جواد صاین

در این پایان‌نامه، نانوکاتالیزورهای منگنز اصلاح شده با ارتقاءدهنده عنصری سرب و پلاتین و لیگندهای آلی اکسیژن دهنده AcAc و H3BTC بر پایه مونولیت و آلومینای مزوحفره بهینه شده با هدف افزایش پایداری ساختاری و فعالیت کاتالیستی برای واکنش تجزیه هیدروژن پراکسید تهیه شدند. نانوکاتالیزورهای اکسید منگنز به روش هیدروترمال سنتز شدند. ابتدا نانوکاتالیزورهای xPb8Mn-WMon و xPt8Mn-WMon بر پایه مونولیت لایه نشانی شده (WMon) به منظور بررسی اثر ارتقاءدهنده‌های سرب و پلاتین و نسبت مولی ارتقاءدهنده به منگنز سنتز و سپس شناسایی با بکارگیری آنالیزهای مختلف انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که اصلاح کاتالیزور منگنز با ارتقاءدهنده سرب و پلاتین سبب افزایش پراکندگی سطحی و نسبت فاز اکسیدMnO2 بهMn2O3 سطح می‌شود. همچنین افزودن Pb2+ به کاتالیزور منگنز سبب افزایش فراوانی سطحی α-MnO2 و حفره اکسیژن و تشکیل فاز جدید PbxMn8O16 (کرونادیت) می‌شود. عملکرد کاتالیزوری نمونه‌های تهیه شده برای تجزیه هیدروژن پراکسید در واکنشگاه بسترثابت ناپیوسته بررسی شد. بیشینه فعالیت و پایداری کاتالیستی برای کاتالیزورهای حاوی 5/1 درصد سرب (1.5Pb8Mn-Wmon) و 7/0 درصد پلاتین (0.7Pt8Mn/Wmon) مشاهده شد. در ادامه به منظور انتخاب مناسب پایه کاتالیستی کروی با پایداری ساختاری و عملکردی مطلوب، دما و فشار حاصل از تجزیه هیدروژن پراکسید با کمک نرم افزار متلب برای نانوکاتالیزور‌های کروی با اندازه حفره 2 تا nm 100 و میزان تخلخل 1/0 تا 7/0 در واکنشگاه کاتالیزوری پیوسته مدلسازی شد و اندازه قطر حفره و تخلخل بهینه گردید. پس از تهیه کاتالیزورها با پایه های بهینه انتخابی، نتایج مشخصه‌یابی نشان داد افزایش تخلخل سبب افزایش پراکندگی ذرات و فراوانی MnO2 سطحی و کاهش مقاومت مکانیکی کاتالیزورها می‌شود. از سوی دیگر افزایش قطر حفرات سبب کاهش پراکندگی و فراوانی MnO2 سطح می‌گردد. بیشینه فعالیت و پایداری کاتالیستی مربوط به کاتالیزور 12Mn/Al5,0.4 با اندازه قطر حفره nm 5 و میزان تخلخل 4/0 بود. سپس اثر ارتقاءدهندگی لیگندهای آلی اکسیژن دهنده بر این کاتالیزور بررسی شد. مشخصه یابی به روش مشابه برای کاتالیزورهای جدید نیز انجام شد. آزمون‌های مشخصه‌یابی نشان داد حضور لیگندهای اکسیژن دهنده در ساختار کاتالیزور منگنز سبب افزایش مساحت سطح ویژه، پراکندگی ذرات منگنز و فراوانی حفره اکسیژن و کاهش سطح کریستالیته می‌شود. بیشینه فعالیت کاتالیزوری مربوط به 12Mn-BTCarg/Al5,0.4کلسینه شده در جو آرگون بود. فعالیت کاتالیزورهای بهینه هر بخش در فعالسازی هیدروژن پراکسید برای حذف داروی آزیتروماسین در محلول آبی بررسی شد. بیشینه حذف این آلاینده به میزان 3/99% با کاتالیزور 12Mn-BTCarg/Al5,0.4 در شرایط عملیاتی بهینه غلظت اولیه آزیترومایسین، هیدروژن پراکسید و کاتالیزور به ترتیب برابر با 02/0، 1 و g.L‒1 ۶ و نیز 5pH= مشاهده شده است.

