سامانه غشايي كامپوزيتي سيليكاتي در تركيب با فرآيند الكتروشيميايي براي جداسازي يون هاي فلزي مانند مس از آب، در مقايسه با ساير غشاهاي كامپوزيتي، در زمان كوتاهتر و دماي پخت پايين تر، با روش ساخت آسان و بكارگيري مواد ارزان قيمت و در دسترس ساخته شد. از ويژگي هاي بارز اين غشاء مي توان به مقاومت بالا در برابر خوردگي و قابليت استفاده ي مكرر در فرايندهاي جداسازي با حداقل گرفتگي حفره ها اشاره كرد. اين سامانه كه تركيبي از الكترود و غشاء است، تصفيه آب را در يك مرحله انجام مي دهد. تصفيه آب شامل حذف يون هاي مس از آب مي باشد به اين ترتيب كه در اثر جريان الكتريكي يون مس به صورت اكسيد مس در آب ته نشين مي شود. سپس محلول تصفيه شده پس از فيلتراسيون، توسط دستگاه طيف سنج UV-Vis آناليز مي شود و نتايج، كاهش چشم گيري در غلظت يون مس موجود در آب را نشان مي دهد.

آسپرين از جمله داروهاي ضد التهاب غير استروئيدي مي باشد كه بطور وسيعي جهت برطرف كردن درد ، بيماريهاي التهابي مزمن و همچنين در درمان مشكلات قلبي كاربرد دارد. اما محلوليت پايين اين دارو در محيط هاي آبي باعث كاهش فراهمي زيستي اين دارو شده است كه نياز به استفاده از دوزهاي بالاتر دارو را افزايش مي دهد. از سويي مصرف اين دارو با دوز بالا؛ عوارض گوارشي از جمله افزايش ريسك ابتلا به زخم معده را افزايش مي دهد. استفاده از روش پراكندگي جامد روشي بسيار مناسب براي برطرف كردن محدوديت فراهمي زيستي خوراكي داروهاي كم محلول و نامحلول در آب مي باشد. در اين اختراع براي اولين بار با بهره گيري از پليمر آبدوست پلي اتيلن گلايكول و پراكندگي دارو در اين پليمر با استفاده از دي اكسيد كربن؛ كامپوزيت ميكرونيزه شده آسپرين/پلي اتيلن گلايكول با هدف افزايش فراهمي زيستي و كاهش عوارض جانبي دارو با موفقيت سنتز شد. اين كامپوزيت مي تواند محدوديت هاي سرعت حلاليت آسپرين در آب را به شكل قابل توجهي برطرف نمود. ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي كامپوزيت توليد شده بطور كامل قبل و بعد از بارگذاري دارو با تكنيكهاي مختلف نظيرDSC ، XRD و SEM مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت. همچنين مقدار رهايش آسپرين از سامانه دارويي سنتز شده در 7.4 pH= در دماي 37 درجه سلسيوس اندازه گيري شد. اندازه ذرات كامپوزيت سنتز شده حدود 3 ميكرو متر مي باشد كه در مقايسه با نمونه اوليه در حدود 200 الي 300 برابر ريز تر شده است. نتايج به دست آمده از اين مطالعه نشان داد سرعت رهايش آسپرين از كامپوزيت جديد ساخته شده نسبت به نمونه آسپرين اوليه ، بيش از 3 برابر افزايش يافت.

