سيليكون كربيد از جمله سراميك هاي غيراكسيدي است كه در صنعت كاربرد بسياري دارد. سختي و مقاومت بالا، پايداري دمايي و شيميايي، نقطه جوش بالا، مقاومت دربرابر خوردگي و اكسايش و... از جمله ويژگي هاي منحصر به فرد سيليكون كربيد مي باشد كه اين تركيب را براي قطعات با قدرت و دماي بالا مناسب كرده است. سيليكون كربيد بدليل داشتن شكاف انرژي زياد، به عنوان يك نيمه رسانا و ماده اي كه مي تواند در دما، قدرت و تابش زياد كار كند، شناخته مي شود. از همين رو براي سخت افزارهاي الكتروني و نوري با قدرت بالا، پايه كاتاليست و... استفاده مي شود. بخش عمده اي از اين كارايي سيليكون كربيد با پايداري دمايي، شيميايي و مكانيكي اش رابطه مستقيم دارد. حال آنكه تهيه اين مواد به صورت نانوساختارها مي تواند خواص مرتبط به اندازه ذرات را بهبود دهد و باعث افزايش مساحت سطح و استفاده از اين مواد در قطعات كوچكتر الكتروني شود. همه روشهاي سنتز اين ماده نياز به دما يا هزينه به نسبت بالا دارند. علاوه بر اين همه آنها فاقد توانايي براي كنترل شكل ساختار محصولات توليد شده هستند. در اين اختراع براي سنتز نانو سيليكون كربيد از روشي دما پايين بهره گرفته شده كه علاوه بر هزينه كمتر توليد، اجازه كنترل مورفولوژي و توليد مواد متخلخل را به ما مي دهد، همچنين از پيش ماده هاي سيليكوني و كربني طبيعي كه ارزان قيمت و در دسترس مي باشند، استفاده شده است تا هزينه توليد اين ماده كه با قيمت بالايي در كشور خريداري يا توليد مي شود، كاهش يابد.

حذف تركيبات سولفوره موجود در نفت به دليل سميّت اين تركيبات و مشكلات متعددي نظير خوردگي، مسموميت كاتاليزورها و ... اهميت دارد. از اين رو، تحقيقات گسترده اي به منظور دستيابي به روش ها و فناور ي هاي حذف يا كاهش تركيبات سولفوره تا حد مطلوب انجام مي شود. سولفورزدايي اكسايشي بدليل عدم نياز به گاز هيدروژن و امكان حذف تركيبات ديبنزو تيوفن و مشتقاتش مورد توجه مي باشد و جايگزين خوبي براي سولفورزدايي هيدروژني است. واكنش اكسيداسيون دي بنزوتيوفن، با استفاده از اكسنده هايي قوي چون پروكسيد هيدروژن، در شرايط محيطي شديد نيز به كندي انجام مي شود. براي پيش برد اين واكنش ها، استفاده از كاتاليست مناسب اكسيداسيون ضروري به نظر مي رسد؛ كاتاليستي كه بتواند اين واكنش را در كمترين زمان ممكن پيش ببرد. در اينجا با ساخت نانوكاتاليستي بر پايه ي نانولوله كريني در صدد بوده ايم تا كارآيي كاتاليست را همراستا با كاهش مصرف كاتاليست و در نتيجه كاهش هزينه، افزايش دهيم. اين امر از ويژگي هاي شيميايي و الكتروني منحصر بفرد نانولوله ها، از جمله ساختار خاص و مساحت سطح ويژه بالا و يكپارچگي ساختار و گردش الكترون بالاي آنها حاصل مي شود. بدين منظور نانولوله كربني با گروههاي مختلف عاملدار شده و براي نشاندن اكسيد فلزي روي آنها آماده مي شوند. گروه عاملي آميني، آميدي و كربوكسيلي روي نانولوله ها، با روش هاي ويژه اي انجام و اثر آنها بر ميزان بارگيري فلز روي سطح نانولوله و اثر گروه عاملي بر اكسيداسيون بررسي شده است. از كاتاليست هايي كه به منظور اكسيداسيون دي بنزوتيوفن و مشتقات آن استفاده مي شوند، به فلزاتي از جمله موليبدن و تركيبات آن مي توان اشاره كرد. يكي از تركيبات مهم آن، اكسيد موليبدن است كه در اين جا بدنبال روشي جديد براي آماده سازي آن بوده ايم تا بطور موثري در واكنش اكسيداسيون در حضور پروكسيد هيدروژن، از آن بهره ببريم. نانوكاتاليست هيبريدي اكسيد موليبدن پس از تهيه و بررسي ساختار و مورفولوژي آن، در واكنش اكسيداسيون دي بنزوتيوفن و مشتقاتش به عنوان مدل سوخت مورد استفاده قرار گرفت و نتيجه آن تبديل دي بنزوتيوفن به دي اكسو بنزوتيوفن با ميزان تبديل99 درصد بود. تركيبات اكسيد شده به راحتي با روش استخراج، از سوخت جدا مي گردند.