چکیده: در این پژوهش، کاربرد میدان الکتریکی پالسی در تشدید انتقال جرم استخراج مایع – مایع قطرات منفرد در غیاب و در حضور نانوسیالات مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، کارآیی انتقال جرم با بهرهگیری از راهکارهای متنوع استخراج شامل سیال پایه (بدون هرگونه تشدید کننده)، نانوسیالات، میدان الکتریکی پالسی و استفاده همزمان از نانوذرات و میدان الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین ضرایب انتقال جرم مستلزم داشتن اطلاع از وضعیت تعادل فازی است. به این منظور دادههای تعادلی سیستم سه جزئی مورد استفاده، آب + استیک اسید + نفت سفید، در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد اگرچه ضریب توزیع حلشونده با افزایش دما، افزایش مییابد اما ضریب جداسازی کاهش مییابد. دادههای تجربی با استفاده از مدلهای ضریب فعالیت NRTL و UNIQUAC مدلسازی شده و پارامترهای برهمکنش در هر دما تعیین شد. پس از دستیابی به نتایج تعادلی، ضریب انتقال جرم در استخراج مایع – مایع با قطرات منفرد برای سیستم شیمیایی ذکر شده و برای اندازه نازلهای مختلف تعیین و نتایج تجربی با استفاده از معادله کومار و هارتلند مدلسازی شد. نتایج نشان داد افزایش اندازه قطرهها، سرعت حد و ضریب انتقال جرم را افزایش میدهد. در مرحله بعد، توانایی نانوذرات مختلف شامل مگنتیت، مس، نقره، نقاط کوانتومی کربنی و نقاط کوانتومی کربنی –آهن در تشدید انتقال جرم در استخراج مایع –مایع از طریق بررسی پارامترهای هیدرودینامیک و ضرایب انتقال جرم مورد مطالعه قرار گرفت. اثر افزاینده نانوذرات به طور عمده ناشی از حرکات بروانی و حرکات تصادفی نانوذرات است. نانوذرات کوچکتر با چگالی کمتر برای دستیابی به این هدف، تواناتر هستند. در بخش دیگر، میدان الکتریکی پالسی با ولتاژ کوچکتر (ولتاژ موثر کمتر بین V.cm−116 - 2)، برای تشدید انتقال جرم تاثیرگذارتر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج، اثر مهم میدان الکتریکی پالسی را با بیشینه افزایش 5/70 % که مربوط به ناپایداری سطحی ناشی از تناوب قطبهای میدان الکتریکی پالسی بود را آشکار کرد. مقادیر ضریب انتقال جرم اندازهگیری شده بر اساس معادله کومار و هارتلند همراه با معادله توسعه یافته ضریب افزایش برحسب متغیرهای بدون بعد ولتاژ موثر میدان الکتریکی، فرکانس و عدد رینولدز قطرهها مدلسازی شد. استفاده همزمان از نانوسیالات و میدان الکتریکی پالسی، موجب تشدید انت

در این تحقیق، تصفیه پساب واقعی پالایشگاه نفت با فرآیندهای فوتوشیمیایی همگن و با استفاده از اکسندههای مختلف از قبیل پرسولفات پتاسیم، پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم با استفاده از دو منبع انرژی لامپ فرابنفش و نور خورشید بررسی شد. آزمایشهای مرتبط با منبع نور فرابنفش با استفاده از واکنشگاه مجهز به لامپ فرابنفش 6 وات انجام پذیرفت. همچنین از واکنشگاه نوین خورشیدی که مجهز به سنسور حساس به نور و سیستم گردش اتوماتیک بود نیز به منظور بهرهگیری از نورخورشید استفاده گردید. اکسیژن شیمیایی مورد نیاز (COD) و کل کربن آلی موجود (TOC) به عنوان متغیر سنجش میزان آلودگی پساب مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر پارامترهای مختلف در بازدهی فرآیند مانند غلظت اکسنده، غلظت کاتالیزور و pH پساب با استفاده از طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح مورد بررسی قرار گرفت. در فرآیند UV/PS/Fe2+ شرایط بهینه بدست آمده برای غلظت پرسولفات mg/L 9/302، نمک آهن 3/20 و pH پساب 8/4 بود، که تحت این شرایط و در مدت زمان 60 دقیقه میزان COD، TOC و کدورت پساب به ترتیب 6/66، 2/39 و 9/76 درصد کاهش داشت. افزایش دما از 20 الی 50 درجه سانتیگراد و همچنین استفاده از امواج فراصوت نیز باعث بهبود بازدهی فرآیند شد. میزان بازدهی فرآیندهای مختلف بر اساس کاهش COD پساب بدین صورت بود: UV/PS/Fe2+/US > UV/PS/Fe2+/heat > UV/PS/Fe2+ > UV/PS > UV. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده، سینتیک شبه درجه اول برای فرآیند UV/PS /Fe2+ حاصل شد. در بخش بعدی پژوهش، تصفیه پساب پالایشگاهی با استفاده از فرآیند فوتوفنتون خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد در غلظت پراکسید هیدروژن mg/L 7/694 ، نمک سولفات آهن mg/L 3/67 و 2/3 = pH میزان COD و TOC پساب در مدت زمان 180 دقیقه به ترتیب 6/79 و 2/73 درصد کاهش یافتند. همچنین شناسایی مواد آلی موجود در پساب با استفاده از تکنیک GC/MS headspace مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان دادکه بخش قابل توجهی از این ترکیبات بعد از تصفیه به طورکامل تجزیه شدند، همچنین زیست تخریب پذیری پساب نیز که با معیار BOD5/COD شناخته میشود نیز از 36/0 به62/0 رسید. در بخش آخر مطالعه به بررسی بازدهی فرآیند فوتوشیمیایی خورشیدی NaOCl/Fe2+ در تصفیه پساب پالایشگاهی پرداخته شد. نتایج نشان داد در غلظت هیپوکلریت سدیم mg/L 548 ، نمک سولفات آهن mg/L 48 و 3 =

مایعات یونی دوقلو بهعنوان دسته جدیدی از مواد فعال سطحی توانایی بالایی در کاهش کشش بین سطحی دارند. از طرفی معلوم شده است که مواد در ابعاد نانومتر میتوانند باعث بهبود خواص سطحی شوند. بر این اساس، پژوهش حاضر به معرفی استفاده از گونه جدیدی از نانو مایعات یونی دوقلوی فعال سطحی در فرآیند بهبود بازیابی نفت خام می پردازد. به این منظور، پنج نانو مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم {[Cnim-Cm-imCn][Br2]، 6 ،4 ،2 m = و 12 ،8 ،4 n =}، سنتز و تاثیر غلظت مایع یونی، طول زنجیره فاصل و طول زنجیره آلکیلی در دما و pH های مختلف و همچنین حضور نمک های NaCl و MgCl2 بر کاهش کشش بین سطحی سیستم نفت خام - آب بررسی شد. به منظور بررسی جامع عملکرد این مواد در مخازن نفتی، تشکیل و پایداری امولسیون نفت خام و محلول آبی مایعات یونی و نیز زاویه تماس و ترشوندگی اندازهگیری شدند و در انتها عملکرد این مایعات یونی با مایعات یونی تک زنجیره مشابه مقایسه گردید. با روشهای SEM، XRD و DLS مشخص شد که مایعات یونی بهکار رفته چه در حالت خالص و چه محلول در آب، دارای ابعاد نانومتری هستند. نتایج نشان داد که نانو مایعات یونی دوقلو، کشش بین سطحی نفت خام - آب را به شکل چشم گیری کاهش می دهند چرا که دو گروه آبدوست و آبگریز، فعالیت سطحی بالایی به این دسته از مایعات یونی می-دهند. به علاوه وجود زنجیره فاصل باعث منظم شدن نحوه قرارگیری مولکول مایعات یونی در سطح مشترک و کاهش دافعه بین سرهای باردار آنها و در نتیجه کاهش زیاد کشش بین سطحی می شود. بررسی تغییر کشش بین سطحی نسبت به طول زنجیره فاصل مشخص کرد که زنجیره چهار کربنی اثرگذارتر بوده و مایع یونی [C4im-C4-imC4][Br2] کشش بین سطحی را تا مقدار mN•m1 41/8 کاهش میدهد. همچنین با افزایش طول زنجیره آلکیلی، کشش بین سطحی و غلظت بحرانی تشکیل مایسل کاهش فراوانی یافتند به شکلی که بیشترین درصد کاهش کشش بین سطحی برای نانو مایعات یونی دوقلوی کوتاه زنجیر تنها به میزان 35/72% میباشد. در حالی که میزان کاهش در سیستم محتوی مایعات یونی با زنجیره آلکیلی متوسط و بلند به ترتیب 49/97 و 97/99% است و کشش بین سطحی را به کمتر از mN•m1 210 × 0/1 میرساند. در یک مقایسه ی کلی، روند افزایش جذب و فعالیت سطحی نانو مایعات یونی دوقلو استفاده شده عبارت است از: [C12im-C4-imC12][Br2] < [C8im-C4-imC8][Br2] << [C4im-C4-imC4]

