فری مغناطیس در نانوذرات فریت کبالت (CoFe2O4)

Ferrimagnetism in cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles

چکیده
1-مقدمه
2-مواد و روش‌ها
3- نتایج و بحث
4- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
در این تحقیق، نانوذرات فریمغناطیس فریت کبالت (CoFe2O4) با بهره‌گیری از روش هم‌رسوبی سنتز شد. خواصِ مغناطیسی و فیزیکی-شیمیایی محصول نهایی بر اساسِ بکارگیری سورفکتانت‌های ستیل‌ تری‌اتیل ‌آمونیم برومید (CTAB)، هگزامتیلن ‌تترامین (HMT) و پلی‌اتیلن‌گلایکول (PEG-400) بررسی شد. الگوی افتراق‌سنجی پرتو ایکس (XRD) و حالات فعال رامان حاکی از تشکیل ساختار مکعبی فریت کبالت بود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که محصول نهایی ساختاری کروی دارد و اندازه ذرات در آن متفاوت است. پیک‌های تابش فوتولومینسنس قوی تاییدی بر کیفیت محصول بود. ارتعاش اکسیژن فلزی فروسرخ در اعداد موج‌ cm-1 615 و 426 به ترتیب در مکان‌های تتراهدرال و اکتاهدرال سیستم فریت کبالت خودش را نشان داد. معلوم شد که رفتار الکتروشیمیایی محصول به اندازه دانه وابسته است و با استفاده از CTAB بالاترین ظرفیت ویژه مشاهده گردید. علاوه بر این، رفتار فری مغناطیس در دمای اتاق با استفاده از مطالعات مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی (VSM) تایید شد. همچنین با استفاده از PEG حد مغناطش اشباع به emu/g 66 رسید. ذراتی که دارای اندازه دانه و بلورهای بزرگتری بودند، رفتار مغناطیسی بهتری از خود نشان دادند.

2-مواد و روش‌ها
کبالت نیترات هگزاهیدرات [Co(NO3)2 . 6H2O]، فریک تیترات نانوهیدرات [Fe(NO3)3 . 9H2O]، سدیم هیدروکسید (NaOH)، ستیل تترامتیل‌آمونیم برومید (CTAB)، هگزامتیلن‌تترامین (HMT) و پلی‌اتیلن‌ گلایکول (PEG-400) همگی از شرکت سیگما-آلدریچ تهیه شد. از روش هم‌رسوبی برای سنتز نانوذرات فریت کبالت استفاده شد که از جمله روش‌های شیمی تر است. در ابتدا 1 مولار (mol/L) از Co(NO3)2. 6H2O و 2 مولار (mol/L) از Fe(NO3)3 . 9H2O با یکدیگر با استفاده از همزن مغناطیسی به آرامی مخلوط شد و به آن محلول A لقب داده شد. سپس 1 مولار از CTAB در 10 میلی‌لیتر از آب دی‌یونیزه‌ حل شد و به آرامی به محلول A افزوده گشت. این محلول برای 10 دقیقه دیگر با همزن مخلوط گشت و به آن لقب محلول B داده شد. 20 مول از محلول آلکالین NaOH به عنوان عامل رسوب‌دهی درون محلول B ریخته شد. محلول که در ابتدا به رنگ قهوه‌ای کم‌رنگ بود به تدریج به قهوه‌ای پررنگ تغییر رنگ داد که نشانی از واکنش موفق میان آنها داشت. ذرات با اتانول و آب شستشو داده شد و پس از بکارگیری دستگاه گریز از مرکز، در 100 درجه سانتی‌گراد به مدت یک شبانه‌روز خشک گردید. همین فرآیند مجدداً این بار با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های HMT و PEG-400 نیز تکرار شد. این پودرهای خشک‌شده در دمای 800 درجه سانتی‌گراد به مدت دو ساعت کلسینه شد و محصول نهایی به ترتیب C1، C2 و C3 نامگذاری شد. در انتها با بهره‌گیری از روش‌های استاندارد خواص هر یک شناسایی شد. رفتار الکتروشیمیایی و ظرفیت ویژه با مطالعات ولت‌سنجی چرخه‌ای (CV) بررسی شد. فریت کبالت سنتزشده با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های مختلف CTAB، HMT و PEG به عنوان ماده فعال انتخاب شد. در ابتدا 70% ماده فعال، 20% عامل رسانا (کربن فعال) و 10% متصل‌کننده (binder) به شکل همگنی با کمک حلال ان-متیل 2 پیرولیدینون با یکدیگر مخلوط شد. برای متصل‌کننده از پلی‌ونیلیدین هگزافلوراید (PVDF) استفاده شد. این مخلوط ثابت روی صفحه گرافیتی کم‌هزینه به اندازه 1 سانتی‌متر در 1 سانتی‌متر لایه‌نشانی شد و سپس در گرمکنی با دمای 120 درجه سانتی‌گراد برای 14 ساعت خشک گردید. در پایان، صفحات گرافیتی که روی آنها ماده فعال پوشش داده شده بود به عنوان الکترود در مطالعات ولت‌سنجی چرخه‌ای به کار گرفته شد. همچنین از Ag/AgCl2 به عنوان الکترود مرجع، سیم پلاتین به عنوان الکترود مخالف و محلول 1 مولار NaOH به عنوان محلول الکترولیت استفاده شد. از روی فرمول و مساحت منحنی CV، مقدار ظرفیت ویژه هر ماده محاسبه شد. تغییرات پتانسیل الکتریکی به 0/2 تا 0/1 ولت در نرخ پیمایش‌های متفاوت 15، 30، 45 و 60 ثانیه محدود شد.

3- نتایج و بحث
نانوذرات فریت کبالت مغناطیسی (CoFe2O4) از طریق روش شیمی‌ تر با بهره‌گیری از سورفکتانت‌های مختلف نظیر CTAB، HMT و PEG-400 سنتز شد. در حین سنتز، افزودن CTAB باعث می‌شد تا بخش‌های منفی محلول پیش‌ساز به سمت انتهای مثبت CTAB حرکت کند و نتیجه آن آمیختگی کمتر است. هگزامین حل‌شده (HMT) در آب باعث تولید مداوم یون‌های هیدروکسید (OH-) در محلول پیش‌ساز می‌شود و ناگهان pH محلول عوض می‌شود. یون‌های هیدروکسید تولیدی باعث تشکیل لایه‌های مایسلی در اطراف هیدروکسید فریت کبالت می‌شود که به نوبه خود منجر به مورفولوژی متراکمِ محصولات کروی نهایی با آگلومره کمتر خواهد شد. افزودن PEG-400 به عنوان عامل اتصال بود و باعث اندازه دانه بزرگتر با قطرهای نامساوی شد و همچنین تغییر در مورفولوژی ذره مشاهده شد. مزایای روش‌های سنتز در کار فعلی برای محصولات نهایی در مقایسه با دیگر روش‌ها نشان می‌دهد که اگر عواملی نظیر سورفکتانت‌های CTAB، HMT و PEG-400 و شرایط سنتز شیمیایی بهینه‌سازی شود، آنگاه می‌توان نانوذرات فریت کبالت را با توزیع‌های متفاوت و مورفولوژی مختلف تهیه کرد. روش هم‌رسوبی یکی از روش‌های ساده، کمتر سمی، سریع و با ظرفیت بالا بدون تحمیل هزینه زیاد برای سنتز نانومواد با اندازه دانه مطلوب به کمک سورفکتانت‌ها مختلف در شرایط بهینه است. بهره‌وری کاربردها صرفاً به خلوص فازهای تهیه‌شده، اندازه بلورها و اندازه ذرات ماده بستگی دارد که به سادگی در روش هم‌رسوبی با تنظیم دمای زینترینگ، زمان واکنش و دیگر عوامل اثرگذار قابل کنترل است. اگرچه روش سنتز به کمک سورفکتانت بسیار متداول است، نقشِ سورفکتانت بر رفتار مغناطیسی چندان مطالعه نشده است. مطالعه حال حاضر معلوم کرد که سورفکتانت یکی از عوامل مهم در تنظیم مورفولوژی ماده است.

