اين اختراع در ارتباط با تهيه فرمولاسيون سيمان سبك و فوق سبك با استفاده از مواد نانو ساختار مي باشد و افزايش استحكام سنگ سيمان و بهبود خواص رئولوژيكي و مكانيكي سنگ سيمان و جلوگيري از مهاجرت گاز از بين دوغاب سيمان و كاهش تخلخل و تراوايي سنگ سيمان و همچنين با استفاده از اين نوع سيمان مي توان هزينه هاهي مربوط به چند مرحله سيمان كاري و نيز تعمير آن را كاهش داد تكنولوژي اين سيمان به گونه اي است كه با استفاده از اين مواد نانو ساختار و افزايش ميزان ذرات در ماتريس سيمان و نيز واكنش شيميايي مواد نانو ساختار سيليس كروي با مواد حاصل از واكنش اوليه سيمان با آب (ژل هيدراته C-H-S) باعث افزايش استحكام شده و نيز اين مواد باعث ايجاد خواص الاستيك در سنگ سيمان در دماها و فشارهاي مختلف مي گردد. در اين طراحي سيليس نانو ساختار كروي استفاده گرديده است. تا بتواند خواص مورد نظر را به سيمان بدهد. اين سيمان جديد به علت وزن مخصوص افزايه نانو مورد استفاده در آن وزن كلي دوغاب پايين و نزديك وزن آب بوده است كه يك مزيت بسيار خوب و منحصر به فرد براي اين سيمان مي باشد در ضمن دوغاب سيمان طراحي شده داراي خواص رئولوژيكي مناسبي در دماهاي تست شده مي باشد.

در اين اختراع يك روش آسان و تكراپذير براي چسباندن نانولوله ي كربني تك ديواره به انتهاي سوزن ميكروسكوپ نيروي اتمي و مغناطيسي ارائه مي شود. سوزن سيليكوني بخاطر مقاومت كمي كه در روبش كردن نمونه ها دارد بعد از مدتي خورده و از بين مي رود. ولي سوزن نانو لوله كربني بخاطر استحكام و مقاومت خيلي بالا هيچ گونه خوردگي و از بين رفتگي ندارد. هم چنين سوزن نانو لوله كربني حالت ارتجاعي دارد و مانند فنر عمل مي كند و در هنگام برخورد با نمونه تغيير حالت مي دهد و بعد از روبش كردن به حالت اوليه خود بر مي گردد. ولي سوزن سيليكوني خشك و ترد مي باشد و به همين منظور چنين قابليتي را ندارد. به همين خاطر عمر سوزن سيليكوني تقريبا 20 ساعت مي باشد در صورتيكه سوزن نانو لوله كربني چندين برابر آن مي باشد. سوزن سيليكوني تفكيك پذيري و وضوح زيادي در هنگام روبش كردن نمونه ها ندارد و اين بخاطر شعاع انحناي زياد سوزن سيليكوني مي باشد. اما سوزن نانو لوله كربني به علت شعاع انحناي خيلي كم داراي قدرت تفكيك پذيري و وضوح خيلي بالايي در روبش كردن نمونه ها است. و تمام پستي و بلندي نمونه ها را تشخيص مي دهد. براي چسباندن نانو لوله هاي كربني به سوزن ميكروسكوپ نيروي مغناطيسي از روش الكتروفورزيس استفاده شد. نيروي الكتروفوريس اعمالي بر نانو لوله هاي كربني از فرمول زير بدست مي آيد: ؟؟ اين ميدان غير يكنواخت باعث حركت نانو لوله هاي كربني به سمت توري شده و به وسيله ي نيروي واندروالس به سيم هاي توري مي چسبند و ثابت مي مانند.