در این تحقیق، استخراج فنل از محلول رقیق آبی توسط یک مایع یونی، به عنوان حلال سبز، مدنظر بوده است. بدین منظور مایع یونی 1- هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم بیس (تری فلئورومتان سولفونیل) ایمید، [Hmim][NTf2]، انتخاب و سنتز شد. به عنوان اولین مرحله، داده های تعادلی در سیستم سه جزیی آب + فنل + [Hmim][NTf2] در دماهای 20، 25 و ˚C35 به روش تیتراسیون نقطه ابری تعیین گردید. کاهش دما سبب افزایش ضریب توزیع فنل می گردد زیرا در دمای پایین امتزاج پذیری آب و مایع یونی کاهش یافته و پیوند هیدروژنی قوی تر بین مولکول های فنل و حلال حاکم می باشد. اعتبار و هماهنگی داده های اندازه گیری شده در هر دما توسط معادله هند و باخمن تایید گردید. پس از این مرحله، خصوصیات ترمودینامیکی مورد نیاز توسط تئوری تابع چگالی (DFT) و در سطح تئوری M05-2X/6-311++G** بدست آمد. سپس برازش داده های تعادلی توسط معادلات ترمودینامیکی NRTL و UNQUAC به خوبی انجام گرفت و ریشه ی متوسط مربعات انحراف برای مدل های ذکر شده برابر 0017/0 و 0617/0 به دست آمد. علاوه بر این، اثر نمک هایNaCl ، Na2SO4 و MgSO4در فاز آبی بر داده های تعادل مایع - مایع به روش تیتراسیون نقطه ابری بررسی گردید. حضور نمک در آب سبب پدیده ی خارج زایی گشته که خود منجر به افزایش ضریب توزیع فنل می شود. نمک های دوظرفیتی دارای اثر خارج زایی بیشتری می باشند. پس از کسب نتایج تعادلی، عملکرد مایع یونی به عنوان حلال در استخراج مایع - مایع توسط قطرات منفرد و در دمای ˚C25 بررسی شد و نتایج آن با عملکرد کیومن به عنوان یک حلال رایج مقایسه گردید. بررسی هیدرودینامیک قطره ها برای هر دو سیستم حاوی مایع یونی و کیومن نشان داد با افزایش اندازه قطره ها سرعت حد افزایش می یابد. در مورد انتقال جرم، نتایج حاصل از داده های تجربی در آزمایش با قطره های منفرد نشان داد که انتقال جرم در سیستم با مایع یونی در مقایسه با سیستم شیمیایی حاوی کیومن (با گرانروی کم) به طور قابل توجهی کندتر است، گرچه ضریب انتقال جرم، با توجه به گرانروی بالای مایع یونی بیشتر از حد انتظار است. در بخش آخر عملکرد استخراج فنل با استفاده از مایع یونی [Hmim][NTf2] به عنوان حلال در مجاورکننده میکرو بررسی شد. مطالعه اثر شدت جریان حجمی بر ضریب انتقال جرم فنل نشان داد که با افزایش سرعت جریان حجمی به دلیل افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقا

در این پایان نامه اثر نانو ذرات اکسید مغناطیسی آهن بر کشش بین سطحی دینامیک و تعادلی سیستم نرمال هپتان - آب در حضور سه نوع مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم با طول زنجیره ی آلکیلی مختلف { 16، 12 و } در دمای K 2/298 مورد مطالعه قرار گرفت. هم چنین اثر نمک های معدنی متداول سدیم کلرید، کلسیم کلرید و سدیم سولفات بر جذب سطحی مایع یونی کوتاه زنجیر بررسی شد. در بخش دیگری از این پروژه، اثر توام ماده ی فعال سطحی سدیم دودسیل سولفات و مایع یونی کوتاه زنجیر در حضور نمک کلسیم کلرید بر کشش بین سطحی سیستم نرمال هپتان - آب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن به تنهایی