر در محدودهی مقادیر آزمایشی (5-5/0گرم در لیتر) روند افزایشی داشت و با استفاده از مقدار 5 گرم در لیتر Mg-Al-LDH و Zn-Al-LDH به ترتیب، 52 و60 درصد از بر اولیهی محلول خارج شد. داده ها با همدماهای جذب سطحی مدل لانگمویر که از انواع همدماهای L-Type هستند، تطابق داشت که نشان میدهد، B(OH)4-به صورت ترجیحی روی مواد شبههیدروتالسیت جذب شده است. Zn-Al-LDH با بیشترین مقدار جذب 3 میلیگرم در گرم دارای توانایی بیشتری برای جذب بر نسبت به Mg-Al-LDH (با بیشترین مقدار جذب 48/2 میلیگرم در گرم) بود. از طرفی واجذب بر از Zn-Al-LDH توسط محلول 200 میلیگرم در لیتر نیترات سدیم بیشتر از Mg-Al-LDH بود. نتیجه گیری: استفاده 5/0 گرم از هر یک از شبههیدروتالسیتها در یک لیتر آب آلوده به بر با غلظت 2 میلیگرم در لیتر، غلظت بر را به کمتر از 5/0 میلیگرم در لیتر یعنی حد توصیه شدهی سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای آبهای شرب، کاهش داد. . هر دو نوع LDH برای خروج عنصر بر از محلولهای آلوده قابلیت بالایی دارند؛ ولی با هدف استفاده مجدد از جاذب و بالتبع «مقرون به صرفه بودن آن»، نانوجاذب Zn-Al-LDH به دلیل جذب و واجذب بالاتر از نانوجاذب Mg-Al-LDH، قابلیت کاربردی بهتری می تواند داشته باشد.

اخیراً پتانسیل هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای در تأمین عناصر ضروری گیاهان به­طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش Mg-Zn-Mn-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات با دو نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی 3: 1 (LDH (3: 1)) و 4: 1 (LDH (4: 1)) به روش هم­رسوبی تهیه شد. پس از بررسی ویژگی­های ساختاری و مورفولوژیکی با استفاده از تکنیک­های XRD، SEM، FTIR و BET، روند رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از آن­ها در حضور و عدم حضور اسیدهای آلی سیتریک و تارتاریک با مطالعات پیمانه­ای مورد بررسی قرار گرفت. از بین مدل­های سینتیکی مختلف، مدل­های تابع توانی و شبه مرتبه دوم به دلیل دارا بودن ضریب تبیین (R2) بیشتر و خطای تخمین استاندارد کمتر (SE) جهت برازش بر داده­های سینتیکی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد اسیدهای آلی نقش مهمی در رهاسازی عناصر از ساختار LDH داشته به­گونه­ای که در حضور اسید سیتریک، از LDH (3: 1) مقدار رهاسازی روی، منگنز و منیزیم به­ترتیب 99، 99 و 91 درصد و از LDH (4: 1) به­ترتیب 97، 98 و 85 درصد بیشتر از عدم حضور این اسید بود. همچنین در حضور اسید تارتاریک مقدار رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از LDH (3: 1) به­ترتیب 99، 90 و 89 درصد و از LDH (4: 1) این مقادیر 93، 86 و 69 درصد بیشتر از عدم حضور این اسید بود. نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی در ساختار LDH تأثیر مستقیم بر پایداری LDH داشته و افزایش این نسبت منجر به کاهش پایداری LDH گردید. با توجه به نتایج حاصل می­توان در رویکردی جدید هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای را به­عنوان ترکیبات کودی با قابلیت آزادسازی آرام عناصر غذایی در شرایط کمبود آن­ها و در حضور گیاه مورد بررسی بیشتر قرار داد.

در پژوهش حاضر هیدروکسید لایه ای دوگانه روی، آهن، آلومینیم (ZnFeAl-LDH) و مخلوط اکسیدهای فلزی (MMO) آن طبق روش هم رسوبی و کلسیناسیون LDH حاصله سنتز شد. مشخصه یابی نمونه ها سنتز شده توسط روش های XRD، SEM و FT-IR انجام و تاثیر کلسیناسیون بر روی قابلیت جذب سطحی رنگزای قرمز اسیدی 14 توسط نمونه های سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، از طراحی آزمایش تاگوچی به منظور بهینه سازی، مدلینگ و بررسی تاثیر مشخصه های عملیاتی شامل نوع جاذب، pH، غلظت اولیه رنگزا، میزان جاذب و زمان جذب استفاده گردید. نتایج حاصله نشان داد که قابلیت جذب به شکل قابل توجهی بعد از کلسیناسیون افزایش می یابد. ضریب هم بستگی 95. 2% بیانگر انطباق خوب داده های تجربی با مدل پیشنهادی توسط روش تاگوچی بود. تحت شرایط بهینه ظرفیت جذب mg/g 1 و درصد حذف 99. 7 % برای رنگزای قرمز اسیدی 14 به دست آمد. بررسی مدل های ایزوترم و سینتیک نشان دادند که فرآیند حذف از مدل ایزوترمی لانگمویر و مدل سینتیکی شبه درجه دوم پیروی می کنند.