ویسکوزیته نفت خام بسیار سنگین و رفتار کشش سطحی با استفاده از تقویت کننده جریان و آب در شرایط دماهای مختلف

Extra heavy crude oil viscosity and surface tension behavior using a flow enhancer and water at different temperatures conditions

چکیده
1 مقدمه
2 بخش تجربی
3 نتایج و بحث
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده
گزارش های تحقیقاتی حاکی از اهمیت استفاده از مواد شیمیایی مختلف به منظور بهبود انتقال نفت های خام فوق سنگین است. در طول فرایند جابه جایی نفت خام، برش های وارد شده بر خطوط لوله و سایر تجهیزات انتقال، سبب ایجاد یک امولسیون آب در نفت شده که با جذب مولکول های سورفکتانت طبیعی موجود در قطرات آب، باعث افزایش ویسکوزیته سیال می شود. این مطالعه، اثر روان کننده را بر رفتار ویسکوزیته نفت خام فوق سنگین(EHCO) و در امولسیون های تشکیل شده با میزان 5 و 10 درصد آب، ارائه می کند. نتایج بدست آمده حاکی از اثربخشی روان کننده با غلظت های 1، 3 و 5 درصد، در کاهش ویسکوزیته و ارائه یک رفتار جریانی نیوتنی بودند، که این مسئله، کاهش هزینه درمان حرارتی در طول عملیات انتقال نفت خام از طریق خطوط لوله را به دنبال دارد.

2- بخش تجربی
در این پژوهش، از نفت خام فوق سنگین شمال شرق جمهوری مکزیک استفاده شده است. مخلوط EHCO/FE و امولسیون W/EHCO/FE ساخته شد. روان کننده نیز، یک ماده شیمیایی بیودیزل بر پایه استر های اسید های چرب بود.

1-2- خصوصیات نفت خام و مخلوط
نمونه های نفت خام و مخلوط بر اساس رویه تعیین شده در استانداردهای انجمن مواد و آزمون آمریکا(ASTM) مشخص شدند. درجه API نفت خام، چگالی مخلوط و نمونه نفت در دمای 25 درجه سانتیگراد با روش پیکنومتر، میزان آسفالتین، کشش سطحی (ISO 1409) با استفاده از دستگاه اندازه گیری کشش سطحی خودکار TEN 202 و ویسکوزیته با استفاده از یک رئومتر RheolabQC مدل Anton Paar RheometeryRheometery تعیین شدند. تاثیر روان کننده و آب، از طریق اندازه گیری های دینامیکی رئولوژیکی، بر خواص رئولوژی نفت خام ارزیابی شد. غلظت بهبود دهنده و آب، از طریق افزودن مقادیر مختلف، مطابق جدول 1 ارزیابی شد. اندازه‌گیری‌های رئولوژیکی با انجام سه تکرار، در محدوده نرخ برشیs -1 01/0 – 100، و در دمای 25، 30، 40 و 60 درجه سانتی‌گراد ارزیابی شد.

2-2- آماده سازی مخلوط ها
همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، مخلوط هایی با نسبت های مختلف، به منظور مشخص کردن تاثیر روان کننده و آب بر ویسکوزیته نفت خام فوق سنگین، ساخته شدند. قبل از آغاز اندازه گیری ها، مخلوط های ساخته شده به مدت 20 دقیقه به صورت دستی هم زده شدند. پس از هم زدن مخلوط ها، به منظور ارزیابی خواص رئولوژیکی، نمونه به مدت 5 دقیقه درون سیلندر رئومتر قرار داده شد.

غشاهای آمیخته حل شونده یونی مشتق شده از پلی ساتین برای الکترولیز آب قلیایی

Polyisatin derived ion-solvating blend membranes for alkaline water electrolysis

چکیده
1- مقدمه
2- روند آزمایشات
3- نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
منابع

چکیده
توسعه غشاهایی بر مبنای خواص شیمیایی اسکلت پلی آروماتیکی که از خواص مقاومت قلیایی زیاد، رسانایی یونی زیاد و انتقال ناچیز گاز برای الکترولیز آب قلیایی برخوردار باشند، یک چالش بزرگ بشمار میرود. از اینرو یک منومر آروماتیک جدید پایدار قلیایی حاوی گروههای جانبی یون-حلالپوش پلی اتیلن اکسید (PEO) سنتز شد و با ایزاتین و بی فنیل از روش هیدروکسی آلکیلاسیون کاتالیز شده با سوپر اسید پلیمریزه شد تا کوپلیمرهای یون-حلالپوش ارائه دهد. کوپلیمرهای آروماتیک تهیه شده با اسکلتی عاری از آریل اتر (P(IB-PEO)-y)، از خواص عالی تشکیل فیلم، پایداری حرارتی زیاد، جذب متوسط الکترولیت KOH و رسانایی نسبتاً پایین برخوردار هستند. بنابراین برای توسعه بیشتر جذب الکترولیت و رسانایی یونی، کوپلیمرهای P(IB-PEO)-20 با پلی بنز ایمیدازول با نسبت 20/80، 30/70، 40/60 و 50/50 مخلوط شدند. غشاهای مخلوط تهیه شده میتوانند الکترولیت زیادی را (تا 97 wt%) جذب کنند و بیشترین رسانایی یونی 110 mS〖cm〗^(-1) در ℃80 برای مخلوط PBI80/P(IB-PEO) مشاهده شده است. غشای PBI70/P(IB-PEO) آغشته به محلول KOH یک مقاومت کششی 20MPa و افزایش قابل توجهی در مدول یانگ (131%) در مقایسه با غشای PBI80/P(IB-PEO) نشان میدهد. تست پایداری قلیایی شرح داده است که غشای PBI80/P(IB-PEO) اساساً مدول یانگ بزرگتری (افزایش 144%) پس از یک ماه در محلول KOH 20wt% در ℃80 نسبت به همتای عمل نیامده خود نشان میدهد. همچنین غشاهای PBI80/P(IB-PEO) و PBI70/P(IB-PEO) حدود 98-96 درصد از رسانایی ذاتی خود را پس از عمل آوری حفظ میکنند که نشاندهندۀ مقاومت قلیایی عالی آنهاست. غشاهای منتخب در یک الکترولایزر سلول واحد برای ارزیابی امکانسنجی و رفتار انتقال گاز مورد آزمایش قرار گرفتند. 

2- روند آزمایشات
2-1- مواد
پودر و غشاهای m-PBI از طریق تکنولوژیهای Blue Word تامین شدند. پلی (اتیلن اکسید) متیل اتر توسیلات، 2و5-دی برمو هیدروکینون، و 2و5-دی برمو-1و4-بیس(متوکسی پلی اتیلن اکسید) بنزن طبق یک روش مشخص سنتز شدند [42, 43]. بنزن بورونیک اسید (98%، کمپانی آلفا ایسر)، بیس(تری فنیل فسفین) پالادیم (II) دی کلرید (99/99 %، سیگمال آلدریچ)، پتاسیم کربنات (99%، K_2 〖CO〗_3)، بی فنیل (99% ، آلفا ایسر)، P-تولوئن سولفونیل کلرید (TsCl ، 98%، سیگما آلدریچ)، ایزاتین (98% ، آلفا ایسر)، تری فلورواستیک اسید (TFA، 99% ، آلفا ایسر)، تری فلورومتان سولفونیک اسید (TFSA ، 99%، شرکت فلوروکم)، پتاسیم هیدروکسید (بیش از 85 حبه، شرکت مرک)، N,N-دی متیل استامید (DMA ، 5/99 %، شرکت شارلب)، تولوئن (شارلب)، اتیل استات (سیگما آلدریچ)، متانول (سیگما آلدریچ)، دی کلرومتان (شارلب)، N,N-دی متیل فرمامید-d_7 (50/99 اتم درصد، Deutro DE) کلروفرم-d (80/99 اتم درصد، Deutro DE) همگی به صورت دست نخورده مورد استفاده قرار گرفتند. نیکل فوم (اندازه حفره 450μm، ضخامت 11.6 mm) از آلانتوم خریداری شد.

