تركيبات PCB به‌دليل سميت، پايداري و داراي قابليت تجمع زيستي، آثار زيان‌باري بر سلامت انسان و محيط‌زيست وارد مي‌كنند. اين مطالعه با هدف بي‌خطر كردن يا كم‌خطر كردن تركيبات PCB با استفاده از فرايند تخريب فوتوكاتاليستي توسط نانو ذرات مغناطيسي Fe3O4@TiO2 عامل دار شده با β-سيكلو‌دكسترين و اثر متغيرهاي مهم عملكردي مانند دما، زمان مواجهه، ميزان فوتوكاتاليست و ميزان اتانول مورد بررسي قرار گرفت. غلظت و انواع PCBs‌ موجود در آسكارل با استفاده از دستگاه GC-ECD و GC-MS تعيين و اطلاعات جمع‌آوري‌شده از آزمايش‌ها وارد نرم‌افزار Expert Design شد و با روش پاسخ سطحي (RSM) مورد تجزيه ‌و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد با افزايش دوز كاتاليست و ميزان اتانول كارايي فرايند فوتوكاتاليستي افزايش يافت و راندمان فرايند فوتوكاتاليستي در زمان و دماهاي پايين بيشتر بود. همچنين نتايج روش پاسخ سطحي نشان داد نقش ميزان اتانول در فرايند تخريب فوتوكاتاليستي PCBs بسيار بيشتر از ساير پارامترها بود. طبق يافته هاي اين تحقيق، فرايند فوتوكاتاليستي با بهينه سازي عوامل عملياتي موثر، كارايي بالايي در حذف تركيبات PCB از روغن ترانسفورماتور دارد. همچنين فوتوكاتاليست سنتز شده تا 3 بار بدون افت قابل ملاحظه اي در راندمان حذف استفاده شد كه نشان از پايداري بالاي فوتوكاتاليست و اقتصادي بودن فرايند حذف دارد.

در اين اختراع براي تهيه فوتوكاتاليستGO-Fe3O4-ZnO از نانو صفحات گرافن از مواد ليگنوسلولزي )كاه برنج( به‌طور مستقيم سنتز شده كه يك روش كم‌هزينه و دوست‌دار محيط¬زيست استفاده شده است. در اين اختراع براي اولين بار از فوتوكاتاليستGO-Fe3O4-ZnO براي كاهش مواد آلي پساب صنايع پتروشيمي استفاده شد. از نانو صفحات گرافن به عنوان ماده پايه¬ي فوتوكاتاليست استفاده گرديد، كه براي اولين بار از مواد ليگنوسلولزي )كاه برنج( به‌طور مستقيم سنتز شده كه يك روش كم‌هزينه و دوست‌دار محيط¬زيست است. هم¬چنين از تركيب آن با نانو ذرات مغناطيسي به منظور جداسازي راحت¬تر و كاهش هزينه¬هاي جداسازي و تركيب با نانو ذرات اكسيد روي به عنوان فتوكاتاليستي كه قدرت تجزيه كنندگي بالا دارد با استفاده از روش هيدروترمال سنتز شد. پساب صنايع پتروشيمي داراي آلاينده¬هاي مختلف و پيچيده است كه اگر اين پساب به شكل تصفيه نشده وارد محيط‌زيست شوند مي¬توانند براي سلامتي انسان¬ها به¬طور مستقيم و غيرمستقيم زيان¬بار باشند، ضروري است كه پيش از ورود به طبيعت مورد تصفيه قرار گيرند. سنتز نانو كامپوزيت اكسيد گرافن مغناطيسي-اكسيد روي و استفاده از آن در تخريب فتوكاتاليستي پساب، جهت كاهش و حذف اكسيژن مورد تقاضاي شيميايي پساب صنايع پتروشيمي است كه تخليه اين پساب ها، به دليل وجود مقدار زياد تركيبات آروماتيك چند حلقه¬اي، سمي و پايدار بوده و براي مدت طولاني در محيط باقي مي¬مانند.