بر کشش بین سطحی سیستم نرمال هپتان- آب اثری نداشته و فعال سطحی نمی باشند. لیکن اندازه گیری کشش بین سطحی سیستم در حضور و عدم حضور نانوذرات مشخص کرد که نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن باعث افزایش اثرگذاری هر سه نوع مایع یونی کوتاه، متوسط و بلند زنجیر در کاهش کشش بین سطحی می شوند. این اثر در کشش بین سطحی را می توان به رفتار هم افزایی نانوذرات و مایعات یونی در کاهش کشش بین سطحی ناشی از جذب همزمان آنها در فصل مشترک نسبت داد، زیرا جذب مولکول های مایعات یونی در سطح موجب آبگریز شدن نانوذرات و تمایل آنها برای مهاجرت به فصل مشترک می شود. بعلاوه مطالعات نشان داد که نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن بر غلظت بحرانی تشکیل مایسل (CMC) مایعات یونی اثری ندارند. برای مایعات یونی متوسط و بلند زنجیر بهترین برازش با معادله سایسکوفسکی و در مورد مایع یونی کوتاه زنجیر بهترین برازش با ایزوترم فرومکین حاصل شد. بمنظور تایید صحت نتایج، اثر نانوذرات بر پایداری امولسیون های نرمال هپتان - آب نیز بررسی شد و نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن به تنهایی امولسیون سازهای بسیار ضعیفی هستند، زیرا سطح آنها آبدوست بوده و نمی توانند در فصل مشترک دو فاز باقی بمانند، ولی در حضور مایعات یونی باعث بهبود پایداری امولسیون های نرمال هپتان در آب می شوند. همچنین نانوذرات به تنهایی بر زاویه ی تماس آب - نرمال هپتان - کوارتز اثری نداشته، ولی در حضور مایعات یونی زاویه ی تماس را افزایش می دهند. برازش داده های کشش بین سطحی دینامیک با مدل های سینتیکی نشان داد که مکانیسم جذب همه ی مایعات یونی مورد بررسی در حضور و عدم حضور نانوذرات تحت کنترل ترکیب

در این تحقیق، استخراج استن از محلول رقیق آبی توسط یک مایع یونی، به عنوان یک حلال سبز، مدنظر بوده است. بدین منظور مایع یونی 1- هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئوروفسفات، HMIMPF6، انتخاب و سنتز شد. به عنوان اولین مرحله، داده های تعادلی در سیستم سه جزیی (آب + استن + HMIMPF6) در دماهای 20، 25 و˚C 30 به روش تیتراسیون نقطه ابری تعیین گردید. کاهش دما سبب افزایش ضریب توزیع استن می گردد و این اثر در غلظت های بیشتر استن محسوس تر است زیرا در دمای پایین امتزاج پذیری آب و مایع یونی کاهش یافته و باعث حضور بیشتر استن در مایع یونی می گردد که این به دلیل پیوند هیدروژنی قویتر بین مولکول های استن و مایع یونی می باشد. اعتبار و هماهنگی داده های اندازه گیری شده در هر دما توسط معادله آتمر - توبیاس تایید گردید. پس از این مرحله، خصوصیات ترمودینامیکی مورد نیاز برای مایع یونی توسط تابع چگالی (DFT) و در سطح تئوری ٭٭M06/6-311++G بدست آمد. سپس برازش داده های تعادلی توسط معادلات ترمودینامیکی NRTL و UNQUAC انجام گرفت و ریشه ی متوسط مربعات انحراف برای مدل های ذکر شده به ترتیب برابر 0192/0 و 0255/0 به دست آمد. علاوه بر اثر دما، اثر نمک های NaCl و Na2SO4 در فاز آبی و اثر کمک حلال نرمال بوتیل استات در فاز مایع یونی بر داده های تعادل مایع - مایع در این سیستم به روش تیتراسیون نقطه ابری بررسی گردید. حضور نمک در آب سبب پدیده ی خارج زایی گشته که خود منجر به افزایش ضریب توزیع استن می شود. نمک Na2SO4 دارای اثر خارج زایی بیشتری می باشد. هم چنین اعتبار و هماهنگی داده های اندازه گیری شده توسط معادله آیسون - جوفه تایید گردید. برازش داده های تعادلی نیز توسط معادلات NRTL و UNQUAC