هدف اصلي اين اختراع حفاظت نماي آجري دربرابر نفوذ آب سطحي و يخ زدگي ، خردگي ، پر كردن ترك هاي مويي و خلل و فرج هاي نا خواسته به وسيله ي نانو ذرات و جلوگيري از تخريب و فرسايش و بالا بردن عمر مصالح كارشده در نماي آجري مي باشد. با توجه به ميزان هزينه ي مرمت متوالي و زمانبر و نظر به غيرممكن بودن محافظت هاي شبه موزه اي در ابنيه هاي تاريخي به دليل ساخته شدن در محيط هاي باز و داراي شرايط خاس اقليمي مانند گرما و سرماي شديد اختلاف دماي شب و روز ، آلودگي هاي محيطي و وزش بادهاي شديد همراه با ذرات معلق بهترين راهكار پيش رو استفاده از نانو مي باشد. هدف اين اختراع نانو پوششي است كه علاوه بر كارايي بالا در حفاظت از صرفه ي اقتصادي نيز داشته و سازگار با محيط زيست باشد. وجود رطوبت زياد و تغييرات درجه حرارت در دماي نزديك به صفر سبب مي شود كه آب در آجر نفوذ كرده و يخ بزند . ازدياد حجم ناشي از يخ زدگي موجب وارد شدن فشار به ديوارهاي منافذ و تخريب ساختار آن ها مي گردد و با پوسته شدن و ترك خوردن همراه است و براي جلوگيري از اين تخريب با استفاده از اين اختراع يعني نانو اسپري مي توان درصد جذب آب را در آجر كار شده در نما پايين آورد كه د ر نتيجه باعث از بين رفتن يخ زدگي در نما مي گردد. فرسايش و تخريب در بناهاي تاريخي امري اجتناب ناپذير است .در بناهاي آجري و در جبهه ي بيروني و نما شروع فرسايش و تخريب با ترك هاي مويي آغاز مي شود كه عواملي از قبيل اختلاف درجه حرارت روز و شب و ساليانه يا نيرو هاي فشاري و تنش هاي وارده به نما و غيره است. با كمك اين اختراع نانو اسپري و پر كردن ترك هاي مويي موجب بالا بردن استحكام آجرهاي سنتي شده و به طور چشمگيري زمان و عمر مصالح را بالا برده و جلوگيري از وارد شدن به مرحله ي تخريب مي گردد.