2-2- سنتز منومر p–ترفنیل عاملدار با گروه جانبی PEO
همانطور که شمای مولکولی 1 نشان میدهد منومر p–ترفنیل عاملدار با گروه جانبی PEO در سه مرحله سنتز میشود. دو مرحله اول شامل توسیلاسیون پلی (اتیلن گلیکول) متیل اتر و سپس واکنش با 2و5-دی برموبنزن-1و4-دی اُل است که پیشتر توسط گروه ما شرح داده شد [42, 43]. در مرحله بعد، محصول 2و5-دی برمو-1و4-بیس (متوکسی پلی (اتیلن اکسید)) بنزن با فنیل بورونیک اسید از طریق واکنش جفت شدگی Suzuki واکنش میدهد تا منومر مورد نظر بدست آید. شرح این سنتز بدین صورت است: 2و5-دی برمو-1و4-بیس(متوکسی پلی (اتیلن اکسید)) بنزن (7.67g, 8.24 mmol, 1eq)، بنزن بورونیک اسید (3.01g, 24.7 mmol, 3eq)، PdCl_2 (PPh_3 )_2 (0.3g, 0.41 mmol, 0.05eq)، محلول آبی 2M K_2 〖CO〗_3 (200ml) و تولوئن (42 ml) به یک فلاسک خشک گاززدایی شده اضافه شدند. مخلوط واکنش تحت رفلاکس به مدت 24 ساعت حرارت داده شد. پس از خنک شدن در دمای اتاق، فاز آبی از فاز آلی جدا شد. فاز آبی با تولوئن استخراج شد و فازهای آلی ترکیب شده، با آب و آب نمک شسته شدند و سپس با MgSO_4 خشک شده و در شرایط خلاء تغلیظ شدند. محصول روغنی قهوه ای روشن بدست آمده با تکنیک کروماتوگرافی ستونی (تولوئن/ اتیل استات 1:1) تخلیص و با بازدهی 76% جدا شد.

2-3- سنتز کوپلیمرهای P(IB-PEO)-y
کوپلیمرهای آروماتیک حاوی ایزاتین و عاملیت PEO جانبی از طریق پلیمریزاسیون رشد مرحله ای کاتالیز شده با سوپر اسید سنتز شدند. یک مثال از تهیه پلیمر در ادامه آمده است. ایزاتین (2.97 mmol, 0.44 g)، بی فنیل (2.16 mmol, 0.33g)، p-ترفنیل PEO (0.54 mmol, 0.5g) و TFA (3.3ml) درون یک فلاسک خشک تخلیه شده از گاز به یکدیگر اضافه شدند، با کمک یک حمام یخ ℃5-0 خنک شده و به مدت 5/0 ساعت همزده شدند. سپس به مخلوطی که در دمای اتاق با همزدن شدید به مدت 4 ساعت رها شده بود 3.8ml از TFSA به تدریج اضافه شد تا یک محلول سبز پررنگ بسیار ویسکوز بدست آید. سپس این محلول درون متانول ته نشین شد و یک پلیمر رشته ای نارنجی رنگ تشکیل گردید. پلیمر فیلتر شد، با متانول داغ شسته شد و نهایتاً تمام طول شب در آون خلاء در ℃80 خشک شد و با بازدهی 93-86 % جدا گردید. کوپلیمرهای سنتز شده از این لحظه به بعد P(IB-PEO)-y شناخته میشوند که y به درصد مولی منومر p–ترفنیل عاملدار جانبی PEO اشاره میکند و IB مخفف واحد بی فنیل-ایزاتین است.

پشتیبانی سایت های تک اتمی Co-N3 بر روی کربن فعال مشتق شده از کاغذ باطله جهت جذب هم افزایی و تخریب کاتالیزوری آنتی بیوتیک ها

Single-atom Co-N3 sites supported on waste paper-derived active carbon for synergistic adsorption and catalytic degradation of antibiotics

چکیده
1 مقدمه
2 مواد و روش ها
3 بحث و نتیجه گیری
4 نتیجه گیری
بیانیه ی همکاری نویسندگان CrediT
تعارض در منافع
قدردانی ها
پیوست A اطلاعات پشتیبانی
منابع

چکیده
کاتالیست های تک اتمی (SACs)، کاتالیست‌ های هتروژن نوظهور بوده که در طیف وسیعی از کاربردها‌ امیدبخش می‌ باشند. در این مقاله به معرفی ایجاد جایگاه‌ های تک اتمی Co با کوئوردیناسیون Co-N3پایه ‌دار منظم بر روی کربن فعال مشتق شده از کاغذ باطله (WPAC) می ‌پردازیم. مساحت سطح ویژه بالا (535.2m2g-1) و جایگاه ‌های تکی فعال ظرفیت جذب بالا و عملکرد کاتالیستی مطلوبی به Co-N3/WPAC بخشیده‌ اند. حداکثر ظرفیت جذب سولفیسوکسازول (SIZ) بر روی Co-N3/WPAC به mg g−1 274.5 و درصد حذف SIZ در سیستم Co-N3 /WPAC+PS به تقریبا %93 در 1 دقیقه رسیده است. ویژگی ‌های دو عاملی Co-N3/WPAC منجر به پیش تغلیظ موثر آلاینده‌ های آلی از محلول ‌های آبی و همچنین اکسیداسیون درجای آن‌ ها از طریق فرآیند اکسایش کاتالیستی شده است. به علاوه، سیستم Co-N3/WPAC+PS، محدوده گسترده عملکرد pH (3-11)، ظرفیت کانی ‌سازی بالا (تقریبا (89.3% و قابلیت استفاده مجدد عالی برای تجزیه‌ی SIZ را نشان داد. مطالعات مکانیسم نشان می‌دهد که جایگاه‌ های فعال Co-N3 مسئول تولید افزایشی گونه ‌های فعال اکسیژن از طریق فعال ‌سازی PS بوده و هر دو فرآیند رادیکال و غیر رادیکال به اکسایش SIZ کمک نموده ‌اند. این کار نگرش‌ های زیرکانه ‌ای را در رابطه با انباشت کاغذ باطله و کاربرد SACs برای اصلاح محیط زیست ارائه می‌ کند.