در حال حاضر براي ازدياد برداشت از مخازن هيدروكربوري از تكنولوژي¬هاي جديد و كاربردي استفاده مي¬شود. طراحي و ساخت ميكرومدل به روش پيشنهادي در اين تحقيق در مقايسه با روش¬هاي قبلي از مزيت¬هاي فراواني برخوردار مي¬باشد و اين امكان را فراهم مي¬كند كه بتوان ميكرومدل ساخته شده را بيشتر از مدل¬هاي قبلي به ويژگيهاي سنگ مخزن نزديك كرد. براي ساخت ميكرومدل¬هاي شيشه¬اي معمولا از حكاكي به وسيله ليزر استفاده مي¬شود كه با اين روش نمي¬توان حفرات بسيار ريز مانند محيط واقعي سنگ مخزن را ايجاد كرد. در ميكرومدل آماده شده با پلكسي گلاس ذرات سنگ مخزن (خرده¬هاي حفاري) با قطر 75 الي 150 ميكرون (مش 100 - 200) استفاده شده كه اين عمل امكان ايجاد حفرات بسيار ريز و همچنين تخلخل و تراوايي كمتر نسبت به ميكرومدل¬هاي شيشه¬اي را فراهم مي¬كند. در ساخت اين نوع از ميكرومدل نياز به كوره با دماي بالا نمي¬باشد و براي آب بندي و اتصال قطعات پلكسي گلاس بر روي يكديگر از حلال مناسب استفاده شده است. استفاده از خرده¬هاي حفاري و ذرات سنگ موجب شده تا بر خلاف ميكرومدل¬هاي شيشه¬اي در اين حالت سيالات تزريقي با سنگ در تماس بوده كه براي ساخت ميكرومدل با ماهيت نفت¬دوست و يا آب¬دوست مي توان نوع سنگ مورد استفاده را تغيير داد و نياز به تغيير در ترشوندگي شيشه وجود ندارد. با توجه به خلل و فرج بسيار ريز ايجاد شده در اين ميكرومدل، نيروي موئينگي بسيار بالايي در اين ميكرومدل حاكم مي¬باشد (تقريبا مشابه به حالت مغزه) كه به حالت واقعي مخزن نزديك است. در مواردي كه از تزريق سيالاتي نظير امولسيون، سورفكتانت، آب هوشمند و غيره براي كاهش كشش بين سطحي و براي ازدياد برداشت نفت استفاده مي¬شود، بالا بودن نيروي موئينگي در خلل و فرج اين نوع ميكرومدل باعث نزديك شدن نتايج به واقعيت مي¬شود. در نتيجه مي¬توان گفت اين ميكرومدل به گونه¬اي طراحي شده كه توانايي ايجاد نيروي موئينگي بالا درون آن را دارد تا بتوان پارامترهاي وابسته به كشش بين سطحي را به خوبي مورد مطالعه قرار داد. يكي ديگر از ويژگي¬هاي ميكرومدل ساخته شده در اين تحقيق، ساكن و غير قابل حركت بودن ذرات سنگ استفاده شده در زمان تزريق مي¬باشد. كه اين ويژگي باعث مي شود كه ساختار و تخلخل اين نوع از ميكرومدل ها در طول تزريق ثابت باشد.

در اين كار روشي براي روكش كردن ورق هاي الياف شيشه اي با كربن فعال براي كاربرد هاي مختلف ارائه شده است. اين روش نيازي به اكستروژن، فعال سازي در دماي بالا، خشك كردن دردماي بالا و فرآيند روكش كردن با هزينه بالا ندارد. در واقع هدف از اين كار آماده كردن ورق هايي از جنس E - Glass با پوشش مناسب كربن فعال مي باشد. در اين كار ابتدا ورق هاي الياف تهيه شده به وسيله مخلوطي از كربن فعال پودري، كربوكسي متيل سلولز و آب روكش مي شود. سپس كيفيت روكش شدن، ظرفيت جذب و خصوصيات مكانيكي فايبر هاي روكش شده بررسي مي شود. فرآيند روكش كردن دراين كار ساده و كم هزينه مي باشد. براي انجام فرآيند روكش كردن با كيفيت مطلوب، نياز به يك مخلوط با مقدار مناسب از اجزاي تشكيل دهنده مخلوط (كربوكسي متيل سلولز، كربن فعال پودري و آب) مي باشد. با بررسي و انجام آزمايش ها يك محدوده براي مقدار اجزاي سازنده به دست مي آيد كه در اين محدوده كيفيت روكش شدن مناسب باشد. سپس ظرفيت جذب و خصوصيات مكانيكي الياف روكش شده با انجام آزمايش هايي بررسي مي شود. از عكس برداري با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني، استاندارد اي اس تي ام ( 94- 4607 دي ) و عبور جريان هوا با دبي مشخص از درون بستري از الياف پوشش داده شده براي بررسي خصوصيات الياف روكش داده شده استفاده شده است. در نهايت مشخص شد كه نمونه هايي با قابليت جذب بالا، كيفيت پوشش مناسب و استحكام مكانيكي زياد توليد شد. لازم به ذكر است كه براي اولين بار در جهان است كه كربن فعال پودري توسط يك پليمر آلي به عنوان چسب بر روي الياف شيشه اي پوشش داده مي شود تا الياف نيمه كربني با كيفيت مناسب توليد شود.

در اين كار سيليكا اروژل آب‌گريز با دانسيته كم با استفاده از پيش ماده آلي و با روش خشك كردن در فشار محيط و اصلاح شيميايي سطح تهيه و نسبت بهينه مواد واكنش دهنده با استفاده از روش طراحي آزمايش RSM تعيين شده است. با انجام واكنش‌هاي تكميلي مشخص شد كه اروژل داراي بار سطحي منفي است كه با افزايش دانسيته ميزان بار منفي سطح افزايش مي‌يابد. سپس با تهيه سوسپانسيوني از پودر زئوليت طبيعي در مواد واكنش دهنده در بهترين نسبت واكنش دهنده‌ها، كامپوزيت سيليكا اروژل-زئوليت طبيعي با روش اصلاح شيميايي سطح و خشك كردن در فشار محيط ساخته شد.