اين اختراع در زمينه كاربرد نانوتكنولوژي در حفاظت از بناهاي تاريخي مي باشد. بدليل محدوديت هاي وضع شده در ارتباط با حفاظت از بناهاي تاريخي، محصول بدست آمده بصورت اسپري مي باشد كه قابليت كاربري برروي بناهاي خشتي را داراست و همچنين قابل تعميم به ساير بناهاي تاريخي و مدرن نيز مي باشد. بر اساس اين اختراع نانو اسپري ايجاد گرديده است كه ترك هاي سطوح و عمق خشت را كاهش مي دهد. سطوح خشتي بدلايل مختلف همچون قرارگيري در معرض شرايط آب و هوايي، بارگذاري و تنش هاي مختلف و همچنين عوامل فرسايشي آسيب مي بينند و با گذشت زمان آسيب ايجاد شده بصورت ترك هاي مويي ظاهر ميگردند. نانوذرات مونت موريلونيت بدليل خاصيت پركنندگي و ساختار لايه اي كه دارد از طريق نفوذ در حفرات ايجاد شده موجب پرشدن ترك ها مي گردند. براي رسيدن به اين منظور در اين اختراع از روش اسپري نانورس مونت موريلونيت بر سطح خشت استفاده گرديده است.

اختراع حاضر در حوزه نانو تكنولوژي و به صورت نانو اسپري تهيه گرديده است كه مواد اوليه سازنده آن نانو دي اكسيد تيتانيوم و مواد آبگريز طبيعي با بهره گيري از خواص كاتاليستي نانو موادها و خاصيت آبگريزي مواد طبيعي مي باشد كه باعث ضد آب و ضد لك شدن سطوح مي گردد. لذا اسپري تهيه شده از اين مواد قابليت ايجاد لايه آبگريز بر روي سطوح خشتي (تاريخي و مدرن) را دارد كه مانع جذب آب و رطوبت شده و از صدمات ظاهري و ساختاري جلوگيري مي كند.

ممركب مازويي آهن، در آثار قرن دوم پيش از ميلاد شناسايي شده است و به وفور در دستنوشته هاي تاريخي به عنوان مركب مشكي بكار رفته است. خاصيت اسيدي مركب آهن - مازو به خاطر مقادير مختلف اسيد گاليك واسيد سولفوريك موجود در آن است. در نوشته هايي كه مورد آزمايش قرار گرفته اند ديده شده كه اسيديته موجود در آن ها باعث سوراخ شدن كاغذ شده و از آن چيزي به جز يك پوسته ضعيف و سست تور مانند باقي نمانده است. البته اين پديده را نبايد فقط به اسيد بكار رفته در مركب نسبت داد، بلكه آهن موجود در اين مركب خود به عنوان كاتاليست عمل كرده و باعث اكسيداسيون سلولز مي گردد. لذا جهت حفاظت از اين آثار ارزشمند ضروري است كه بتوان سرعت پيشرفت اين فرايندهاي شيميايي را كند كرده و يا به طور كامل متوقف كرد. تا بتوان از آسيب هاي ناشي از آنها جلوگيري كرد. در اين اختراع نانوكامپوزيتي طراحي گرديده است كه همزمان از دو مسير حذف اسيد و غير فعال كردن آهن موجود در مركب باعث توقف اكسيداسيون سلولز مي گردد. و آثار را در برابر خوردگي مركب حفاظت مي كند. در اين روش از يك نانو كامپوزيت هاي گياهي با استفاده از پليمر سلولزي، صمغ گياهي و نانوذرات هيدروكسيد كلسيم استفاده شده است. بكار گيري اين روش بسيار سريع و آسان بوده و سبب چين و چروك كاغذ نمي شود و به دليل استفاده از حلال غير آبي بر رنگها و مركب و مواد حساس به آب تأثيري نخواهد داشت. ميزان اكسيداسيون و هيدروليز اسيدي بر روي كاغذهاي سلولزي پوشش داده شده يه اين روش پس از كهنه سازي مورد بررسي قرار گرفته و ميزان مقاومت الياف با اندازه گيري مقاومت كششي و همچنين تأثير اين مواد بر زيبايي شناسي اثر پس از استفاده از اين ماده در دراز مدت مورد بررسي قرار گرفته است. كه نتايج بسيار خوبي را در مقابله با هيدروليز اسيدي و اكسيداسيون كاتاليستي سلولز نشان داده است.