2 مواد و روش ها
2-1 مواد
پلی اتیلن ایمین (PEI) از شرکت شیمیایی آلفا ایسر (شانگهای، چین) خریداری شد. 5،10،15،20-تتراکیس (4-کربوکسی فنیل) کبالت پورفیرین (TCPP-Co) توسط شرکت علم و فناوری جینان هنگا(Jinan Henghua) عرضه شد (جینان، چین). اسید هیدروکلریک (HCI)، هیدروکسید سدیم (NaOH)، متانول (CH3OH، MeOH)، ترت بوتانول (C4H10O، TBA)، اتانول (C2H5OH، EtOH)، اسید فرمیک (HCOOH)، اسید فسفریک (H3PO4)، استونیتریل(C2H3N) ، ACN)، تری فلورواستیک اسید (CF3COOH)، تری اتیل آمین ((C2H5)3N)، سولفات سدیم (Na2SO4) و پرسولفات پتاسیم (K2S2O8، PS) توسط شرکت واکنشگر شیمیایی سینوفارم ارائه شدند (شانگهای، چین). مروپنم (C17H25N3O5S, MEM) توسط شرکت واکنشگر شیمیایی تیانجین گوانکفو (تیانجین، چین) ارائه شد. نورفلوکساسین (C16H18FN3O3, NOR)، بنزوکینون (C6H4O2، BQ) و فورفوریل الکل (C5H6O2، FFA) توسط شرکت شیمیایی علاءالدین (شانگهای، چین) به دست آمدند. سفالکسین (C16H19N3O5S، CL) توسط شرکت بیوتکنولوژی یوآن شانگهای حاصل شدند (شانگهای، چین). سولفامتوکسازول (C10H11N3O3S، SMX)، سولفیسوکسازول (C11H13N3O3S,SIZ)، 5،5-دی متیل-1-پیرولین N-اکسید (C6H11NO، DMPO) و 2،2،6،6-تترا متیل پیپریدین (C9H19N, TEMP) شرکت صنایع شیمیایی توکیو خریداری شدند (توکیو، ژاپن). هیدروکلراید تتراسایکلین (C22H24N2O8⋅HCl، TCH) و اسید کلرواستیک (ClCH2CO2H) توسط شرکت علمی پکن و J&K عرضه شد (پکن، چین). محلول رزین پرفلورینه نفیون از شرکت بازرگانی سیگما آلدریچ خریداری شد(شانگهای، چین). مواد شیمیایی فوق دارای درجه تجزیه و تحلیل بوده و بدون خالص سازی بیشتر و همانطور که خریداری شده استفاده شده اند. آب دیونیزه شده با سیستم آب فوق خالص Milli-Q (18.2 MΩ⋅cm) تهیه شده است.

2-2 آماده سازی Co-N3/WPAC
کاغذهای باطله (WP) از طریق شستن و خشک کردن پیش عمل آوری و جمع آوری شدند. فرآیندهای ساخت Co-N3/WPAC در طرح 1 نشان داده شده است. ابتدا 1 گرم از کاغذ باطله وزن شده و به یک بالن مخروطی 250 میلی لیتری حاوی 100 میلی لیتر آب مقطر اضافه شد. سپس 2.5 گرم سدیم هیدروکسید (NaOH) و 2.5 گرم کلرواستیک اسید (ClCH2COOH) به محلول اضافه شدند. این ترکیب تا دمای 65 درجه سانتیگراد حرارت داده شد و به مدت 30 دقیقه نگهداری گردید و سپس به مدت 4 ساعت در حمام آب همگن سازی شد. طی فرآیند گرمابی، گروه -COOH بر روی سطح کاغذ باطله(WP) پیوند زده شد. WP-COOH حاصل شسته و صاف شد و در تنور خلاء با دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت یک شب خشک گردید. سپس WP-COOH دارای بار منفی در 100 میلی لیتر محلول آبی حاوی 0.08 گرم PEI و 0.1 گرم TCPP-Co پاشیده شد. برای دستیابی به جذب کامل PEI و TCPP-Co بر روی WPCOOH، ترکیب به مدت 12 ساعت به طور مداوم هم زده شد. سپس ترکیب صاف و خشک شده و متعاقبا در دمای 550 درجه سانتیگراد با حد گرمایش 5 درجه سانتیگراد در دقیقه در اتمسفر N2 به مدت 2 ساعت کلسینه شد. سپس با افزایش دما به 700 درجه سانتیگراد با همان سرعت حرارت دهی شد و به مدت 1 ساعت دیگر نگهداری گردید. پس از سرد شدن و رسیدن به دمای اتاق، محصول به مدت 4 ساعت توسط 1 مولار اسید سولفوریک (H2SO4) در دمای 80 درجه سانتیگراد به عمل آمد و در نهایت با آب دیونیزه چندین بار شسته و در دمای 60 درجه سانتیگراد در فر خلاء خشک شد. جهت مقایسه، WPAC خالص با کلسینه کردن WP-COOH به همین روش تهیه شد.

بررسی تولید بیوالکتریسیته با استفاده از سلول سوختی میکروبی

Bioelectricity Production Using Microbial Fuel Cell–a Review

چکیده

1 مقدمه

2 انواع سلول های سوخت میکروبی و الکتریسیته تولید شده

3 انواع کاتالیزگرهای مورد استفاده

4 موارد استفاده ی پیل های سوخت میکروبی

5 مسیرهای آینده

6 نتیجه گیری

منابع

چکیده

     این مقاله روش های مختلف تولید نیروی الکتریکی با استفاده از میکروارگانیسم ها در پیل های سوخت میکروبی (MFC) را به طور خلاصه بیان می کند. در دهه گذشته، پیل های سوخت میکروبی به دلیل توانایی تبدیل پسماند آلی به جریان الکتریکی به کمک میکروارگانیسم ها، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کردند. آن ها به عنوان منبع عظیمی از انرژی تجدید پذیر درحال توسعه اند. این دستگاه از بخش های کاتد، آند و یک غشای جداکننده بهره می برد. به طور موثر می توان از آن برای تولید برق و تصفیه فاضلاب استفاده کرد. سلول های الکترولیز میکروبی (MEC) یک نوع پیل سوخت میکروبی هستند که برای تولید سوخت هیدروژن از مواد زیستی مختلف نیز استفاده می شوند. به طور کلی عملکرد پیل سوخت میکروبی به ماهیت میکروارگانیسم ها، الکترودهای انتخابی و غشای جداکننده ی مورد استفاده بستگی دارد. از پیل های سوخت میکروبی به عنوان منبع انرژی پایدار و متناوب برای کاهش آلودگی های صنعتی استفاده می شود. در این مطالعه مروری به شرح مفصلی پیرامون پیل های سوخت میکروبی و روش های مختلف تولید الکتریسیته زیستی و هیدروژن از تصفیه فاضلاب پرداخته شده است.

2- انواع سلول های سوخت میکروبی و الکتریسیته تولید شده

2-1 سلول سوخت میکروبی تک محفظه ای

     سلول سوخت میکروبی تک حفره ای از یک کاتد هوایی و یک آند، با یا بدون غشای جداکننده تشکیل شده است (شکل 1). اگر غشای جداکننده وجود داشته باشد معمولا به کاتد متصل می شود (21). در سلول سوخت میکروبی تک حفره ای به دلیل اکسیداسیون مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها، الکترون ها و پروتون های موجود در آند توسط PEM یا چرخه خارجی به کاتد منتقل می شوند (22). عملکرد کاتد، حداکثر نیروی برق تولیدی توسط سلول های سوخت میکروبی دارای کاتد هوایی را تحت تاثیر قرار داد. در این نوع، به دلیل این که در محیط خنثی واکنش اکسایش-کاهش ضعیف است، کاتد نقش مهمی ایفا می کند (6). گزارش شده است که کاتدهای هوایی استفاده شده در سلول های سوخت میکروبی تک حفره ای حجم مایع اندکی دارند (23) و با استفاده از کاتدهای هوایی کوچک، به دلیل تفاوت در فاصله الکترود، ماهیت PEM و ماهیت ماده تلقیحی، بعضی تاثیرات برروی خروجی نیرو نشان داده شد (24،25،26). در یک سلول سوخت میکروبی تک حفره ای متوالی که کربن و گرافیت دانه ای (گرانولی) به عنوان کاتد و آند استفاده شدند حداکثر نیرو به ترتیب در حدود 65 ± 5 W/m3 و 188 ± 7 mA/m3 به دست آمد (27). برای کاهش Cr (VI) در کاتد زیستی که برس گرافیت و دانه گرافیت به عنوان آند و کاتد استفاده شدند، حداکثر چگالی نیرو 6.4 W/m3 ایجاد شد (28). MFC تک حفره ای با الکترودهای پوشیده شده با گرافن به عنوان آند و کاتد، پیک نیروی خروجی حجمی معادل 3.51 ± 0.50 W m−3 ایجاد کرد (29). MFC تک حفره ای با کاتد هوا و برس فیبر گرافیت به عنوان آند، حداکثر چگالی نیرویی در حدود 1460 ± 10 mW m−2 ایجاد کرد (30). SCMFC با درنظر گرفتن نمد کربن به عنوان آند و پوشش کربنی به عنوان کاتد طراحی شد; حداکثر چگالی نیرو 8.3 ± 0.2 W/m3 40 به دست آمد (31). MFC دارای کاتد پلاتینی و کاغذ کربنی به عنوان آند حداکثر چگالی نیرویی معادل 488 ± 12 mW/m2 ایجاد کرد (32).

