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.

هزينه هاي عملياتي و سرمايه گذاري بالاي مربوط به فرايندهاي حذف فلزات سنگين، ضرورت بررسي و تامل در استفاده از روش هاي جديد و اقتصادي را ايجاب مي¬كند. در اين تحقيق نانولوله¬كربني عامل¬دار شده با 3-آمينو دي¬هيدروكسي بنزو ايندنوفوران به عنوان جاذب براي حذف فلز سرب ساخته شد. براي شناسايي جاذب سنتز شده و تعيين مورفولوژي آن، از آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف¬سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR) و توزين حرارتي (TGA) استفاده گرديد. اين جاذب داراي خصوصيات منحصربفردي در زمينه جذب سرب مي باشد كه شامل: ظرفيت جذب مناسب، سطح ويژه زياد، سينتيك سريع جذب، جذب گزينشي و پايداري شيميايي است. مساحت سطح ويژه و گروه هاي بنزو ايندنو فوران آن نيز باعث ظرفيت جذب بالاتر مي شود. جذب سرب از همدماي جذب لانگمير با ضريب همبستگي بالا براي جاذب¬ها پيروي مي¬كند. بررسي مدل-هاي سينتيكي مختلف براي فرآيند جذب سرب توسط نانولوله¬هاي كربني اصلاح شده نشان داد كه مدل مناسب از شبه مرتبه دوم پيروي مي نمايد.

در اين مطالعه، سنتز و شناسايي جاذب نانو ساختار زئوليتي با استفاده از مواد طبيعي در دسترس و ارزان قيمت نظير فلدسپات با هدف جذب گازهاي گلخانه اي نظير دي اكسيد كربن و متان مورد بررسي قرار گرفت. نمونه هاي مختلفي از اين جاذب بر اساس فرمولاسيون هاي مختلف سنتز گرديد و همگي آن ها با تكنيك هاي شناسايي نظير پراش اشعه ايكس (XRD) ، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و جذب-واجذب نيتروژن (N2 ADSORPTION-DESORPTION) مورد مطالعه قرار گرفتند و نهايتاً بهترين سنتز به منظور آزمايشات جذب گاز انتخاب گرديد. آزمايشات جذب دي اكسيد كربن هم با موفقت گرفت كه در مقايسه با ساير جاذب هاي زئوليتي تجاري رايج در بازار از عملكرد بسيار خوب و قابل قبولي برخوردار بود.

در اين پژوهش، براي اولين بار كربن نانوتيوب عاملدار شده به روش شيميايي با 3-آمينوپيرازول سنتز شده و بعنوان جاذب فلزات سنگين كادميوم، جيوه و آرسنيك استفاده شد. به منظور يك مطالعه مقايسه اي در عملكرد جاذب، از كربن نانو تيوب كربوكسيل دار نيز جهت جذب اين فلزات استفاده شد. ويژگيهاي اين جاذبها با آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR)، آناليز عنصري(EDS) و توزين حرارتي (TGA) مورد بررسي قرار گرفت. تاثير پارامترهاي موثر بر جذب ازجمله pH، مقدار غلظت اوليه يون فلزي و مقدار جاذب با كمك طراحي آزمايش و روش طراحي مركب مركزي بررسي شد و شرايط بهينه تعيين گرديد. مدل درجه دو به منظور بررسي رابطه رياضي بين پارامترها و آناليز واريانس بكار گرفته شد و نشان داد كه پارامتر pH موثرترين پارامتر در فرآيند جذب است. بعلاوه سينتيك و ايزوترم جذب فلزات به ترتيب از معادله سينتيكي شبه مرتبه دوم و ايزوترم همدماي لانگمير پيروي كرد. همچنين تعيين پارامترهاي ترموديناميكي، واكنش گرماگير خودبه خودي همراه با افزايش آنتروپي را نشان داد.

