كيفيت آب آشاميدني مستقيما بر روي سلامت انسان تاثيرگذار است. ميزان كدورت ، ميكروارگانيسم هاي موجود در آب ، رنگ و بو از مهمترين پارامترهاي تعيين كيفيت آب به شمار مي روند. سامانه هاي مختلفي براي حذف اين موارد از آب آشاميدني ارائه شده است كه عمدتا توسط جاذب هاي مختلف انجام مي شود. مشكل عمده اي كه اين جاذب ها با آن مواجه هستند رشد بار ميكروبي در آنها است. سيستم هيبردي جاذب- غشاي ارائه شده در اختراع حاضر مي تواند با حل مشكلات سيستم هاي تك مرحله اي راهكار مناسبي براي بهبود كيفيت آب آشاميدني باشد. در اين روش ابتدا با استفاده از جاذب اقدام به حذف برخي از پارامترهاي نامطلوب موجود در آب ورودي مي گردد و در ادامه غشاهاي اولترافيلتر چند كاناله بار ميكروبي، كدورت، رنگ و ذرات معلق غير قابل حذف با جاذب را از آب ورودي حذف مي نماييد تا كيفيت آب آشاميدني به حد مطلوب برسد. نتايج آزمون ها نشان از كاهش چشمگير پارامترهايي چون بار ميكروبي ،رنگ و كدورت بعد از عبور آب از سامانه سرشيري طراحي شده دارد، طوري كه بار ميكروبي آب از cfu/ml 104×2 به صفر رسيده است.

برطبق اين اختراع كلوييد پايدار و نيمه شفاف از تيتانيوم دي اكسيد بروش هيدروترمال تهيه شده است كه هرگاه بر روي محصولات سنگي،مرمري،آلومنيومي، سراميكي و ... پوشش داده مي شود، بدون عوض كردن زيبايي ظاهري آن توانايي حذف و تجزيه آلودگي¬هاي شهري و روزمره شامل مواد آلي فرار(VOC) را داراست. سل فتوكاتاليستي سنتز شده بروش ذكر شده كلوييدي بر پايه¬ي تيتانيوم دي اكسيد است كه نيمه شفاف و نسبت به مرور زمان بسيار پايدارتر بوده بنحوي كه حداقل به مدت 6 ماه پايدار (تك فازي)وحداقل به مدت 10 ماه هيچ رسوبي تشكيل نميدهدتصوير SEM پودر نانومتري كلسينه شدهفتوكاتاليست نشان دهنده توزيع يكنواخت ريز ذرات و تاييدكننده پايداري آن است. بدين منظور فيلمي بسيار نازك از فتوكاتاليست مذكور با روش هاي غوطه ورسازي، اسپري و فرچه¬اي برروي اين سطوح نشانده وخشكانده شدند. فيلم مذكور از قابليت بالايي جهت حفظ ظاهر واقعي محصولات ذكر شده داراست و مهمتر آنكه داراي شتاب بسيار بالايي در تخريب و تجزيه¬ي فتواكسيداسيوني آلودگي¬هاي قرار گرفته بر روي سطوح بوده و براحتي مي¬تواند به سطوح مذكور بچسبد. چسبندگي مورد بحث نيز طي آزمون ليچينگ بلافاصله بعد ازخشك شدن، تحت همزدن شديد بمدت 72 ساعت در آب مقطر بررسي و تأييد گرديد. ميزان فعاليت فتوكاتاليستي سطوح پوشش دهي شده نيز توسط آلوده كردن مكرر آنها توسط آلوده كننده¬هاي آلي و تخريب آلوده كننده ها توسط نور مورد بررسي قرار گرفت. مقايسه ي الگوي XRD با نمونه هاي مرجع تاييدكننده ي ساختار بلوري غالب آناتاس است كه پايداري بسيار بالا و شفافيت خوبي دربازه وسيعي از pH از خود نشان مي¬دهد. بررسي توان تخريب فتوكاتاليستي آلاينده هاي اسيدي-آلي و مقايسه ي آنها با نمونه هاي مرجع نشان دهنده¬ي پتانسيل بالاي اين ماده براي انجام واكنش هاي فتو كاتاليستي است.