2-2 پیل سوخت میکروبی دو محفظه ای

     پیل های سوخت میکروبی اغلب به عنوان سیستم های دو حفره ای استفاده می شوند (شکل 2). پیل های سوخت میکروبی دو محفظه ای دارای یک آنود بی هوازی و یک کاتد هوادهی شده هستند. هر دو حفره الکترود با استفاده از یک غشای تبادل پروتون (PEM) یا یک پل نمکی به هم متصل شده اند. باکتری های بی هوازی تشکیل بیوفیلم داده و به آند می چسبند، درحالی که محفظه دیگر با تامین آب و هوا برای کاتد، هوازی می ماند (33، 34، 35). در این سیستم، کاتیون ها به جز پروتون ها از طریق PEM از کاتد به آند منتقل می شوند که باعث کاهش PH در ناحیه آند و افزایش PH در ناحیه کاتد و کاهش پتانسیل کاتد می گردد که به عنوان مرحله محدودکننده در نظر گرفته می شود (36). عوامل مختلفی مانند ماهیت الکترودها، PH، بارالکتریکی خارجی و سرعت جریان نقش مهمی در کنترل عملکرد MFC دارند (37) و به طور گسترده در تولید الکتریسیته استفاده می شوند (38). در یک مطالعه تجربی که از صفحات گرافیت زبر به عنوان کاتد و صفحات گرافیت نرم به عنوان آند و فاضلاب به عنوان منبع استفاده شد، حداکثر چگالی جریان بالغ بر 313 mA/m2 بود (39). از یک پوشش کربنی با چهار لایه انتشار poly-PTFE به عنوان کاتد و برس کربنی تیمار شده با گرما به عنوان آند استفاده شد که حداکثر چگالی جریان 0.49 A/m2 ایجاد کرد. همین آزمایش با پساب متفاوت، به ترتیب حداکثر چگالی نیرو و حداکثر چگالی جریان 554 mW/m2 و 1.0 A/m2 ایجاد کرد (40). ترکیبی از محیط کشت های نیتروژن زدایی شده و بی هوازی غنی شده با Cr (VI) و الکترودهایی از صفحات گرافیت برای آند و کاتد استفاده شد که به ترتیب چگالی جریان و چگالی نیروی حدود 123.4 mA/m2 و 55.5 mW/m2 ایجاد کرد (41). طی فرایند کاهش زیست معدنی MnO2، حداکثر چگالی نیرو 126.7 ± 31.5 mW/m2 ایجاد شده و هنگام کاهش اکسیژن درحالی که از کربن شیشه ای مشبک برای آند و کاتد استفاده می شد، چگالی نیروی کم تری معادل 3.9 ± 0.7 mW/m2 ایجاد شد (42).

فعال‌سازی سطحی در جهت آرایه های دی اکسید منگنز به وسیله مهندسی پلاسما به عنوان کاتد و آند برای شکافت موثر آب

Surface activation towards manganese dioxide nanosheet arrays via plasma engineering as cathode and anode for efficient water splitting

چکیده
۱- مقدمه
۲- مواد و روش
2-1 شناساگرها
2-2 سنتز الکتروکاتالیست‌های P-MnO2 و Fe-MnO2
2-3 مشخصه‌یابی نمونه
2-4 اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی
۳- نتایج و بحث
۴- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده

توسعه الکتروکاتالیست‌های کم هزینه و پربازده برای شکافت آب امری مهم و در عین حال چالش برانگیز است. آرایه‌های نانوصفحات دوبعدی دی اکسید منگنز (MnO2) به واسطه مساحت بزرگ سطح شان، گزینه‌های نویدبخشی در زمینه طراحی و توسعه کاتالیست‌های پیشرفته به شمار می‌روند. در این مقاله، یک راه‌حل عملی برای بهبود فعالیت کاتالیستی مواد دی اکسید منگنز از طریق آرایش مکان‌های فعال روی سطح ارائه شده ‌است. در این راستا، با کمک مهندسی پلاسما توانستیم امکان فعالیت سطح نانوصفحات دی اکسید منگنز را با آرایش گونه‌های P یا Fe به همراه تهی جاهای غنی روی سطح با موفقیت فراهم کنیم. گونه‌های آرایش شده (P-MnO2) یا Fe (Fe-MnO2) به ترتیب برای جذب پروتون‌ها و OH- بسیار مفید بودند و تهی جاهای غنی اکسیژن نیز موجب تشکیل Mn3+ پایدار شدند که به انتقال الکترون و بار الکتریکی کمک می‌‌کردند. بنابراین می‌توان به افزایش مناطق ویژه فعال از نظر الکتروشیمیایی، تسریع روند انتقال بار و نیز ساختار الکترونیکی مناسب سطح دست یافت. براساس این نوع راهبرد فعال‌سازی، P-MnO2 و Fe-MnO2 ساخته شده عملکرد کاتالیستی بسیار خوبی در زمینه‌ی واکنش‌های تکامل هیدروژن تکامل اکسیژن از خود نشان دادند. تا جایی که اطلاع داریم، عملکرد P-MnO2 و Fe-MnO2 در اکثر الکتروکاتالیست‌های مبتنی بر دی اکسید منگنز در حوزه‌ی شکافت الکتروکاتالیستی آب بهتر بود. فعال‌سازی سطحی مواد دوبعدی دی اکسید منگنز به کمک آرایش گونه‌های فعال از طریق عمل آوری با پلاسما می‌تواند راهکار عملی برای اصلاح عملکرد الکتروکاتالیست‌های وافر در زمین جهت کاربردهای عملی فراهم کند.

1-مقدمه

شکافت الکتروکاتالیستی آب روش نویدبخشی برای کاهش بحران انرژی تلقی شده ‌است [ ۱، ۲]. هیدروژن را یک راهکار جایگزین سبز و پایدار برای سوخت‌های فسیلی قلمداد می‌کنند. در میان بسیاری از فناوری‌های تولید هیدروژن، شکافت آب روش موثری برای تولید هیدروژن با خلوص بالاست که شامل واکنش‌های تکامل هیدروژن (HER) و تکامل اکسیژن (OER) می‌شود. برای افزایش بازده تولید و صرفه‌جویی در مصرف انرژی به الکتروکاتالیست‌های کارآمد نیاز است تا بتوان به سینتیک واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن سرعت بخشیده و پتانسیل اضافی آن را کاهش داد [4، 3]. در حال حاضر، از کاتالیست‌های اکسید بسیار پیشرفته و پربازده مبتنی بر Pt و Ir/Ru به ترتیب در واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن استفاده می‌شود. با این حال، کمیابی و هزینه بالای این نوع کاتالیست های مبتنی بر فلزات نجیب باعث شده است که توسعه و بکارگیری مقیاس بندی شده آن‌ها به شدت محدود شود [۵]. بر همین اساس، این قضیه از اهمیت زیادی در اکتشاف الکتروکاتالیست‌های کم‌هزینه با بازدهی مطلوب واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن برخوردار است.