گاز سولفيد هيدروژن يكي از خطرناك ترين گازهاي موجود در جهان است كه مقادير زيادي از آن در فرايندهاي پالايشگاهي ، استخراج گاز طبيعي و چشمه هاي آب گرم وجود دارد. از آن جا كه وجود اين گاز ، حتي در مقادير بسيار كم ( 50 پي . پي .ام) براي سلامتي انسان خطر جاني دارد بنابر اين لزوم حسگرهايي با دقت و حساسيت بالا كه توانائي شناسائي گاز را در غلظت هاي بسيار پائين داشته باشند ، ضروري است. در سال هاي اخير استفاده از مواد نانوساختار در ساخت حسگرهاي گازي مورد توجه قرار گرفته است. مواد نانوساختار به دليل خواص ويژه شان (سطح ويژه بسيار بالا ، رسانائي عالي ، دارا بودن خصلت نيمه هادي بودن) از قدرت بالائي در شناسائي گازها برخوردار هستند ، هم چنين به منظور بالا بردن قدرت حسگري و گزينش پذيري از ذرات فلزي يا عامل هاي شيميائي براي هيبريداسيون آن ها استفاده مي شود. در اين پژوهش ابتدا اكسيد گرافن از گرافيت طبيعي به روش هامر اصلاح شده سنتز و با هيدرازين كاهش داده شده و در نهايت اكسيد گرافن با استفاده از روش تلقيح با فلز موليبدن عامل دار شد. ماده حساس ساخته شده سپس به روي صفحه آلوميناي پوشش داده شده با پلاتين ، لايه نشاني شد. براي شناسائي و آناليز مواد ساخته شده آناليزهاي XRD ، Raman Spectroscopy و عكسبرداري با TEM انجام شد. نتايج نشان داد كه نانوحسگر ساخته شده قابليت شناسائي گاز سولفيد هيدروژن را تا غلظت ppm 50 دارد.

زمينه فني اين اختراع، دانش فني و فرمولاسيون ساخت كاتاليست نانويي هيدروژناسيون انتخابي استيلن به اتيلن با پايه گرافني با كاربرد در واحدهاي توليد اتيلن(الفين) پتروشيمي ها است . در واحدهاي توليد اتيلن پتروشيمي ها ، جريان هاي گازي حاوي مخلوط هاي استيلن، اتيلن و اتان كه محتوي حداكثر 10 در صد مولي استيلن هستند ، وجود دارد كه براي حذف استيلن بايد آن را بصورت گزينشي هيدروژنه و به اتيلن تبديل كرد، به نحوي كه اتيلن به اتان يا محصولات جانبي ديگر مانند روغن سبز(( Green Oil و كك تبديل نشود. كاتاليست نانويي با فاز فعال نانوپالاديم بر پايه گرافن چند لايه عامل دار ، قادر است در فشار 1 تا 30 اتمسفر و دماي بين 30 تا 160 درجه سانتي گراد ، استيلن را با گزينش پذيري حداقل 80% به اتيلن تبديل نمايد. مراحل كلي ساخت كاتاليست به ترتيب ذيل است: 1-ساخت گرافن باروش CVD اتيلن يا اتان با خلوص 99/99 % توليدي پتروشيمي، از درون لوله نيكلي با دماي بين 480 تا 700 درجه سانتي گراد عبور مي كند و گرافن چند لايه با مساحت ويژه 800 -700 متر مربع بر گرم روي آن تشكيل مي شود. 2-عامل داركردن گرافن گرافن چند لايه توليدي مرحله 1 ، در 30 برابر حجمي مخلوط اسيد نيتريك و اسيدسولفوريك غليظ با نسبت حجمي 3 به 1 يا اسيد نيتريك غليظ، اضافه شده و پس از 3 ساعت التراسونيك در دماي ° C 50 ، با يخ آب مقطرخنك شده، سانتريفوژ و فيلتراسيون گرديده وپس از شستسو با آب مقطر و خنثي سازي، گرافن عامل دار در دماي ° C 70 تحت گاز نيتروژن يا آرگون خشك مي شود. 3- سنتزكاتاليست نانويي محلول نمك كلريد پالاديم در اسيد كلريدريك با نسبت 1/0 تا 5 درصد وزني نسبت به گرافن عامل دار ، در 2 تا 4 حجم مونواتيلن گلايكول التراسونيك مي شود و گرافن عامل دار مرحله 2 در 40 تا 50 برابر حجمي مونواتيلن گلايكول يا دي اتيلن گلايكول ، التراسونيك مي شود و دو محلول به هم اضافه شده و پس از تنظيم pH با هيدروكسيد پتاسيم يا سديم در 12، به مدت 3 ساعت در° C 130 تا° C 160 هم زده و تحت گاز آرگون ريفلاكس مي شوند. پس ازخنك شدن و شستشو با آب مقطر و خنثي سازي و سانتريفوژ و فيلتراسيون ، توده جامد كاتاليست در دماي ° C 60 تا ° C 90 تحت گاز نيتروژن يا آرگون خشك مي شود. تست عملكرد كاتاليست كاتاليست توليدي مرحله 3 به مدت 8 تا 12 ساعت در دماي° C 200 تا ° C 250 در جريان هيدروژن خالص قرار مي گيرد و براي ارزيابي عملكرد در جريان گازي حاوي مخلوط هاي استيلن، اتيلن و اتان كه حاوي حداكثر 10 در صد مولي استيلن و هيدروژن( با نسبت مولي معادل استيلن ) قرار مي گيرد كه در دماي° C 30 تا ° C 160 و فشار 1 تا 30 اتمسفر ، با گزينش پذيري حداقل 80% استيلن را به اتيلن تبديل مي نمايد.