در اين تحقيق نانولوله هاي منظم TiO2 به روش اكسيداسيون آندي اختراع شدند. براي دست يافتن به نانولوله هايي با طول بلند، در اين اختراع از الكتروليت اتيلن گليكول بهمراه فلوئوريد آمونيوم و آب و زمان اكسيداسيون آندي طولاني (12 ساعت) استفاده شده است. مدت زمان طولاني سنتز در محيط حاوي يون فلوئوريد، موجب خوردگي سطح بالايي نانولوله ها شده و لايه اي با ساختار نامنظم روي سطح نانولوله ها ايجاد كرده كه دهانه بالايي نانولوله ها را مسدود كرده است. در ادامه كار براي حذف اين لايه هاي مانع يك سري عمليات پس فرآوري شامل شستشوي نانولوله هاي سنتز شده با آب يون زدايي شده، قرار دادن نمونه ها به مدت 24 ساعت بصورت ساكن در محيط اتانول و تحت امواج فرا صوت قرار دادن نمونه ها داخل محيط اتانول، بكار برده شد. نكته ديگر اينكه براي كاهش هزينه هاي سنتز اين نوع نانولوله ها براي اولين بار از يك الكتروليت براي دفعات مكرر استفاده شد و نانولوله هايي منظم با طولي در محدوده 250- 45 ميكرومتر، قطر متوسطي در محدوده 150- 100 نانومتر، نسبت منظر بالا (2500 ضمایم(شرح و توصیف،ادعانامه،نقشه)شرح و توصیف : برای دانلود فایل اینجا کلیک کنیدادعانامه : برای دانلود فایل اینجا کلیک کنیدنقشه : برای دانلود فایل اینجا کلیک کنید

سنتز نانوكاتاليست Pt/ZSM-5 با استفاده از عامل چيليت براي فرآيند ايزومريزاسيون آلكان هاي خطي در اختراع حاضر براي اولين بار در دنيا انجام گرفت. براي ارزيابي نانوكاتاليست هاي سنتز شده عملكرد آن ها در فرآيند ايزومريزاسيون مورد برررسي قرار گرفت و مشاهده شد فعاليت و انتخاب پذيري آن ها در سطح بسيار بالاتري نسبت به كاتاليست تجاري قرار دارد. هم چنين در اختراع حاضر مخترعين موفق شدند براي اولين بار در دنيا زئوليت نانوساختار ZSM-5 را با استفاده از عامل چيليت و در مدت زمان پاييني سنتز كنند كه كاتاليست سنتز شده با اين نمونه نيز بيشترين ميزان فعاليت را از خود نشان داد. اين نمونه سنتز شده به دليل پايين بودن زمان سنتز و فعاليت بالا در واكنش گزينه بسيار مناسبي براي سنتز در مقياس صنعتي است. هم چنين فرآوري با سود كه براي افزايش فعاليت نانوكاتاليست سنتز شده انجام گرفته بود، تاثير زيادي در افزايش فعاليت آن داشت.

با توجه به اهميت و ضرورت توليد بنزين با كيفيت بالا به دليل مسائل زيست محيطي، بسياري از تلاش¬هاي اخير در راستاي بهبود كيفيت بنزين و توليد سوختي با عدد اكتان بالا متمركز شده¬است. امروزه فرآيند ايزومريزاسيون ساختاري نرمال پارافين¬ها و تبديل آنها به هيدروكربن¬هاي شاخه¬دار از مهم¬ترين فناوري¬هاي در حال رشد، جهت بهبود عدد اكتان بنزين مي¬باشد. در فرآيند¬هاي صنعتي، كاتاليست¬هاي اسيدي جهت تبديل آلكان¬ها به آلكان¬هاي شاخه¬دار مورد استفاده قرار مي¬گيرند. در اين اختراع، نانوكاتاليست پلاتين بر پايه سولفات زيركونيا براي اولين بار در سطح بين المللي به روش ژل پلي اكريل آميد، سنتز شد. اين روش نسبت به روش هاي مرسوم ساده تر بوده، زمان و هزينه توليد را كاهش مي¬دهد. همچنين، عملكرد كاتاليست سنتز شده در ايزومريزاسيون نرمال پنتان كه يكي از اجزا خوراك فرآيند¬هاي صنعتي ايزومريزاسيون مي¬باشد، مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اشاره بر خواص كاتاليستي مناسب تحت شرايط عملياتي مورد بررسي دارد.