Abstract

Developing high-efficiency, low-cost electrocatalysts for water splitting is important but challenging. Two-dimensional nanosheet manganese dioxide (MnO2) arrays are promising candidates for the design and development of advanced catalysts because of their large surface area. Here, a feasible solution to improve the catalytic activity of MnO2 materials via decorating the active sites on the surface is proposed. With the help of plasma engineering, we successfully enabled surface activity of the MnO2 nanosheets by decorating P or Fe species together with rich vacancies on the surface. The decorated P (P-MnO2) or Fe (Fe-MnO2) species were highly beneficial for the absorption of protons and OH− respectively, and rich oxygen vacancies induced the formation of stable Mn3+, which contributed to electron and charge transfer. Thus, increased electrochemically active specific areas, accelerated charge transfer, and a proper surface electronic structure could be achieved. On the basis of this activation strategy, the fabricated P-MnO2 and Fe-MnO2 showed excellent catalytic performance for the hydrogen evolution and oxygen evolution reactions. To our knowledge, the performance of P-MnO2 and Fe-MnO2 outperformed most MnO2-based electrocatalysts in the field of electrocatalytic water splitting. Surface activation of two-dimensional MnO2 materials by decorating active species via plasma treatment can provide a feasible route for modulating the performance of earth-abundant electrocatalysts for practical applications.

1- Introduction

Electrocatalytic water splitting has been considered as a promising method to ease the energy crisis [1,2]. Hydrogen is regarded as a green and sustainable alternative to fossil fuels. Among the many hydrogen production technologies, water splitting is an effective way to produce high-purity hydrogen, and it consists of the hydrogen evolution (HER) and the oxygen evolution reactions (OER). To increase the production efficiency and save energy, effective electrocatalysts are needed to accelerate the reaction kinetics of HER and OER and reduce the overpotential [3,4]. Currently, state-of-art high-efficiency Pt and Ir/Ru-based oxides catalysts are used for HER and OER, respectively. However, the scarcity and cost of these noble metal-based catalysts greatly limit their scaled development and application [5]. Consequently, it is of great significance to explore low-cost electrocatalysts with satisfactory HER and OER efficiencies.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

فعال‌سازی سطحی در جهت آرایه های دی اکسید منگنز به وسیله مهندسی پلاسما به عنوان کاتد و آند برای شکافت موثر آب

Surface activation towards manganese dioxide nanosheet arrays via plasma engineering as cathode and anode for efficient water splitting

پلیمریزاسیون حلقه باز شیمیایی بصورت آلی کاتالیز شده

Organocatalyzed chemoselective ring-opening polymerizations

نتایج و بحث

نتیجه گیری

روش ها

روش جدید سنتز عاری از فلز و بدون گروه پشتیبان برای تهیه پلی استرهای تیول عامل دار شده ی دو سر عامل-دار با استفاده از کاتالیست آلی، توسعه داده شد. دامنه ای از اسیدهای برونستد ، شامل تری فلورو متان سولفونیک اسید (1)، HCl.Et2O (2)، دی فنیل فسفات (3)، γ-رزوسیلیک اسید (4) و متان سولفونیک اسید (5)؛ برای گسترش و ترویج پلیمریزاسیون حلقه باز در έ-کاپرولاکتون همراه با 6-مرکاپتو-1-هگزانول محافظت نشده به عنوان آغازگر چند کاره، ارزیابی می شوند. در میان آنها، دی فنیل فسفات (3) شیمی گزینی و کارآیی بسیار خوبی را نشان می دهد، که سنتز ساده ی پلی اتیلن تیول (έ-کاپرولاکتون) با مقادیر کم تیول، تبدیل کامل مونومر، وزن مولکولی کنترل شده و چند توزیعی باریک، را امکان پذیر می کند. مطالعه سنتیکی، طبیعت زنده و کنترل شده پلیمریزاسیون های شیمی گزین به صورت آلی کاتالیز شده را تأیید می کند. محاسبه تئوری عملکردی چگالی نشان می دهد که شیمی گزینی دی فنیل فسفات (3) به فعال سازی دوتایی قوی تر مونومر و آغازگر / انتهای زنجیره و همچنین انرژی کمتر در مسیر هیدروکسیل نسبت به تیول؛ نسبت داده می شود. علاوه بر این، دسته ای از پلی اتیلن تیول دو سر عامل دار (δ-والرولاکتون) و کوپلیمرهای دسته ای به طور کارآمدی تحت شرایط ملایم، تولید شدند.

کاتالیست آلی به طور عمیق بررسی شده و به طور گسترده ای در تحولات شیمیایی به کار برده شده است. همکاری های عالی بی شماری در این حوزه تحقیقاتی در حال شکوفا، گزارش شده است. در شیمی پلیمر، کاتالیست آلی در پلیمرهای با دقت تعریف شده فرصت های قابل توجهی را ارائه می دهد. خوصیات استفاده از مولکول های آلی کوچک به عنوان کاتالیزور یا آغازگر در پلیمریزاسیون حلقه باز (ROP) مونومرهای چرخه ای توسط بسیاری از گروه ها مورد بررسی قرار گرفت. دسته هایی از کاتالیست های آلی به طور مداوم بر اساس مکانیسم های پلیمریزاسیون کلی برای فعال سازی مونومر الکترون دوست ، فعال سازی مونومر هسته دوست ، فعال سازی انتهای زنجیره آغازگر و فعال سازی دوتایی مونومر و آغازگر / انتهای زنجیره، توسعه یافته اند. علیرغم پیشرفت چشمگیر و برجسته، تنگناها همچنان در ROP به صورت آلی کاتالیز شده از قبیل شیمی گزینی، فضا گزینی و کاتالیز قابل تغییر، باقی مانده اند.

مشخصه یابی ها. طیف NMR در یک بروکر (MHz 400) در CDCl3 همراه با تترا متیل سیلان (TMS) به عنوان مرجع داخلی ثبت شد. کروماتوگرافی اندازه طردی (SEC) در سیستم وایات مجهز به پمپ SSI 1500 و یک واترز استیراگل HR 2.5 μm، ستون 300 mm × 7.8 mm با استفاده از THF (0.7 mLmin-1) به عنوان شوینده در دمای اتاق، انجام شد. زمینه مربوط به زمان یونیزاسیون واجذبی لیزر در طیف های جرمی (MALDI TOF MS) در طیف سنجی جرمی بروکر در kV 25 ثبت شد. پلیمر و زمینه ی 5-دی هیدروکسی بنزوئیک اسید (DHB) در CH2Cl2 حل شد. تمام طیف های جرمی با استفاده از 500 عکس لیزری جداگانه جمع آوری شدند. میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) در JEM-200cx که در ولتاژ 200 کیلو ولت کار می کند، انجام شد. نمونه با فرو بردن شبکه مس TEM به یک پراکنش رقیق نانوذرات نقره در کلروفرم تهیه شده و حلال در دمای اتاق تبخیر شد.