در اين اختراع، يك فرآيند كريستاليزاسيون براي توليد ريز ذرات در ابعاد ميكرو و نانو با استفاده از دي اكسيد كربن زير بحراني با هدف بهبود نرخ توليد و كاهش هزينه هاي اوليه و عملياتي ارائه شده است. در روش پيشنهادي، از دي اكسيد كربن هم به عنوان ضد حلال و هم به عنوان عامل سرمايشي استفاده شده است، كه نيروي محركه لازم براي هسته زايي و رشد ذرات را فراهم مي كنند. از اين فرآيند مي توان در توليد دامنه وسيعي از پليمرها، زيست پليمرهاي دارويي، مانند زيست پليمرهاي تجزيه پذير، تركيبات آلي و معدني مانند AgI و SiO2 ، رنگ هاي آلي و تركيبات دارويي مانند آسپرين، كافئين و ... استفاده كرد. مكانيزم فرآيند به اين شكل است كه در محفظه استخراج ابتدا محلولي اشباع از يك حلال آلي و جامد مورد نظر ايجاد مي شود و سپس با تزريق دي اكسيد كربن به محفظه، اجازه داده مي شود سه فاز به تعادل ترموديناميكي نزديك شوند. در مرحله بعد با تخليه ناگهاني دي اكسيد كربن، فشار محفظه تا فشار اتمسفري كاهش داده مي شود. نتيجه اين كاهش فشار ، تبخير ناگهاني دي اكسيد كربن حل شده در محلول و كاهش شديد دما (بين 40 تا 60 درجه سلسيوس) مي باشد كه نيروي محركه هسته زايي و تشكيل ذرات را مهيا مي كند. مرحله نهايي اين فرآيند خشك كردن محصول مي باشد كه در اين تحقيق از سيستم پمپ خلاء براي اين منظور استفاده مي شود. با تحت خلاء گذاشتن محصول علاوه بر خشك شدن محصول، حلال آلي از پودر نهايي حذف شود.

با مطالعاتي كه انجام شد دريافت شد كه مي توان با كاهش اندازه ذرات كربن فعال پودري سطح فعال آن را بهبود بخشيد. همچنين دريافتيم كه در توليد كامپوزيت ها، مي توان با كاهش اندازه ذرات مواد تشكيل دهنده كامپوزيت، استحكام مكانيكي محصول توليد شده را بالا برد. با توجه به موارد ذكر شده، به اين فكر افتاديم كه اثر تغيير اندازه ذرات كربن فعال پودري بر روي خصوصيات مكانيكي و ظرفيت جذب كربن فعال شكل دار توليد شده را بررسي كنيم. در واقع مي خواستيم بفهميم كه آيا يكنواخت كردن اندازه ذرات كربن فعال پودري و كاهش اين ذرات تأثيري بر روي خصوصيات مكانيكي و ظرفيت جذب كربن فعال شكل دار توليد شده با استفاده از كربن فعال پودري دارد يا خير. براي اين كار از سه نوع كربن فعال پودري غربال شده يعني كربن فعال پودري با اندازه ذرات كم تر از 150 ميكرومتر، 90 ميكرومتر و 50 ميكرومتر و با عدد هاي يدي به ترتيب 1353 ميلي گرم به گرم، 1368 ميلي گرم به گرم و 1387 ميلي گرم به گرم استفاده كرديم. لازم به ذكر است كه براي بررسي اينكه آيا يكنواخت بودن اندازه ذرات تأثيري بر روي خصوصيات محصول نهايي دارد، از كربن فعال پودري با اندازه ذرات مختلف از420 ميكرومتر تا حدود 40 ميكرومتر) و با عدد يدي در حدود 1360 ميلي گرم به گرم نيز در توليد كربن فعال شكل دار استفاده كرديم. ابتدا مواد اوليه با درصدهاي وزني معين را با آب مخلوط كرده و به مدت سي دقيقه تحت عمليات توده سازي در دماي 55 درجه سانتي گراد قرار مي دهيم. اين عمليات در همزني انجام مي شود كه بايد مقدار دور آن چند صد دور بر دقيقه باشد تا در حين مخلوط شدن و انجام فرآيند توده سازي مانع از پوشاندن حفرات و كاهش سطح فعال كربن فعال شده پودري شود. بعد از گذشت زمان مورد نظر ماده نيمه پلاستيكي توليد مي شود كه آماده شكل گيري مي باشد. ما اين ماده نيمه پلاستيكي را با استفاده از يك اكسترودر آزمايشگاهي به شكل استوانه هايي با قطر 2/2 سانتي متر و ارتفاع 3/1 سانتي متر در مي آوريم. همان طور كه قبلاً گفته شد اين ماده نيمه پلاستيكي توليد شده قابليت شكل دهي به انواع مختلف شكل ها را دارد كه بسته به نوع كاربرد، شكل ظاهري و اندازه مورد نظر انتخاب و توليد مي شود. بعد از انجام اين عمليات استوانه هاي توليد شده را بايد طي يك فرآيند مناسب و يا با استفاده از تجهيزات مناسب خشك كرد. فرآيند خشك كردن بايد به گونه اي انجام شود كه سطح نمونه هاي توليد شده ترك نخورد. دليل ترك خوردن سطح نمونه ها اختلاف سرعت از دست دادن رطوبت بين سطح نمونه و داخل نمونه مي باشد كه اين اختلاف باعث انقباض روي سطح نمونه شده و سطح آن ترك مي خورد. براي جلوگيري از ترك خوردن سطح نمونه ها، ما آنها را در بستري قرار داده و براي مدت يك روز در اجاق در دماي 90 درجه سانتي گراد قرار مي دهيم. در نهايت محصولاتي يكنواخت از نظر ظاهر، بدون هيچ تركي روي سطحشان توليد مي شود. بعد از خشك كردن نمونه مقدار جذب را با جذب يد با استفاده از استاندارد اي اس تي ام ( 94- 4607 دي ) و مقدار استحكام را با استحكام فشاري و با استفاده از دستگاه دارتك 9500 مي سنجيم. لازم به ذكر است كه سطح فعال بي اي تي با استفاده از دستگاه كوانتازورب اندازه گيري مي شود.