آثار كاغذي بخش بزرگي از آرشيو كتابخانه ها را شامل مي شود و از اهميّت بسزايي برخوردار است. كاغذ به سرعت تحت تأثيرعوامل مختلف دچار آسيب و تخريب مي شود. هيدرولز اسيدي و اكسيداسيون سلولز از مهمترين عوامل شيميايي آسيب رسان به كاغذ مي باشند كه موجب كاهش استحكام و ضعيف شدن ساختار كاغذ و تغيير رنگ آن مي گردند. در اين طرح نانو كامپوزيت هايي از تركيبات طبيعي ساخته شده است كه به صورت اسپري بر روي سطح كاغذ پوشش داده مي شود. اين پوشش قابليت حفاظت اثر را در برابر اسيدي شدن و اكسيداسيون به طور همزمان داشته و همچنين باعث استحكام بخشي كاغذ نيز مي گردد و در حقيقت با يك مرحله عمليات حفاظتي، كاغذ براي ساليان متمادي در برابر عوامل اصلي آسيب رسان شيميايي ايمن مي ماند. در عين حال اثر بخشي آن به دليل بكارگيري فناوري نانو به مراتب بسيار بيشتر از روش هاي چند چندمرحله اي متداول است. بر خلاف مواد رايج فعلي، بدليل بكار گيري مواد طبيعي، اين پوشش اثرات منفي جانبي در دراز مدت ندارد و بدليل استفاده از حلال غير آبي علاوه بر نسخ چاپ سنگي براي نسخ خطي نيز براحتي قابل استفاده مي باشند.

اپوكسيدها حد واسط هاي ارزشمندي در سنتز تركيبات آلي و صنايع شيميايي مي باشند. تدر اين اختراع براي تهيه اپوكسيدها از واكنش آلكن ها با پراكسيد هيدروژن در حضور كاتاليست هاي پراكسو تنگستن استفاده شده است. كاتاليست هاي انتخاب شده تركيبات اكسو دي پراكسو تنگستن با ليگاندهايي از مشتقات پيريدين كربوكسيليك اسيدها مي باشند. سيستم هاي كاتاليستي طراحي شده بازده و انتخاب پذيري بالايي داشته و در عين حال ايمن ساده و ارزان بوده پايداري بالايي داشته و قابل بازيابي و استفاده مجدد باشند. با توجه به اين خواص مي توان اين تركيبات را به عنوان كاتاليستهاي مناسبي در صنايع شيميايي معرفي كرد. در بررسي خواص كاتاليستي اين تركيبات اثر ليگاند بر روي ساختار تركيبات مورد بررسي قرار گرفت. كوئوردينه شدن ليگاند آلي به كمپلكس اكسودي پراكسو انتخاب پذيري كاتاليست را با كاهش قدرت اسيديته لوئيس فلز مركزي افزايش مي دهد. لذا در تمام كاتاليست هاي سنتزي انتخاب پذيري 98٪ مشاهده شد. همچنين نتايج نشان دادند كه ليگاند با قدرت الكترون دهندگي بيشتر باعث تضعيف قدرت پيوند M-O شده و از آنجائيكه اين پيوند در فرايند كاتاليستي شكسته مي شود ضعيف شدن اين پيوند باعث افزايش فعاليت كاتاليستي در اين تركيبات مي شود. شواهد نشان دادند كه فعاليت كاتاليستي در تركيبات اكسو تنگستن بالاتر از تركيبات مشابه موليبدن مي باشد و اين پديده به پايين تر بودن قدرت اسيديته لوئيس تنگستن نسبت به موليبدن نسبت داده شد. كه ناشي از پايين آمدن سطح انرژي LUMO و در نتيجه كوچك شدن گاف انرژي اكسايش مي باشد.