در این مطالعه، با هدف گسترش شیمی سبز، کاتالیزوری بر پایه هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه (LDHs) متصل به هگزامتیلن-1و6-دی ایزوسیانات (HMDI) و اسید سیتریک (LDHs-g-HMDI-Citric acid) تهیه و با استفاده از تکنیک های مختلف FT-IR، XRD، EDX، SEM، TGA و DTG شناسایی گردید. فعالیت کاتالیستی این کاتالیزور هتروژن قابل بازیافت برای سنتز مشتقات جدید ایمیدو دی کربونیک دی آمید (بیورت) تحت شرایط مایکروویو مورد ارزیابی قرار گرفت. استفاده از روش مایکروویو منجر به استفاده ی بسیار اندک از حلال های آلی، کاهش زمان واکنش و افزایش راندمان محصولات گردید که در جهت توسعه شیمی سبز و حفاظت از محیط زیست محقق شد. همچنین این بیورت ها جهت بررسی فعالیت بازدارندگی بر تکثیر ویروس نقص ایمنی انسانی نوع 1 (HIV-1)، توسط کیت ELISA آنتی ژن p24 HIV-1 مورد ارزیابی قرار گرفته و سه مورد از آن ها (5b، 5c و 5f) فعالیت متوسطی روی ویروس HIV-1 با مقادیر IC50 در محدوده 1/55 تا 100 میکرومولار در مقایسه با آزیدوتیمیدین به عنوان داروی مرجع (11/0 IC50 = میکرومولار) نشان داد. در نهایت مطالعات داکینگ مولکولی جهت بررسی مکانیسم اثر ترکیبات بر آنزیم پروتئاز ویروس صورت گرفت، که نتایج کارهای عملی آزمایشگاهی و مطالعه داکینگ مولکولی تطابق خوبی را از خود نشان دادند.

تغییرات کانی شناختی خاک روی دشت سیلابی و پادگانه های آبرفتی - دلتایی سفیدرود در استان گیلان مورد مطالعه قرار گرفت. اجزای مختلف خاک پس از حذف مواد آلی، کربنات کلسیم، و اکسیدهای آهن و آلومینیوم به وسیله سانتریفیوژ جدا شد. شناسایی کانیها در بخش رس ریز و درشت با دستگاه پراش پرتو ایکس انجام شد. همچنین با استفاده از ریز ریخت شناختی و تهیه مقاطع نازک، کانیهای اولیه خاک نیز مورد مطالعه قرار گرفتند و در نتیجه معلوم شد که کوارتز، میکا، فلدسپار، کلریت و اپیدوت کانیهای اولیه غالب بخش شن و سیلت درشت را تشکیل می دهند. در بخش رس کانیهای کلریت، اسمکتیت، ایلیت، کائولنیت و کانیهای مختلط نامنظم مشاهده شدند. کلریت از دشت سیلابی به سمت پادگانه میانی (2T) و بالایی (T1) و در نتیجه افزایش سن و کاهش pH به کانیهای اسمکتیت، اسمکتیتهای با هیدروکسید بین لایه ای و برخی کانیهای مخلوط نامنظم تبدیل شده است. برای انتقال هیدروکسیدها از بین لایه های رسهای 2:1 و شناسایی نوع رس از سه روش استفاده شد. تنها یکی از این روشها) شستشوی رس با اسید کلریدریک 05/0 نرمال و سپس گرم کردن نمونه تا 400 درجه سانتیگراد و در نهایت قرار دادن آن در سود نیم نرمال در حال جوش) توانست هیدروکسیدهای بین لایه ای را از بین رسهای 2:1 آزاد کند و مشخص شد که کانی فوق از نوع اسمکتیت (HIS) است

در این تحقیق لایه های نازک ساختار پروسکایت دوگانه BiCr1-XCoXO3 (BCCO) با X=0, 0. 15, 0. 3, 0. 5 (به ترتیب BCO، BCO-15Co، BCO-30Co، BCCO) به روش سل-ژل و لایه نشانی چرخشی تهیه شده اند. با استفاده از پراش اشعه ی ایکس تشکیل فاز بلوری لایه های نازک مورد بررسی قرار گرفت. از طیف سنجی فرابنفش-مریی برای تعیین گاف نواری این مواد استفاده شد. نتایج نشان می دهد با افزایش درصد کبالت نمونه ها گاف نواری غیرمستقیم در آن ها به وجود می آید که بسیار کم تر از گاف مستقیم آن است و موجب افزایش جذب می شود. نتایج تجربی به دست آمده با تحقیقات نظری که بر روی خواص نوری این ماده صورت گرفت، مطابقت دارد.