اين اختراع، سعي بر ارائه روش جديدي براي تهيه دستجات نانوهيبريد سيليكا-نانولوله هاي كربني همراستا دارد. روش ارائه شده آسان و كم هزينه است. در اين روش از پلي وينيل الكل به عنوان قالب استفاده شده است. پلي وينيل الكل نقش مهمي در شكل گيري ساختار نانو مواد ايفا مي كند. با بهره گيري از آن مي توان دستجات نانو مواد يك بعدي همراستا با مورفولوژي يكنواخت بدست آورد. از دستجات نانوهيبريد سيليكا-نانولوله هاي كربني همراستا مي توان به عنوان الكترود باتري ها، پايه كاتاليست واكنش هاي شيميايي و تهيه غشاء براي جداسازي مايعات و گازها استفاده نمود. براي بهبود خواص الكتريكي سيليسيوم اكسيد از نانولوله هاي كربني چند ديواره استفاده شده كه در حين فرآيند سنتز نانوسيليس به آن اضافه مي گردد. بعد از شكل گيري ساختار سيليس بر روي نانولوله هاي كربني چند ديواره، با حرارت دادن تركيب تحت جو آرگون مي توان قالب پلي وينيل الكل را حذف نمود.

اين اختراع به ارائه روش توليد هيبريد گاما آلومينا-نانولوله هاي كربني چند ديواره به روش هيدروترمال پرداخته است. در اين روش، از آلومينيوم كلريد به عنوان منبع تامين آلومينيوم، سوربيتول براي افزايش پايداري در محيط آب، اوره براي افزايش سطح نمونه تهيه شده و نانو لوله هاي كربني چند ديواره استفاده شد. در فرايند اين اختراع از دماي °C140 براي تهيه هيبريد مورد نظر استفاده شد چراكه دماي بالاتر باعث تخريب ساختار كربني و شكسته شدن گروه هاي عاملي ايجاد شده روي آن شده و دماي پايين تر دماي مناسب را براي انجام هيبريداسيون فراهم نمي آورد. كاربرد عمده ي هيبريد تهيه شده در ازدياد برداشت مخازن نفتي به ويژه مخازن كربناته مي باشد كه با توجه به اينكه جنس سنگ مخازن نفتي در ايران اكثرا كربناته بوده پس اين هيبريد مي تواند در ازدياد برداشت مخازن نفتي ايران موثر باشد.

هدف از اين اختراع، ارائه نانو جاذب هيبريد مواد كربني-كلينوپتيلوليت به عنوان جاذب كار آمد و كم هزينه جهت اندازه¬گيري و پيش¬تغليظ مقادير بسيار ناچيز فلزات سنگين و به طور ارجح تر كادميوم و سرب است. اين جاذب با ويژگي آمفيفيليك قادر به استخراج سرب و كادميوم از نمونه¬هاي پيچيده و به طور ارجح تر از سرم انسان مي¬باشد. براي سنتز اين جاذب از كلينوپتيلوليت به عنوان پايه و كاتاليست براي رشد نانو مواد كربني استفاده شده¬است. ساختار كلينوپتيلوليت باقي مانده پس از رشد نانو مواد كربني ساختاري متخلخل است كه به راحتي كاتيون¬ها به داخل آن نفوذ مي¬كنند. هيبريد سنتز شده داراي مواد كربني است كه روي سطح متخلخل كلينوپتيلوليت را پوشانده و مانند سدي در برابر ماكرومولكول¬هاي درون ماتريس¬هاي پيچيده، مانع از ورود اين مولكول‏هاي بزرگ به سطح متخلخل كلينوپتيلوليت مي¬شود و تنها كاتيون¬ها اجازه نفوذ پيدا مي¬كنند، از طرفي بخشي از كاتيون¬ها كه به پروتئين¬ها پيوند شده¬اند با سطح هيدروفوب مواد كربني برهم كنش مي¬دهند و جذب اين قسمت از جاذب مي¬شوند بنابراين تمام كاتيون¬هاي موجود در ماتريس پيچيده، آزاد و پيوند شده با پروتئين¬ها، استخراج مي¬شوند. فرايند توليد جاذب پيشنهادي ساده و كم هزينه است و كاتاليست مورد استفاده فراوان و در دسترس است. بازيابي استخراج با نانو جاذب سنتز شده به ترتيب براي سرب و كادميوم 97 % و 5/98 % حاصل شده است. نانو جاذب سنتز شده قادر به اندازه¬گيري µg L-170 سرب و µg L-1 4 كادميوم مي¬باشد.