شيمي و فعاليت تركيبات پراكسو موليبدن به دليل كاربردهاي فراوان آنها بويژه خواص كاتاليستي اين تركيبات در واكنش هاي انتقال اكسيژن بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. دراين راستا طراحي سيستم هاي كاتاليستي كه بتواند بازده و انتخاب پذيري خوبي داشته و در عين حال ساده اقتصادي و پايدار باشند از اهداف اصلي بسياري از صنايع مي باشد. در اين گزارش تركيبات اكسو دي پراكسو موليبدن با استفاده از ليگاندهاي دهنده N و O (مشتقات پيريدين كربوكسيليك اسيد تهيه گرديدند. به دليل خاصيت پل دهندگي ليگاندها در اين تركيبات كاتاليست هاي سنتز شده به فرم هاي ديمري و پليمرهاي دو و سه بعدي در ابعاد نانو تا ميكرو مي باشند. اين كاتاليست هاي هتروژن از پايداري بالايي در واكنش هاي كاتاليستي برخوردار مي باشند. ساختار اين تركيبات با استفاده از FT-IR و XRD و TGA/DTA و SEM شناسايي شده و خواص كاتاليستي آنها در واكنش هاي اپوكسايش آلكن ها مورد بررسي قرار گرفتند. اثر ليگاند بر روي ساختار و قدرت كاتاليستي تركيبتات نيز مورد بررسي قرار گرفت. كوئوردينه شدن ليگاند آلي به كمپلكس اكسودي پراكسو انتخاب پذيري كاتاليست را با كاهش قدرت اسيديته لوئيس فلز مركزي افزايش مي دهد. لذا در تمام كاتاليست هاي سنتزي انتخاب پذيري 98٪ مشاهده شد همچنين نتايج نشان دادند كه ليگاند با قدرت الكترون دهندگي بيشتر باعث تضعيف قدرت پيوند M-O شده و از آنجائيكه اين پيوند در فرايند كاتاليستي شكسته مي شود ضعيف شدن اين پيوند باعث افزايش فعاليت كاتاليستي در اين تركيبات مي شود.

شيمي و فعاليت كمپلكس هاي اكسو عناصر واسطه بدليل كاربردهاي فراوان آنها در فرايندهاي كاتاليستي الكترونيك و نوري و ذخيره انرژي و مغناطيسي و ... بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين اختراع هيبريدهاي اكسيد تنگستن به عنوان كاتاليست هاي موثر در واكنش هاي اكسايش الكل ها انتخاب گرديدند. در سنتز اين تركيبات هيبريدي ليگاندهاي پل دهنده با گروه هاي دهنده N و O استفاده گرديد. ماده اوليه مورد استفاده جهت سنتز اين دسته از تركيبات اسيد تنگستيك wo3H2O با ساختار كريستالي ارتورومبيك است كه با جايگزيني ليگاندهاي آلي به جاي مولكول هاي آب بين لايه اي هيبريدهاي آلي - معدني از اكسيد تنگستن با ساختار لايه اي بدست مي آيند. از آنجائيكه در يك هيبريد آلي - معدني خواص ظاهر شده ناشي از (1) گروه معدني (2) گروه آلي (3) بر هم كنش گروه هاي آلي و معدني مي باشند. خواص كاتاليستي تركيبات را مي توان با بررسي تغييرات ناشي از گروه آلي و تغييرات ساختاري گروه معدني پيش بيني كرد. كوئورديته شدن ليگاند آلي در كاتاليست انتخاب پذيري آن را با كاهش قدرت اسيديته لوئيس فلز مركزي افزايش مي دهد. لذا در تمام كاتاليست هاي سنتزي انتخاب پذيري 98٪ مشاهده شد. همچنين نتايج نشان دادند با توجه به اينكه پيوندM-O در فرايند كاتاليستي شكسته مي شود تضعيف قدرت اين پيوند باعث افزايش فعاليت كاتاليستي در اين تركيبات مي شود.