در اين اختراع مدول غشايي كامپوزيتي با طرح جديد به منظور جداسازي گازها با استفاده از فناوري نوين غشايي انجام شده است. مدول غشايي شامل سه قسمت اصلي درپوشهاي فلزي براي آب بندي دو سر غشا، درپوش فلزي بدنه و بدنه اصلي مدول مي باشد. درپوشهاي فلزي دو سر غشا طوري طراحي شده اند كه امكان آب بندي انواع غشاهاي پالاديومي، سيليكايي و زئوليتي بر روي پايه هاي لوله اي مختلفي از قبيل سراميكي، فلزي و شيشه اي و در طولهاي مختلف غشايي وجود دارد. همچنين مي توان در دماهاي پايين (با استفاده از اورينگ هاي سيليكوني و وايتوني) و درماهاي بالا (با استفاده از واشرهاي گرافيتي و فلزي) آب بندي مناسبي انجام داد. از ديگر خصوصيات درپوشهاي فلزي دو سر غشا، تعبيه نمودن مسيري براي جمع كردن گاز عبوري از غشا و همچنين وارد كردن گاز جاروب كننده مي باشد. درپوش فلزي بدنه متصل شده به غشاي شامل درپوشهاي فلزي، با استفاده از پيچ و واشر مسي به بدنه اصلي آب بندي مي شود. بدنه اصلي مدول شامل دو مسير جريان ورودي و خروجي مي باشد كه جريان ورودي به دليل طي مسير مارپيچي، امكان پيش گرم كردن خوراك را فراهم مي نمايد. در نهايت در مدول غشايي طراحي و ساخته شده، امكان آسيب ديدگي غشا در حين آب بندي به حداقل مي رسد و مي توان به تعداد دفعات مكرر غشا را وارد يا خارج نمود بدون آنكه لطمه اي به غشا وارد شود. در ادامه به منظور كاربرد اين مدول غشايي طراحي و ساخته شده در جداسازي گازها، تستهاي عبوردهي گاز از غشاي كامپوزيتي نانوساختار پالاديومي انجام گرفت. بررسي ها حاكي از آن است كه هم در دماهاي پايين با استفاده از اورينگ سيليكوني و هم در دماي بالا با استفاده از واشر گرافيتي آب بندي مناسب با طرح جديد مدول غشايي مي توان انجام داد بدون آنكه هيچ آسيبي به غشا وارد شود.

در اين اختراع پودر نانومتري زئوليت DD3R به روش هيدروترمال درجا و به كمك انرژي امواج ما فوق صوت براي ايجاد لايه هاي غشايي يكنواخت زئوليت DD3R جهت جداسازي كوچك مولكولهايي مثل CO2 و N2 از متان توليد شد. در اين راستا از آب مقطر، منبع سيليكاي TMOS، اتيلن دي آمين و 1-آدامانتان آمين براي تهيه محلول استفاده شد. مشكل فني در روش معمول توليد پودر زئوليت DD3R زمان طولاني، اختلاط زياد و ابعاد بزرگ پودر توليدي مي باشد كه منجر به مصرف بالاي انرژي و عدم كارايي مناسب پودر مي گردد. جهت كاهش انرژي مصرفي، زمان لازم براي قرار گرفتن محلول تحت شرايط هيدروترمال و همچنين كاهش ميزان چرخش اتوكلاو از انرژي امواج مافوق صوت استفاده شد به طوريكه كل زمان لازم براي سنتز پودر نانومتري به 5 روز كاهش يافت و نياز به دور بالاي اتوكلاو (rpm 60) در اين روش مرتفع شد طوريكه با دور rpm 12 پودرهايي با كيفيت مطلوب سنتز گرديد. نتايج آناليز دستگاهي XRD، SEM و توزيع اندازه ذرات براي پودر زئوليت توليد شده نشان داد كه روش مورد استفاده منجر به توليد پودر نانومتري زئوليت DD3R با توزيع اندازه ذرات باريك در محدوده nm100-10 با كيفيت و بلورينگي مناسب شده است.