مهاجرت ذرات ريز سازندي در زمان بهره برداري از منابع هيدروكربني يكي از مشكلات مهم در صنعت نفت است در بسياري از مخازن ذرات ريز تا نزديكي چاه توليدي انتقال مي يابد در انجا تجمع يافته و نهايتا توليد سيالات هيدروكربني را كاهش مي دهد.بهترين راه براي جلوگيري از اين مشكل مي بايست ذرات ريز قابل انتقال راتا جايي كه ممكن است دور از چاه توليدي مهار يا تثبيت نمود. نانو پروپنت در اين پروژه به طور موثر داراي نيروهاي سطحي شامل نيروي واندروالس و نيروي الكترواستاتيكي خواهند بود كه آمادگي پيوستن به ذرات پروپنت را طي انجام عمليات ايجاد شكاف مصنوعي دارند. در طول عمليات بهره برداري زمانيكه ذرات ريز سازندي به سمت بستر پروپنت پوشش داده شده بوسيله ي نانوذرات،حركت مي كنند،نيروهاي سطحي اين نانوذرات، مانع از حركت به سمت چاه توليدي مي شود. نانوذرات قادر به تثبيت ذرات ريزي همچون سيليس،ذرات باردار و بي بار و رس قابل انبساط و غير قابل انبساط وهستند.

‏ساخت سوخت نقره نانو بايو ديزل ، اين سوخت كه براي تمام فرآيند هاي احتراقي ‏كه نياز به گرفتن انرژي از تركيب سوخت با اكسيژن است،قابل استفاده بوده، اين ‏سوخت از تركيب متانول و روغن پسماند كلزا در كنار كاتاليزور و اضافه كردن ‏ذرات نانو در نسبت مناسب در سوخت بيو ديزل بوده نانو ذرات كربن به دليل ‏بالا بودن سطح ويژه ‏وضريب هدايت حرارتي مي تواند راندمان احتراق موتور ديزل را كه بيو ديزل مصرف مي كند بهبود بخشد. ‏اساس راه حل كاربرد اختراع كه اين سوخت باعث افزايش عمر موتور به خاطر ‏احتراق پاك سوخت در مقايسه باسوختهاي فسيلي وعدم احتياج به املاح ساختمان ‏موتور ديزل و كاهش آلودگي و افزايش راندمان سوخت بايو ديزل و كاهش مصرف ‏سوخت بايو ديزلي كه سبب حذف وابستگي به سوخت نفتي مي شود .

‏ساخت سوخت كربن نانو بايو ديزل ، اين سوخت كه براي تمام فرآيند هاي احتراقي ‏كه نياز به گرفتن انرژي از تركيب سوخت با اكسيژن است،قابل استفاده بوده، اين ‏سوخت از تركيب متانول و روغن پسماند كلزا در كنار كاتاليزور و اضافه كردن ‏ذرات نانو در نسبت مناسب در سوخت بيو ديزل بوده نانو ذرات كربن به دليل ‏بالا بودن سطر ويژه ‏وضريب هدايت حرارتي مي تواند راندمان احتراق موتور ديزل را كه بيو ديزل مصرف مي كند را بهبود بخشد. ‏اساس راه حل كاربرد اختراع كه اين سوخت باعث افزايش عمر موتور به خاطر ‏احتراق پاك سوخت در مقايسه باسوختهاي فسيلي وعدم احتياج به اصلاح ساختمان ‏موتور ديزل و كاهش آلودگي و افزايش راندمان سوخت بايو ديزل و كاهش مصرف ‏سوخت بايو ديزلي كه سبب حذف وابستگي به سوخت نفتي مي شود.