امروزه به علت صنعتي شدن جوامع بشري تقاضاي محصولات فولادي رو به افزايش است. در فرايند توليد فولاد در كارخانجات فولادسازي غبار زيادي از كوره¬هاي قوس الكتريكي متصاعد مي¬گردد. غبار واحد هاي فولادسازي از جمله مواد زائدي است كه در مقايسه با ساير ضايعات كاربرد و استفاده مجدد آن با مشكلاتي مواجه است و از سوي ديگر انباشت آن در طبيعت باعث انتشار و ايجاد آلودگي هوا و ساير معضلات محيط زيستي را به همراه دارد.تركيب شميايي اين غبار كاملا پيچيده و غير همگن است كه استفاده مجدد از آن را امكان¬پذير نمي نمايد.هدف در اين اختراع نانو ذرات اكسيد آهن – دي اكسيد تيتانيوم از غبار دور ريز كوره هاي قوس الكتريكي سنتز شده و از فتوكاتاليست سنتز شده جهت كاهش و حذف اكسيژن خواهي شيميايي پساب پمپ استيشن هاي صنايع فولاد سازي استفاده گرديد. تخليه اين پساب هاي تصفيه نشده بدليل دارا بودن تركيبات روغني بالا و پيچيده به محيط زيست تبعات ناگواري را به دنبال خواهد داشت.

حضور سموم مختلف در محيط‌زيست، فلزات سمي و آلاينده‌هاي آلي با منشأ انساني يا طبيعي مسألهﯼ مهمي به لحاظ محيط‌زيستي تلقي مي‌گردد. مس عنصري ضروري براي بسياري از فرآيندهاي زيستي؛ با اين حال، ورود بيش از اندازه‏ي اين فلز به بدن مي‏تواند سبب بروز بيماري‏هاي خاصي در انسان گردد. عموم روش هاي شناسايي كمي و كيفي يون مس در آب زمان بر، آزمايشگاه محور و نيازمند حجم زياد نمونه و كار آزمايشگاهي سنگين مياشند. در مقايسه، حسگرها ضمن داشتن هزينهي كمتر، انتخابپذيري، حساسيت و پايداري بالاتري دارند. در اين پژوهش حسگر شيميايي نوري RECM (Rhodamine-B Ethylenediamine Carbonyl Moepholine) بر پايه‏ي رودامينB با فرمول شيميايي C35H43N5O4 براي شناسايي انتخابي و با حساسيت بالاي يون مس سنتز شد. كاربرد عمومي مورد انتظار براي RECM، شركت در ساختمان يك آپتود جهت پايش مستمر محيطزيستي جهت رديابي سريع و كامل آلودگي مس در آب چه در پساب صنايع و كارخانجات مرتبط با مس، چه در منابع آبي موجود در نزديكي صنايع آلوده كننده چه در ساير منابع آبي مشكوك به آلودگي مس ميباشد بهنحوي كه هرگونه افزايش غلظت يون مس از حد مجاز آن در منبع آبي مورد نظر را ثبت و تغييرات غلظت آن را نشان دهد.