A novel metal-free and protecting-group-free synthesis method to prepare telechelic thiolfunctionalized polyesters is developed by employing organocatalysis. A scope of Brønsted acids, including trifuoromethanesulfonic acid (1), HCl.Et2O (2), diphenyl phosphate (3), γ-resorcylic acid (4) and methanesulfonic acid (5), are evaluated to promote ring-opening polymerization of ε-caprolactone with unprotected 6-mercapto-1-hexanol as the multifunctional initiator. Among them, diphenyl phosphate (3) exhibits great chemoselectivity and efciency, which allows for simply synthesis of thiol-terminated poly(ε-caprolactone) with near-quantitative thiol fdelity, full monomer conversion, controlled molecular weight and narrow polydispersity. Kinetic study confrms living/controlled nature of the organocatalyzed chemoselective polymerizations. Density functional theory calculation illustrates that the chemoselectivity of diphenyl phosphate (3) is attributed to the stronger bifunctional activation of monomer and initiator/chain-end as well as the lower energy in hydroxyl pathway than thiol one. Moreover, series of tailor-made telechelic thiol-terminated poly(δ-valerolactone) and block copolymers are efciently generated under mild conditions.

Organocatalysis has been deeply investigated and widely applied in the chemical transformations1 . Numerous excellent contributions were reported in this blooming research area2–8 . In polymer chemistry, organocatalysis provided remarkable opportunities in precision well-defned polymers9–11. Te features of the use of small organic molecules as the catalyst or initiator in ring-opening polymerization (ROP) of cyclic monomers were explored by many groups12–16. Te classes of organocatalysts have been continuously developed based on the general polymerization mechanisms of electrophilic monomer activation, nucleophilic monomer activation, initiator or chain-end activation and bifunctional activation of monomer and initiator/chain end17,18. Despite tremendous progress was made, bottlenecks still remained in organocatalyzed ROP, such as chemoselectivity, stereoselectivity and switchable catalysis18,19.

NMR spectra were recorded on a Bruker (400MHz) in CDCl3 with tetramethylsilane (TMS) as the internal reference. Size exclusion chromatography (SEC) was performed on Wyatt system equipped with a SSI 1500 pump and a Waters Styragel HR 2.5 μm, 300 mm ×7.8 mm column by using THF (0.7 mLmin−1 ) as eluent at room temperature. Matrix assisted laser desorption ionization time of fight mass spectra (MALDI TOF MS) were recorded at 25 kV on the Bruker mass spectrometer (ultraextreme). Te polymer and the matrix 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) were dissolved in CH2Cl2. 1 μl of the sample solution was piped onto the thin NaI crystal layer and dried in air. All mass spectra were collected by employing 500 individual laser shots. Transmission electronic microscopy (TEM) was conducted on a JEM-200cx operating at 200 kV. Te sample was prepared by dipping the TEM copper grid to a dilute dispersion of silver nanoparticles in chloroform and solvent was evaporated at room temperature.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پلیمریزاسیون حلقه باز شیمیایی بصورت آلی کاتالیز شده

Organocatalyzed chemoselective ring-opening polymerizations

بررسی ترکیبات بیوشیمیایی و اثر بازدارندگی کلون 100 چای روی رده سلولی سرطان روده بزرگ HCT116

Evaluation of biochemical constituents and inhibitory effect of tea clone 100 on colorectal cancer cell line HCT116

چکیده

مقدمه

آزمایش ها

مواد گیاهی

روش استخراج

استخراج متانول (70٪)

استخراج آبی

استخراج آبی – متانول (70٪)

تعیین محتوای پلی فنل کل

آنالیز TLC

آنالیز HPLC

تعیین فعالیت تصفیه کنندگی رادیکال DPPH

کشت سلولی

شمارش سلول و آزمایش زنده مانی

اثرات ضد تکثیری عصاره چای سفید (WTE) در شرایط آزمایشگاهی

تعيين غلظت نصف بازدارندگی حداكثر (IC50)

آنالیز آماری

نتایج

محتوای فنلی کل

اسید گالیک در عصاره ها

آنالیز HPLC

فعالیت تصفیه کنندگی رادیکال DPPH

اثرات ضد تکثیری عصاره چای سفید بر لاین های سلولی HCT-116 در شرایط آزمایشگاهی

بحث

نتیجه گیری

چکیده

هدف: بررسی محتوای کل پلی فنل ها و سه فعالیت تصفیه کنندگی رادیکال های آزاد سه عصاره مختلف از سه نوع کلون 100 چای (سیاه، سبز و سفید) و اثرات ضد تکثیری آن بر سرطان کولورکتال مواد و روش ها: پنج پلی فنول مهم یعنی (+) – کاتچین، (-) – اپی کاتچین، (-)- اپی گالوکاتچین، (-)- اپی کاتچین گالات و (-)- اپی گالوکاتچین گالات با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک ( TLC) شناسایی شدند. کاتچین ها توسط کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا ( HPLC) اندازه گیری شدند. فعالیت آنتی اکسیدانی با روش تصفیه رادیکال DPPH اندازه گیری شد، در حالی که برای تعیین زنده مانی سلول لاین سلولی کولون HCT-116 پس از 24 و 48 ساعت از روش 3-(4، 5-دی متیل تیازول-2-yl)-2،5-دی فنیل تترازولیوم برومید (MTT) استفاده شد. نتایج: متانول آبي (70٪) عصاره چاي سفيد، بیشترین مقدار پلی فنول را داشت (54/0± 67/36 میلی گرم GAE/ گرم وزن خشك). فعالیت تصفیه کنندگی رادیکال DPPH چای سفید 42/0 ± 74/71 درصد بوده و فعالیت بالای ضد تکثیری علیه لاین سلولی سرطانی کولورکتال HCT-116 (54/0±06/86 درصد) دارد. نتيجه گيري: عصاره چاي سفيد فعاليت بالای تصفیه کنندگی رادیکال DPPH و اثرات ضد تکثیری مناسب علیه لاین سلولی سرطاني كولوركتال HCT-116 دارد كه به احتمال زياد به علت كاتچين است.

نتیجه گیری

این مطالعه نشان داده است که چای سفید و سبز دارای ترکیبات فنلی بیشتری (کاتچین و فلاونوئیدها) نسبت به چای سیاه است. مقادیر بیشتری از محتوای فنولی با افزودن کربنات سدیم در آزمایش Folin-Ciocalteu به دست آمد. روش استخراج آبی متانول (70٪) بهترین روش برای استخراج پلی فنل از انواع مختلف چای مورد مطالعه بود. چای سفید استخراج شده با این روش، محتوای TPC بالاتری داشت و فعالیت تصفیه کنندگی رادیکال DPPH آن بیشتر از عصاره های به دست آمده با استفاده از روش های دیگر بود. علاوه بر این، عصاره آبی چای سفید، در دوزهای بالاتر، در 48 ساعت، فعالیت ضدتکثیری بالایی علیه سلول های HCT-116 داشت. بنابراین، عصاره دارای خواص ضد سرطان محسوسی می باشد، که به وضوح به دلیل TPC بالا آن است.

Abstract

Purpose: To evaluate the total content of polyphenols and the free radical scavenging activity of three different extracts of three types of tea clone 100 (black, green and white), and their anti-proliferative effects on colorectal cancer. Methods: Five major polyphenols, viz, (+)-catechin, (-)-epicatechin, (-)-epigallocatechin, (-)-epicatechin gallate and (-)-epigallocatechin gallate, were identified using thin layer chromatography (TLC). Catechins were quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). Antioxidant activity was measured by DPPH radical scavenging method, while 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5- diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay was employed for the determination of cell viability of colon cell line HCT-116 after 24 and 48 h. Results: The aqueous methanol (70 %) extract of white tea yielded the highest amount of polyphenols (36.67 ± 0.54 mg GAE/g dry weight). The DPPH radical scavenging activity of white tea was 71.74 ± 0.42 %, and it produced high anti-proliferation activity against colorectal cancer cell line HCT-116 (86.06 ± 0.54 %). Conclusion: White tea extract possesses high DPPH radical scavenging activity, and exerts good antiproliferative effects against colorectal cancer cell line HCT-116, most likely due to its catechin content.