در اين كار ما روشي را براي توليد يك ماده نيمه پلاستيكي محتوي كربن فعال پودري، با قابليت شكل دهي مناسب براي تبديل شدن به جاذب با شكل هاي مختلف ارائه داده ايم در اين روش با استفاده از يك چسب آلي اقدام به توليد ماده نيمه پلاستيكي مي شود. سپس استحكام نمونه با استفاده از يك ماده معدني بالا برده مي شود. ابتدا مواد اوليه (كربن فعال پودري، پليمر آلي، ماده معدني) با درصدهاي وزني معين را با آب مخلوط كرده و براي مدت زمان معين تحت عمليات توده سازي قرار مي دهيم. بعد از گذشت زمان مورد نظر ماده نيمه پلاستيكي توليد مي شود كه آماده شكل گيري مي باشد. ما اين ماده نيمه پلاستيكي را با استفاده از يك اكسترودر آزمايشگاهي به شكل مورد نظر در مي آوريم. همان طور كه قبلا گفته شد اين ماده نيمه پلاستيكي توليد شده قابليت شكل دهي به انواع مختلف شكل ها را دارد. بعد از انجام اين عمليات نمونه هاي توليد شده را طي يك فرايند مناسب خشك كرديم. به طوري كه روي نمونه ها هيچگونه تركي مشاهده نمي شود. سپس مقدار جذب و استحكام نمونه ها اندازه گيري و مقايسه مي شوند.

آب از مهم¬ترين اجزاي زندگي انسان و ساير موجودات زنده است كه به طور گسترده در صنايع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و مي¬تواند آلوده شود. در سال‌هاي اخير آلودگي آب به يك تهديد جدي براي محيط زيست تبديل شده است. آلاينده¬هايي مانند داروها و محصولات مراقبت شخصي به دليل اصلاح استانداردهاي زندگي و استفاده بيشتر در حال افزايش هستند. از جمله اين آلاينده¬ها داروهاي ضد التهابي غيراستروئيدي مانند ايبوپروفن و ديكلوفناك سديم مي¬باشند. از آن¬جايي كه مصرف اين داروها بسيار معمول است و در مقادير زياد تجويز مي¬شوند، در آب و فاضلاب طبيعي در سراسر جهان وجود داشته و تجمع آن¬ها در منابع آبي به عنوان يك مشكل زيست محيطي تلقي مي¬شود. از اين رو، بسياري از محققان به دنبال راه¬حل¬هاي عملي براي حل مشكل هستند. روش¬هاي مختلفي براي حذف الاينده¬هاي دارويي مانند ديكلوفناك سديم و ايبوپروفن وجود دارد كه يكي از اين روش¬ها فرايند جذب سطحي مي¬باشد. در اين اختراع سيستم ستون بستر ثابت گرافن اكسايد-كربن فعال گرانوله كه مي¬تواند پساب¬هاي آلوده به ديكلوفناك سديم و ايبوپروفن را جدا كرده و از ورود اين آلاينده¬ها به محيط زيست جلوگيري كند با موفقيت ساخته شده و مورد بهره¬برداري قرار گرفت.