توليد نانو كامپوزيت TiO2/Fe-ZSM-5 با خصوصيت فتوكاتاليستي تحت نور ماوراء بنفش و مرئي Production of TiO2/Fe-ZSM-5 nanocomposite with photocatalytic properties under ultraviolet and visible light نانوكامپوزيت TiO2/Fe-ZSM-5 با سنتز و تثبيت نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم در ساختار زئوليت Fe-ZSM-5 سنتزي به روش سل-ژل توليد شد. مساحت سطح ويژه و محتواي دي اكسيد تيتانيوم نانوكامپوزيت TiO2/Fe-ZSM-5 توليد شده به ترتيب برابر m2g-1 6/304 و 3/29 درصد مي¬باشد. ذرات TiO2¬ توليد شده داراي ابعاد nm 20 ≥ بوده و به¬طور يكنواخت با ضخامت حدود nm 25 در سطح زئوليت قرار گرفته¬اند. با توجه به آناليزهاي انجام شده، نانوكامپوزيت توليد شده قابليت كاربرد تحت نور ماوراء بنفش و خورشيد را دارد. از نانوكامپوزيت توليد شده براي تصفيه فتوكاتاليتيكي پساب واقعي پالايشگاه نفت تحت نور ماوراء بنفش و نور خورشيد استفاده شد. نتايج به دست آمده از آزمايش¬هاي تصفيه، حذف 80 درصد آلاينده¬هاي آلي پساب پالايشگاهي تحت شرايط بهينه با استفاده از g.l-1 1/2 نانوكامپوزيت توليد شده تحت نور ماوراء بنفش بعد از چهار ساعت را نشان داد. نتايج آناليز GC-MS پساب پالايشگاه نفت قبل و بعد از تصفيه به طور واضحي حذف هيدروكربن¬هاي نفتي با وزن مولكولي بالا تحت نور ماوراء بنفش و خورشيد را نشان داد. قابليت بازيابي مكرر و استفاده مجدد از نانوكامپوزيت سنتزي در دورهاي متوالي تصفيه پساب پالايشگاه نفت و همچنين قابليت كاربرد تحت نور خورشيد، روش تصفيه فتوكاتاليتيكي با استفاده از نانوكامپوزيت TiO2/Fe-ZSM-5 سنتزي براي اين نوع از پساب را از نظر اقتصادي مقرون به صرفه و مناسب نشان مي¬دهد. همچنين مقايسه بين روش جداسازي راحت¬تر نانوكامپوزيت نوين توليد شده به وسيله ته نشست آن در زمان كوتاه و روش جداسازي نانوذرات دي¬اكسيد تيتانيوم به تنهايي كه نيازمند دستگاه سانتريفيوژ يا فيلتراسيون مي¬باشد، توليد TiO2/Fe-ZSM-5 و استفاده از آن براي تصفيه را به لحاظ صرفه جويي در هزينه در نوع خود قابل توجه مي¬نمايد. با توسعه نتايج اين تحقيق به تصفيه خانه¬هاي پساب پالايشگاهي كه مجهز به سيستم بيولوژيكي هستند مي¬توان با انجام يك پيش تيمار فتوكاتاليتيكي وحذف تركيبات مقاوم به تجزيه زيستي يا تبديل آنها به تركيبات قابل تجزيه زيستي، راندمان تصفيه را افزايش داد. همچنين با توجه به انتخاب پذيري كم فرايند، زمانيكه تصفيه پسابي حاوي تركيبات آلي متفاوت مانند پساب پالايشگاه نفت مدنظر باشد، سيستم حذف فتوكاتاليتيكي مي¬تواند جايگزين مناسبي براي سيستم بيولوژيكي باشد. بنابراين، توليد فتوكاتاليست نوين با كارايي بالا منجر به توسعه موادي جديد براي احياء محيط زيست گرديد. زمانيكه كارايي اين نوع سيستم تصفيه فتوكاتاليتيكي پساب با استفاده از فتوكاتاليست سنتزي به عنوان سيستم جايگزين يا كمكي سيستم تصفيه بيولوژيكي با زمان ماند حداقل 18 ساعت براي حذف 77 درصدي COD، مقايسه مي¬گردد، از نظر صنعتي قابل توجه مي¬شود. تصفيه پساب پالايشگاهي با استفاده از فتوكاتاليست سنتزي در اين تحقيق از نظر اقتصادي قابل توجه بوده و مي-تواند به عنوان واحد تصفيه كارآ براي تصفيه پساب پالايشگاه نفت مورد توجه قرار گيرد.