CONCLUSION

This study has demonstrated that white and green teas have more phenolic compounds (catechin and flavonoids) than black tea. Higher amounts of phenolic content were obtained by inclusion of sodium carbonate in the FolinCiocalteu assay. Aqueous methanol (70%) extraction method was the best method for extracting polyphenols from all the tea types studied. White tea extracted with this method had higher TPC content and higher DPPH radical scavenging activity than extracts obtained using any of the other methods. In addition, aqueous extract of white tea, at higher doses exhibited high anti-proliferative activity against HCT-116 cells in 48 h. Thus, the extract possesses appreciable anti-carcinogenic properties, due obviously to its high TPC.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی ترکیبات بیوشیمیایی و اثر بازدارندگی کلون 100 چای روی رده سلولی سرطان روده بزرگ HCT116

Evaluation of biochemical constituents and inhibitory effect of tea clone 100 on colorectal cancer cell line HCT116

غشای کوپلیمری جدید ضد رسوب PVDF-g-THFMA ساخته شده توسط پلیمریزاسیون رادیکالی غیرفعال شده برگشت پذیر القا شده نوری با Cu (II)

Novel anti-fouling PVDF-g-THFMA copolymer membrane fabricated via photoinduced Cu(II)-mediated reversible deactivation radical polymerization

Abstract

In this study, we fabricated a novel anti-fouling poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane using a novel amphiphilic copolymer of PVDF grafted with tetrahydrofurfuryl methacrylate (PVDF-g-THFMA). This copolymer was synthesized via photoinduced Cu(II)-mediated reversible deactivation radical polymerization. The amphiphilic copolymer was characterized by 1H nuclear magnetic resonance and Fourier transform infrared spectroscopy. The morphology of the copolymer was examined using scanning electron microscopy. The permeability and hydrophilicity of the membranes were evaluated on the basis of their pure water flux and dynamic contact angles, respectively. The anti-fouling property of the membranes was evaluated by carrying out filtration using a bovine serum albumin (BSA) solution. The PVDF-g-THFMA copolymer membranes showed a pure flux of up to 293.9 L m−2 h−1 bar−1 and a molecular weight cut off of 39.5 kDa. After the filtration of the BSA solution, the PVDF-g-THFMA copolymer membrane was washed with deionized water and the recovery ratio of the pure water flux reached a value of 89.1%. The modified membrane showed good filtration performance and anti-fouling property.

1 Introduction

Among commercial polymers, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) has received much attention as a membrane material owing to its excellent properties such as high mechanical strength, thermal stability, and outstanding chemical resistance to various organic solvents, acids, and bases [1–3]. However, the commercialization of PVDF membranes is limited. The surface energy of PVDF is very low, leading to the poor wettability and strong hydrophobic nature of PVDF membranes. Because of their hydrophobic nature, PVDF membranes are impressionable while treating aqueous solutions containing proteins. This increases the cost of operation and decreases the lifetime of PVDF membranes.

Many efforts have been made to improve the hydrophilicity of PVDF membranes. Coating a hydrophilic layer on the surface of PVDF membranes [4], grafting PVDF via various means such as ultraviolet (UV) photo irradiation, plasma, high-energy irradiation, and “living”/controlled polymerization, e.g. atom transfer radical polymerization (ATRP), and reverse atom transfer radical polymerization (RATRP) [5– 8], and introducing hydrophilic polymers [9], amphiphilic polymers, and inorganic nanoparticles into the membrane matrix have been proved to be effective in the modification of PVDF membranes [10–12].

Over the past few years, photochemically initiated ATRP, which offers the advantages of both ATRP and photopolymerization, has been studied extensively [13, 14]. Using this method, PVDF copolymers with a predetermined molecular weight and narrow molecular weight distribution can be synthesized. Compared to ATRP, photoinduced ATRP involves lower activation energy, faster reaction speed, and lower reaction temperature [15]. Yagci and co-workers developed the photoinduced Cu(II)- mediated reversible deactivation radical polymerization (RDRP) method. Cu(II) is of the utmost importance for the polymerization process in this method [16–18]. Over the past few years, photoinduced Cu(II)-mediated RDRP has received much attention and various modifications have been made to it [19]. In order to compensate for the unavoidable radical termination reactions in conventional ATRP, a high concentration of the Cu(I) catalyst is used. Cu(II)-mediated RDRP decreases the concentration of the copper catalyst used significantly without affecting the polymerization process. Compared to traditional reducing agents, light is an efficient and clean reducing agent for Cu(II). The light intensity reactor received can be changed by control the reaction equipment (the reactor was placed in it) size and polymerization time can be controlled through switching on or off light source. We can obtain polymer with certain grafting degree via control reaction equipment size and reaction time.[20]. The use of amphiphilic copolymers can improve the hydrophilicity of PVDF membranes in a single step during the membrane fabrication itself [21, 22]. Owing to their selfassembling ability, these copolymers impart a uniform pore size, narrow pore size distribution, and high water flux to PVDF membranes. The strong interactions between the bulk polymer and hydrophobic chains of amphiphilic copolymers can effectively increase their compatibility and stability in the PVDF membrane matrix [23, 24]. Amphiphilic copolymers such as PVDF grafted with poly(methyl methacrylate) (PVDF-g-PMAA), PVDF grafted with poly(hydroxyethyl methacrylate) (PVDF-gPHEMA), and PVDF grafted with poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PVDF-g-PEGMA) have been synthesized [25–27]. PVDF membranes using these amphiphilic copolymers as additives show excellent hydrophilicity and anti-fouling property. Recently, amphiphilic copolymers such as PVDF-cochlorotrifluoroethylene)-graft-poly(methyl methacrylate) (P(VDF-co-CTFE)-gPMMA) have been synthesized via photoinduced Cu(II)-mediated RDRP [28]. Motivated by these studies, we developed a PVDF amphiphilic copolymer membrane in this study. During the synthesis of PVDF amphiphilic copolymer membranes, a large number of hydrophilic segments are transferred to the membrane surface, which then self-assemble into regular pores. As a result, such membranes show good anti-fouling property and high flux.

In this study, we synthesized a novel amphiphilic copolymer of PVDF grafted with tetrahydrofurfuryl methacrylate (PVDF-g-THFMA) via photoinduced Cu(II)-mediated RDRP (a variation of ATRP) [29]. This copolymer was used to develop an anti-fouling ultrafiltration PVDF membrane via nonsolvent-induced phase separation. In this study, THFMA was used to fabricate a PVDF grafting copolymer for the first time. The results showed that photoinduced Cu(II)-mediated RDRP is an efficient approach to modify PVDF membranes. To the best of our knowledge there have been no reports on modifying PVDF membranes using this approach. The morphology of the prepared membranes was investigated using a scanning electron microscope (SEM). The performance of the PVDF-g-THFMA copolymer membranes was evaluated on the basis of their pure water flux, molecular weight cut off (MWCO), rejection of bovine serum albumin (BSA), and protein filtration experiments.

سوپر پارامغناطیس، پشتیبانی با MCM-41، دندریمر مجتمع مس قابل بازیافت: یک کاتالیزور نانوساختار نوین برای سنتز پروپارآگیلامین تحت شرایط بدون حلال

Super Paramagnetic, MCM-41-Supported, Recyclable Copper-Complexed Dendrimer: A Novel Nanostructured Catalyst for Propargylamine Synthesis Under Solvent-Free Conditions

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سوپر پارامغناطیس، پشتیبانی با MCM-41، دندریمر مجتمع مس قابل بازیافت: یک کاتالیزور نانوساختار نوین برای سنتز پروپارآگیلامین تحت شرایط بدون حلال

Super Paramagnetic, MCM-41-Supported, Recyclable Copper-Complexed Dendrimer: A Novel Nanostructured Catalyst for Propargylamine Synthesis Under Solvent-Free Conditions

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.