انجام گرفت. ریشه ی متوسط مربعات انحراف برای نمک های NaCl و Na2SO4 به ترتیب برای مدل NRTL برابر 0346/0 و 0634/0 و برای مدل UNIQUAC برابر 1093/0 و 0328/0 بدست. در مرحله بعد کاهش گرانروی و چگالی مایع یونی از کمک حلال نرمال بوتیل استات استفاده شد. در اثر حضور کمک حلال نرمال بوتیل استات در مایع یونی، ناحیه دوفازی وسیعتری بدست آمد که به دلیل امتزاج پذیری کمتر آب در مخلوط حلال ها است و استخراج استن از فاز آبی را بهبود داد. اعتبار و هماهنگی داده های اندازه گیری شده توسط معادلات آتمر - توبیاس و هاند تایید گردید. برازش داده های تعادلی نیز توسط مع

Abstract: In this research, nitrogen doped TiO2 (N-TiO2) nanoparticles and hybrid nanocomposites based on N-TiO2 and hematoporphyrin pigment (HP/N-TiO2) were synthesized with the goal of TiO2 band gap modification. The N-TiO2 nanoparticle (initial N/Ti molar ratio: 2) was synthesized with sol-gel method and calcined at 550°C. The hybrid nanocomposite HP/2N-TiO2 was synthesized by precipitation method. The prepared NTiO2 nanoparticles and hybrid nanocomposite HP/2N-TiO2 were characterized by XRD, UV-Vis spectroscopy, TG-DTA, FT-IR, SEM and BET surface area. The results confirmed the purity of synthesized N-TiO2 nanoparticles and hybrid nanocomposites HP/N-TiO2. N-TiO2 nanoparticles have anatase phase and the absorption edge of hybrid nanocomposite HP/N-TiO2 has been shifted significantly into visible region. The photocatalytic activity of the prepared hybrid nanocomposite was evaluated by the photocatalytic degradation of methyl orange in a slurry reactor under visible light. The observed high visible light activity of HP/2N-TiO2 can be attributed to the synergistic effect of titania nitrogen doping and sensitization with HP. In the next step, the hybrid nanocomposites HP/zN-TiO2 with different nitrogen doping (z: 0, 2, 5, 8 and 10) with the goal of evaluation of the amount of nitrogen were synthesized. The prepared hybrid nanocomposites were employed for degradation MO in a novel helical flow photoreactor. The effects of important influencing parameters (initial N/Ti molar ratio hybrid nanocomposites, photocatalyst dosage and solution pH) were investigated and optimized using the response surface methodology (RSM). A maximum degradation efficiency of 89.2% was attainable after 60 min treatment under the optimum conditions of initial N/Ti molar ratio of 4.97 (5), photocatalyst dosage of 0.73 g/L and pH of 4.8. Different thin film layers of N-TiO2, sensitized with different HP dosages (concentrations of 0, 1, 3 and 6 mM), were synthesized on wire gauze structured pac