وجود تركيبات خطرناكي نظير گوگرد در جريان گاز در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي مي تواند خسارات متعددي را به سيستم ها و تجهيزات فرايندي و انتقال گاز وارد آورد. لذا حذف و يا كاهش ميزان اين تركيبات حائز اهميت مي باشد. در اين مطالعه، سنتز و شناسايي جاذب نانو ساختار زئوليتي با استفاده از مواد طبيعي در دسترس و ارزان قيمت نظير كائولن با هدف جذب گوگرد از مخلوط هاي گازي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه هاي مختلفي از اين جاذب بر اساس فرمولاسيون هاي مختلف سنتز گرديد و همگي آن ها با تكنيك هاي شناسايي نظير پراش اشعه ايكس (XRD) ، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و جذب-واجذب نيتروژن (N2 ADSORPTION-DESORPTION) مورد مطالعه قرار گرفتند و نهايتاً بهترين سنتز به منظور آزمايشات جذب گاز انتخاب گرديد. آزمايشات جذب گوگرد از مخلوط گازي هم با موفقت انجام و نتايج حاكي از جذب 65 درصدي گوگرد از مخلوط گازي بود كه بيانگر سنتز بسيار مناسب جاذب مورد نظر به منظور تحقق هدف مربوطه مي باشد.

در اين پژوهش، براي اولين بار كربن نانوتيوب عاملدار شده به روش شيميايي با 3-آمينو-5فنيل پيرازول سنتز شده و بعنوان جاذب فلزات سنگين كادميوم، جيوه و آرسنيك استفاده شد. به منظور يك مطالعه مقايسه اي در عملكرد جاذب، از كربن نانو تيوب كربوكسيل دار نيز جهت جذب اين فلزات استفاده شد. ويژگيهاي اين جاذبها با آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR)، آناليز عنصري(EDS) و توزين حرارتي (TGA) مورد بررسي قرار گرفت. تاثير پارامترهاي موثر بر جذب ازجمله pH، مقدار غلظت اوليه يون فلزي و مقدار جاذب با كمك طراحي آزمايش و روش طراحي مركب مركزي بررسي شد و شرايط بهينه تعيين گرديد. مدل درجه دو به منظور بررسي رابطه رياضي بين پارامترها و آناليز واريانس بكار گرفته شد و نشان داد كه پارامتر pH موثرترين پارامتر در فرآيند جذب است. بعلاوه سينتيك و ايزوترم جذب فلزات به ترتيب از معادله سينتيكي شبه مرتبه دوم و ايزوترم همدماي لانگمير پيروي كرد. همچنين تعيين پارامترهاي ترموديناميكي، واكنش گرماگير خودبه خودي همراه با افزايش آنتروپي را نشان داد.

در اين پژوهش، براي اولين بار اكسيد گرافن عاملدار شده با 5-آمينو3-2-(تينيل) پيرازول به روش شيميايي سنتز شده و بعنوان جاذب فلزات سنگين كادميوم، جيوه و آرسنيك استفاده شد. به منظور يك مطالعه مقايسه¬اي در عملكرد جاذب، از اكسيد گرافن نيز جهت جذب اين فلزات استفاده شد. ويژگيهاي اين جاذبها با آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف¬سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR)، آناليز عنصري (EDS) و توزين حرارتي (TGA) مورد بررسي قرار گرفت. تاثير پارامترهاي موثر بر جذب ازجمله pH، مقدار غلظت اوليه يون فلزي و مقدار جاذب با كمك طراحي آزمايش و روش طراحي مركب مركزي بررسي شد و شرايط بهينه تعيين گرديد. مدل درجه دو به منظور بررسي رابطه رياضي بين پارامترها و آناليز واريانس بكار گرفته شد و نشان داد كه پارامتر pH موثرترين پارامتر در فرآيند جذب است. بعلاوه سينتيك و ايزوترم جذب فلزات به ترتيب از معادله سينتيكي شبه مرتبه دوم و ايزوترم همدماي لانگمير پيروي كرد. همچنين تعيين پارامترهاي ترموديناميكي، واكنش گرماگير خودبه خودي همراه با افزايش آنتروپي را نشان داد.