استخراج همزمان بيسفنول A, فنول از شيرابه مكان دفن شهري توسط جاذب كربن فعال و اندازه گيري با كروماتوگرافي مايع با كارآرايي بالا

سفال¬هاي فوتوكاتاليستي تصفيه¬كننده آب و پساب بعنوان روشي نوين براي حذف آلاينده¬هاي آلي از محلول¬هاي آبي هستند. آب به¬عنوان مهمترين عامل حيات در كره زمين به وفور يافت مي¬شود، ولي تنها 65/0 درصد از آن براي انسان قابل استفاده است، كه اين ميزان نيز در معرض آلاينده¬هاي زيادي است از اين¬رو تصفيه پساب و استفاده مجدد آن از اهميت بالايي برخوردار است و روز به روز روش¬هاي جديدي جهت تصفيه آب ابداع مي¬گردد. تصفيه پساب با استفاده از فتوكاتاليست¬ دي¬اكسيد¬تيتانيوم به دليل خواص منحصربه فرد خود در سال¬هاي اخير توجهات بسياري را جلب كرده است. استفاده از دي¬اكسيد¬تيتانيوم براي تصفيه پساب در مقياس صنعتي با چالش¬ جداسازي فتوكاتاليست پس از اتمام فرآيند مواجه است. در اين اختراع براي رفع چالش جداسازي فوتوكاتاليست تثبيت نانو ذرات دي‌اكسيد¬تيتانيوم با لايه¬نشاني بر روي سطح سفال مورد بررسي قرار گرفت. سفال توليد شده توانايي تصفيه¬كنندگي تحت تابش نور uv را دارا بوده، به نحوي كه قادر است 90درصد از تركيبات فنولي موجود در پساب را در مدت 3 ساعت تخريب كند.

فرمالدئيد يكي از پرمصرف¬¬ترين و خطرناك¬ترين آلاينده¬هاي آلي است كه در صنايع چسب و رزين¬سازي و... كاربرد دارد. دسته مهم ديگري از آلايند¬هاي صنعتي، رنگ¬ها هستند كه به دليل داشتن يك يا چند حلقه بنزني با ساختاري مقاوم، سمي بوده و به سختي تجزيه مي¬شوند. ازاين¬رو لازم است كه پساب¬هاي توليد شده قبل از ورود به محيط¬زيست تصفيه شوند. اختراع حاضر سعي دارد تا با افزودن اوره به پساب كارخانه چسب و در نتيجه توليد رزين اوره-فرمالدئيد، امكان حذف غلظت¬هاي بالاي فرمالدئيد از پساب اين صنايع چسب¬سازي را بررسي نمايد. سپس از پسماند رزين اوره-فرمالدئيد برجاي مانده از تصفيه پساب، براي سنتز فتوكاتاليست جديدي استفاده مي¬شود. جهت سنتز فتوكاتاليست، ابتدا پسماند به مدت 24 ساعت در دماي °C80 خشك و سپس پودر گرديد و در نهايت در كوره پيروليز تحت گاز ازت دماي °C550 قرار داده شد. براي ارزيابي كارايي فتوكاتاليست كربن-نيتريدي تهيه شده، از آن در تخريب فتوكاتاليستي رنگ¬هاي نساجي استفاده گرديد. روش حذف فرمالدئيد به لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه بوده چراكه از اوره كه ماده¬اي ارزان و در دسترس است، استفاده شده است و از طرف ديگر فرآيند به كار گرفته شده در حذف رنگ به دليل استفاده از پسماند، روشي دوستدار محيط¬زيست بوده است.