در این پروژه اثر نانو ذرات اکسید روی بر کشش بین سطحی فاز آبی- آلی (آب - نرمال دکان) در حضور مواد فعال سطحی مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. پروژه شامل دو بخش اصلی است: در بخش اول اثر نانوذرات اکسید روی بر رفتار بین سطحی سه نوع ماده ی فعال سطحی مختلف آنیونی (SDS)، کاتیونی (CTAB) و غیر یونی (F-127) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور دست یابی به یک بررسی جامع علاوه بر کشش بین سطحی تعادلی، کشش بین سطحی دینامیک، زاویه ی تماس و پایداری امولسیون ها در فصل مشترک آب - نرمال دکان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوذرات اکسید روی به تنهایی بر کشش بین سطحی سیستم آب – نرمال دکان اثری نداشته و فعال سطحی نمی باشند. اندازه گیری کشش بین سطحی در حضور و عدم حضور نانوذرات مشخص کرد که نانوذرات اکسید روی باعث افزایش کارایی هر سه نوع مواد فعال سطحی در کاهش کشش بین سطحی می شوند. این کاهش بیشتر در کشش بین سطحی را می توان به رفتار هم افزایی نانوذرات و مواد فعال سطحی در کاهش کشش بین سطحی ناشی از جذب همزمان آنها در فصل مشترک نسبت داد. زیرا جذب مواد فعال سطحی در سطح اکسید روی آبدوست، موجب آبگریز شدن ذرات و تمایل آنها برای مهاجرت به فصل مشترک می شود. مطالعات نشان داد نانوذرات اکسید روی بر غلظت بحرانی تشکیل مایسل (cmc) مواد فعال سطحی اثری ندارند. اثر نانوذرات بر پایداری امولسیون های روغن در آب هم بررسی شد و مشخص گردید که نانوذرات اکسید روی به تنهایی امولسیون کننده ی بسیار ضعیفی هستند، زیرا سطح آنها آبدوست بوده و نمی توانند در فصل مشترک دو فاز باقی بمانند. ولی در غلظت های کم مواد فعال سطحی باعث بهبود پایداری امولسیون های روغن در آب می شوند. همچنین نانوذرات به تنهایی بر زاویه ی تماس آب - نرمال دکان -کوارتز اثری ندارند، ولی در حضور مواد فعال سطحی زاویه ی تماس را افزایش می دهند. برازش داده های کشش بین سطحی دینامیک با مدل های سینتیکی نشان داد که سینتیک جذب همه ی مواد فعال سطحی مورد بررسی در حضور و عدم حضور نانوذرات تحت کنترل ترکیب دو مرحله ی نفوذ و جذب سطحی می باشد. با بررسی اثر pH محلول بر کشش بین سطحی در حضور و عدم حضور نانوذرات مشخص شد هر دو نوع برهمکنش جاذبه و دافعه بین مواد فعال سطحی و نانوذرات باعث افزایش کارآیی این مواد در کاهش کشش بین سطحی می شوند. مطالعات ترمودینامیکی هم نشان داد که حضور نا

یون های فلزاتی مانند Cr(VI) و Ni(II) اغلب باعث ایجاد مسمومیت های فلزی در اکوسیستم های طبیعی می شوند. این یون ها به صورت عمده در پسآب خروجی از صنایع آبکاری وجود دارند که بدین طریق امکان راه یابی به آب های سطـحی را پیدا کرده و باعث آلودگی آن ها می شوند. از دیگر آلاینده های موجود در پسآب این صنعت افزودنی های آلی هستند که در طی مراحل مختلف به مـحیط عمل اضـافه می شوند. سدیم دودسیل بنزن سولفونات (SDBS)، به عنوان یکی از این افزودنی های پرمصرف است. این ماده مقاومت بالایی در برابر روش های متداول اکسایش و تخریب زیستی دارد. بنابراین حذف این دو گروه از آلاینده ها از پسآب های این صنعت ضروری است. برای انجام عملیات تصفیه از روش احیا و اکسیداسیون فوتوکاتالیزوری در یک فوتو-سونو راکتور مجهز به لامپ فرآبنفش جیوه ای با توان 250 وات بهره گرفته شد. در مرحله اول بهینه سازی و مدل-سازی فرآیندهای احیای یون های Cr(VI) وNi(II) با استفاده از روش طراحی آزمایشات و به طور خاص مرکب مرکزی (CCD) مورد مطالعه قرار گرفت. در این پروژه اثر پارامترهای عملیاتی نظیر pH، مقدار کاتالیزور، دما و زمان بر روی بازده ی هر دو فرآیند بررسی شد. در فرآیندهای احیای هر دو یون یک مدل ریاضی درجه ی دو کاهش یافته برای برازش و محاسبه بازده ی احیا به دست آمد. تحت شرایط بهینه؛ 5/2pH = ، مقدار TiO2 برابر mg/L 1/33 و دمـای °C 34، برای فرآیند احیای Cr(VI)/TiO2 و همچنین 2/9pH = و مقدار TiO2 برابر mg/L42 و دمای °C 36 برای فرآیند احیای Ni(II) /TiO2، درصد بازده ی 