در اين اختراع غشاي زئوليتي DD3R به روش هيدروترمال با استفاده از شرايط سنتز منحصر به فرد به منظور جداسازي كوچك مولكولهايي مثل CO2 و N2 از متان توليد شد. در اين راستا از آب مقطر، منابع سيليكايي از جمله تترا متيل اورتوسيليكات(TMOS) ، اتيلن دي آمين و 1-آدامانتان آمين استفاده شد. مشكل فني در توليد غشاي زئوليتي DD3R تركيب درصد، روش سنتز و مرحله كلسيناسيون مي باشد كه منجر به مصرف بالاي منبع سيليكا و ايجاد لايه اي با كيفيت و عملكرد پايين مي گردد. جهت كاهش منبع سيليكاي مصرفي و افزايش كيفيت لايه غشايي، از محلول با تركيب درصد مشابه سنتز پودر منبع سيليكاي TMOS استفاده شد. غشاي زئوليتي DD3R در مدت زمان كوتاه (4-2 روز) در دماي ºC 170-150 تحت چرخش با دور rpm 70-50 توليد شد. كلسيناسيون غشاي توليدي در دماي ºC 700-500 به مدت 50-10 ساعت انجام گرفت. نتايج آناليز XRD، SEM و آزمون عبوردهي گازهاي دي اكسيد كربن، نيتروژن، هيدروژن و متان نشان دهنده كارآمدي اين روش در توليد غشاي زئوليتي DD3R بوده به طوريكه انتخاب پذيري غشا براي دي اكسيد كربن، نيتروژن و هيدروژن نسبت به متان به ترتيب برابر 270-200، 8-7 و 55-45 مي باشد.

غشاي سيليكايي نانوساختار بدون قالب با طرح لوله اي، داراي شار عبوردهي بالاي هيدروژن و انتخاب¬پذيري مناسب هيدروژن براي اولين بار در دنيا به واسطه يك استراتژي نوين در اصلاح سطح پايه غشايي توليد شده است. در اين نوع اصلاح سطح، لايه گاما آلومينا به واسطه كنترل اندازه ذرات سل بوهوميتي با كيفيت بسيار مناسب تري بر روي پايه غشايي از جنس آلفا-آلومينا پوشش داده شده است. نتايج تست هاي آناليز و ارزيابي عملكرد غشاي سيليكايي نشانگر تاثير بسيار مثبت اصلاح سطح مناسب بر روي عملكرد غشاي سيليكايي مي باشد. البته لازم به ذكر است كه در اختراع حاضر، مطالعه بر روي دو نوع غشاي سيليكايي قالب دار و بدون قالب صورت پذيرفت كه نتايج غشاي سيليكايي بدون قالب در مقايسه با نوع قالب دار بسيار مطلوب تر بودند. پس از ارزيابي عملكرد كامل غشاي سيليكايي سنتز شده در اختراع حاضر براي اولين بار در دنيا، كاربرد غشاي سيليكايي بدون قالب (با طرح لوله اي)، در سامانه راكتور غشايي جهت توليد هيدورژن طي فرايند ريفورمينگ متانول با بخار آب مطالعه و ارزيابي شده است. نتايج مطالعه و ارزيابي نشانگر عملكرد خوب غشاي سيليكايي در سامانه راكتورهاي غشايي مي باشد.

در اين اختراع غشاهاي كامپوزيتي آلياژ پالاديومي بر روي پايه¬هاي با طرح لوله¬¬اي ساخته و به منظور توليد و تخليص هيدروژن در راكتور غشايي مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور فعالسازي پايه-هاي سراميكي از روش نوين فعالسازي آلي- غيرآلي براي اولين بار در سطح بين المللي استفاده گرديد. لايه نشاني آلياژ پالاديوم به روش متوالي بدون اعمال جريان الكتريكي با استفاده از سامانه سنتز غشاي طراحي و ساخته شده صورت پذيرفت. نتايج تستهاي عبوردهي گاز هيدروژن از غشاي كامپوزيتي آلياژ پالاديومي ساخته شده حاكي از افزايش ميزان عبوردهي با افزايش دما و اختلاف فشار دو سمت غشا بود. نتايج بررسي تاثير ساير گازها بر عبوردهي نشان دهنده كاهش عبوردهي هيدروژن به دلايل مختلفي از قبيل پلاريزاسيون غلظتي، جذب رقابتي و رسوب كربن بر روي سايتهاي فعال كاتاليستي غشاي فلزي مي باشد. در نهايت غشاي تهيه شده براي اولين بار در سطح كشوري در راكتور غشايي طي فرآيند خودگرماي متان استفاده گرديد كه نتايج حاصل حاكي از افزايش ميزان تبديل متان علي الخصوص در فشارهاي بالاتر در راكتور غشايي نسبت به راكتور معمولي بود.