انرژي جزء جدايي¬ناپذير زندگي انسان است و فناوري پيل سوختي ميكروبي (MFC) از روش¬هاي نوين شناخته شده توليد انرژي همزمان با تصفيه فاضلاب هستند. پساب¬هاي صنعتي و خانگي علي¬رغم اينكه داراي مواد خطرناك و آلوده براي محيط¬زيست و سلامت عموم مي¬باشند، منبع نهفته اي از آب و انرژي به حساب مي¬آيند. اجزاي اصلي پيل سوختي ميكروبي عبارتند از: محفظه آند، محفظه كاتد، سوبسترا، ميكروارگانيسم، غشاي تبادل يون و الكترود كه غشاي تبادل يون، قلب پيل سوختي ميكروبي محسوب مي شود. استفاده از چارچوب آلي ـ فلزي MIL-100(Fe) سولفونه شده براي اولين بار در ساختار پليمر پلي¬سولفون علاوه بر توليد غشاي دوستدار محيط زيست و زيست تخريب پذير، سبب بهبود هدايت پروتون غشا در اين طرح شده است و عملكرد پيل سوختي ميكروبي در كاهش بار آلودگي پساب و افزايش توان توليد الكتريسيته با استفاده از غشاي ساخته شده نسبت به غشاي تجاري نفيون بطور چشمگيري بهبود يافته است. در مطالعه حاضر، پس از سولفون¬دار كردن پليمر پلي¬سولفون توسط كلروسولفونيك اسيد به ميزان تقريبا 42 درصد، غشاي نوين از تركيب 7 درصد چارچوب آلي ـ فلزي MIL-100(Fe) سولفونه شده و پليمر پلي¬سولفون سولفونه شده به¬ منظور بهبود هدايت پروتون و توليد الكتريسته، با روش فاز معكوس سنتز شده است به گونه¬اي كه ساختار آلي ـ فلزي ذكر شده به دليل گروه¬هاي عاملي، نقش اصلاح¬¬كننده دارد و غشاي داراي 7 درصد ذرات سولفونه¬شده، هدايت پروتون حدود ۴ ميلي زيمنس بر سانتي متر و جذب آب 54 درصد را دارد كه در مقايسه با غشاي تجاري نتايج بهتري را نشان داده است. پس از مشخصه¬يابي و تاييد صحت محصول بدست آمده توسط آناليزهاي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف¬سنجي مادون¬قرمز (FT-IR)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) و آناليز توزين حرارتي (TGA) كارايي غشاهاي¬كامپوزيتي ساخته شده در پيل سوختي ميكروبي بررسي و مقايسه¬اي با توان توليدي غشاي تجاري نفيون 117 صورت گرفته است. علاوه براين، آزمون-هاي مرتبط با پيل سوختي ميكروبي و توانايي اين سيستم در تصفيه پساب تعيين شد و در نهايت با هزينه ¬اي كمتر موفق به ساخت غشاي با ويژگي¬هاي بهتر به منظور افزايش كارآيي پيل در توليد توان دست يافتيم كه مي تواند جايگزين غشاي تجاري و پرهزينه نفيون باشد.

در اين اختراع فتوكاتاليست جديد CCTF حاوي نانوصفحات پليمري مزدوج آلي تزئين شده با نقاط كوانتومي كربن به عنوان فتوكاتاليست در حذف آلاينده هاي آلي از پساب هاي صنعتي تحت نور مرئي استفاده شد. اين فتوكاتاليست به دليل ويژگي هاي مختلف همچون تخلخل، نسبت بالاي سطح به حجم، نيمه رسانايي، ويژگي مزدوج بودن و خصوصيات اپتيكي سبب كاهش مدت زمان فرآيند و افزايش بازده مي شود. در اين اختراع براي اولين بار از ساختارهاي تريازين به عنوان هسته و از ساختار 3، 4، 9، 10 پريلن تترا كربوكسيليك دي انيدريد به عنوان بلوك هاي سازنده به منظور شبكه پليمري مزدوج دوبعدي استفاده شد. از جمله ويژگي هاي ثبت اختراع فتوكاتاليست CCTF به تخلخل و مزدوج بودن آن مي توان اشاره كرد كه در صنعت به منظور جداسازي آلاينده-هاي مختلف از صنايع متفاوت و همچنين به¬منظور تجزيه مولكول آب و توليد سوخت هيدروژن مورد استفاده قرار بگيرد. در ادامه CCTF ساخته شده توانايي حذف 99 درصد از آلاينده هاي آلي را از پساب صنعت پتروشيمي تحت نور مريي دارا بود.