83% و 85% -به ترتیب بعد از 120 و min 90 حاصل شد. وجود یک هم افزایی در احیای یون های فلزی در سیستم مخلوط مشاهده می شود تغییر در بار سطحی کاتالیزور تحت تآثیر حضور همزمان یون های فلزی می تواند دلیل این هم افزایی باشد. تحت شرایط بهینه به دست آمده در این بخش میانگین بازده ی احیای 5/62% ]9/58% یون Cr(VI) و 0/66% یون [Ni(II)، به دست آمد. در این قسمت همچنین اثر حضور سه مصرف کننده ی حفره بر روی بازده ی احیای همزمان دو یون Cr(VI) و Ni(II) مورد برسی قرار گرفت که روند افزایش در میانگین بازده ی احیا به صورت اسید سیتریک < اسید فرمیک < اتیلن گلایکل بود. در مرحله ی بعد ادغام فرآیند-های احیای یون های مذکور با اکسیداسیون ماده SDBS، مورد بررسی قرار گرفت، که نتایج موفقیت آمیز بودن فرآیند حذف را

در این کار پژوهشی، شش نوع مایع یونی بر پایه ی ایمیدازولیوم، [Cnmim][X]، سنتز شده و اثر آن ها بر کشش بین سطحی سیستم شیمیایی تولوئن - آب در دما، pH و در حضور الکترولیت های تک ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفته است. کشش بین سطحی و غلظت بحرانی مایسل تابع خصلت آبگریزی مایع یونی و قطبش پذیری آنیون آن می باشند. روند بیشترین کاهش این دو کمیّت به ترتیب زیر می باشد: [C16mim][Br] > [C16mim][Cl] > [C12mim][Cl] > [C8mim][Cl] > [C7mim][Cl] > [C6mim][Cl]. همچنین، با افزایش دما، نیروهای بین مولکولی در سطح مشترک تضعیف شده و کشش بین سطحی کاهش می یابد. افزایش دما اثر پیچیده ای بر غلظت بحرانی مایسل داشته، به گونه ای که غلظت بحرانی مایسل مایعات یونی با زنجیره ی آلکیلی کوتاه (8 ≥ n) ابتدا کاهش یافته و سپس افزایش می یابد. در حالی که، برای سایر مایعات یونی (12 ≤ n)، با افزایش دما، مایسل در غلظت های کمتری تشکیل می گردد. بررسی ها نشان می دهد که حضور الکترولیت-های تک ظرفیتی در آب، سبب پدیده ی خارج زایی گشته که خود منجر به افزایش جذب سطحی و کاهش غلظت بحرانی مایسل مایعات یونی می شود. همچنین، با افزایش pH، به دلیل تمایل به جذب سطحی شدن آنیون هیدروکسید از یک طرف و اثر خارج زایی کاتیون سدیم از طرف دیگر، کشش بین سطحی کاهش یافته و مایسل در غلظت های کمتر مایع یونی تشکیل می گردد. جهت برازش و تحلیل ترمودینامیکی داده های تجربی، ایزوترم جذب سطحی فرومکین برای غلظت های کمتر از غلظت بحرانی مایسل مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ثابت تعادلی جذب فرومکین، بیشترین فزونی سطح و پارامتر برهم کنش بین مولکولی با عوامل دما، غلظت الکترولیت و pH، تغییر می نمایند. با افزایش دما، ثابت تعادلی جذب فرومکین برای هر شش مایع یونی افزایش می یابد. بیشترین فزونی سطح برای مایعات یونی با زنجیره ی آلکیلی کوتاه با تغییر دما ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. این روند ناشی از تغییرات در میزان آب پوشی قسمت های آب دوست و آبگریز می باشد. این در حالی است که بیشترین فزونی سطح برای مایعات یونی با زنجیره ی آلکیلی بلند، با افزایش دما، روندی افزایشی دارد. همچنین، با افزایش بیشترین فزونی سطح، پارامتر برهم کنش منفی تر شده که بیانگر افزایش دافعه ی الکتروستاتیکی بین قسمت های کاتیونی جذب سطحی شده می باشد. حضور الکترولیت سبب پدیده ی خارج زا

فرآیندهای اکسیدآسیون پیشرفته الکتروشیمیایی به عنوان یکی از کارآترین تکنولوژیها برای تصفیه آلایندههای آلی از محلولهای آبی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از جمله عوامل تاثیر گذار بر بازده این فرآیندها ...