در اين طرح ، براي اولين بار از نانوذرات در محلول پوشش¬دهنده در فرآيند پوشش¬دهي در بستر سيال استفاده شد. تمامي شاخصه هاي پوشش¬دهي بررسي شده، براي نمونه¬هاي پوشش¬دار حاوي نانوذرات، داراي مقادير مناسبتري نسبت به نمونه پوشش دار فاقد نانوذرات بودند. شاخصه هاي مورد بررسي شامل خواص جرياني ذره مانند تخلخل، چسبندگي، جريان پذيري و ضريب يكنواختي بودند. از آناليز طيف سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR)، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) و آناليز ايزوترم-هاي جذب و واجذب نيتروژن (روش BET) براي بررسي ويژگي¬هاي نمونه ها استفاده شد. تاثير شرايط عملياتي موثر بر شاخصه هاي پوشش¬دهي شامل دبي هواي سيال¬ساز، فشار پاشش، دماي هواي خشك ¬كننده و غلظت تركيبات موجود در محلول پوشش-دهنده، با كمك طراحي آزمايش مورد بررسي قرار گرفت و شرايط بهينه تعيين شد. از بين نانوذرات اكسيدآهن و اكسيد روي استفاده شده در اين طرح، نانوذرات اكسيدآهن نقش موثرتري در بهبود شاخصه هاي پوشش¬دهي دارد و سبب كاهش تخلخل، چسبندگي، جريان¬پذيري، ضريب يكنواختي و رهايش دي ¬اكسيدكربن به ترتيب از مقدار متوسط اوليه 66/62، 15/20، 25/1، 33/2 و 06/4 براي نمونه هاي پوشش دار فاقد نانوذره به مقدار متوسط 27/53، 69/16، 21/1، 10/2 و 44/2 در نمونه هاي پوشش دار حاوي نانوذره، شده است. همچنين نتايج آزمايش BET نشان داد كه عرض ميانگين (nm) و حجم كل حفرات (cm3/g) در سطح، براي نمونه هاي پوشش ¬دار فاقد نانوذره به ترتيب 5/2 و 141 برابر نمونه هاي پوشش ¬دار حاوي نانوذره اكسيد آهن است.

دي اكسيد كربن يك گاز گلخانه اي است كه حاصل از احتراق سوخت هاي فسيلي است و باعث تغييرات اقليمي و آب و هوايي جهان مي گردد. همچنين اين تركيب به عنوان يك ناخالصي باعث كاهش مقدار ارزش حرارتي حاصل از گاز طبيعي مي شود و افزايش دهنده حجم در خط لوله ها است و باعث خوردگي لوله هاي انتقال دهنده گاز طبيعي مي گردد. بنابراين حذف و جداسازي اين گاز از لحاظ صنعتي و زيست محيطي داراي اهميت بالايي است. در اين مطالعه جاذب زئوليتي NaX با استفاده از آب شيشه به عنوان يك منبع سيليس ارزان قيمت و در دسترس سنتز گرديده است و از آن به عنوان جاذب براي جداسازي دي اكسيد كربن استفاده گرديده است. به منظور شناسايي جاذب سنتز شده از تكنيك هاي پراش اشعه ايكس (XRD ) ، طيف سنجي فوريه مادون قرمز FTIR)) ، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ، جذب - واجذب نيتروژن (BET) استفاده گرديده است. سپس به منظور ارزيابي قابليت جذب گاز دي اكسيد كربن بر روي جاذب سنتز شده از روش حجم سنجي استفاده گرديد.

حضور فلزات سنگين از قبيل كادميوم، سرب، مس، روي در محيطهاي آبي، حتي در مقادير كم، ممكن است در سيستمهاي مختلف بدن انسان باعث سميت و سرطان شود كه يك نگراني بزرگ است. سرب و كادميوم سميترين فلزات سنگين تلقي ميشوند. مسموميت آنها در انسان باعث آسيب شديد كليهها، سيستم عصبي، استخوانها و مغز ميشود. بنابراين، تجهيزات دقيقتر براي حذف فلزات سنگين، قبل از انتشار به محيط زيست مورد نياز است. فرآيندهاي مختلفي براي حذف فلزات سنگين مورد استفاده قرار گرفته كه در اين ميان جذب يكي از فرآيندهاي قابل توجه براي حذف يونهاي فلزي از محلول ميباشد زيرا جاذبها مي-توانند در فرآيند دفع بسيار مؤثر و مقرون به صرفه نسبت به ساير فناوريها باشند. در اين مطالعه، MWCNT-f با استفاده از روش شيميايي سنتز گرديده و از آن براي حذف فلز سرب (Pb2+) و نيز بعنوان يك نانودارو براي تخريب سلول هاي سرطاني استفاده گرديد. بمنظور شناسايي ماده سنتز شده، از تكنيك- هاي طيف سنجي فوريه مادون قرمز (FTIR)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز توزين حرارتي (TGA) استفاده گرديد. سپس بمنظور بررسي قابليت جذب و تخريب سلول هاي سرطاني از معادلات جذب و تست MTT استفاده شد. نتايج نشان داد كه اين ماده براي حذف سرب و تخريب سلول هاي سرطاني موثر مي باشد.