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.

مواد زائد جامد شهری به سوخت های حمل و نقل مایع – بخش سوم: چارچوب مدیریت زنجیره تامین ملی مبتنی بر بهینه سازی

Municipal Solid Waste to Liquid Transportation Fuels – Part III: An Optimization-Based Nationwide Supply Chain Management Framework

چکیده
1. مقدمه
2. بررسی سوابق پژوهشی
3. پالایشگاه های WTL
4. میزان دسترسی به مواد اولیه MSW
5. منابع آب
6. مکان های پالایشگاه WTL انتخابی
7. مکان های تحویل رد شده MSW
8. محل های تحویل سوخت های مایع
9. هزینه های حمل و نقل
10. مدل بهینه سازی زنجیره تامین انرژی MSW
11. آمارهای مدل بهینه سازی زنجیره تامین انرژی
12. مطالعه موردی بهینه سازی زنجیره تامین WTL در سراسر کشور
13. مطالعات موردی بهینه سازی زنجیره تامین WTL در سراسر کشور
14. نتیجه گیری
منابع

چکیده
چارچوب مدیریت زنجیره تامین مبتنی بر بهینه سازی برای فرایندهای تبدیل زباله جامد شهری (MSW) به سوخت های مایع جهت حمل و نقل (WTL) ارائه شده است. ابتدا، تحلیلی کامل از عملیات دفن زباله، و مقادیر سالیانه MSW در سراسر ایالات متحده انجام شده و با مطالعات مشابه کامل شده است. یک چارچوب کمی زنجیره تامین که به طور همزمان عملیات زنجیره ارزش WTL بالادست و پایین دست را محاسبه می کند پس از آن ارائه شده است. مدل بهینه سازی خطی در مقیاس بزرگ که تعامل میان موجودی مواد اولیه MSW و مکان ها، مکان های پالایش WTL، و مکان های تحویل محصول و ظرفیت های تقاضا را بیان می کند، توصیف شده است. مدل برای زنجیره تامین WTL در سراسر کشور و همچنین سراسر ایالت در مطالعات موردی متعدد حل شده است. نتایج چارچوب دیدگاه های استراتژیکی را در رابطه با قرارگیری استراتژیک پالایشگاه های WTL در ایالات متحده را ارائه کرده و همچنین اطلاعات توپولوژیکی مربوط به جریان مواد اولیه و محصولات را بیان می کند. نتایج نشان می دهند که زنجیزه تامین WTL در مقیاس بزرگ می تواند رقابتی بوده و حتی قیمت های نفت بین 64 تا 77 دلار برای هر بشکه را بشکند.

2. بررسی سوابق پژوهشی
در حالیکه مطالعات متعددی در سوابق پژوهشی وجود داشته که به بررسی زیست توده در زنجیره های تامین انرژی می پردازند، اما مدیریت زنجیره تامین زباله های جامد شهری از منظر سیستم ها، کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. مروری بر سوابق در موارد [3] و [14] ارائه شده است. در این بخش، بررسی کوتاهی از سیستم های مدیریت زباله های جامد شهری انجام شده است.

چندین مقاله در سوابق پژوهشی به بحث در مورد روش های مدیریت زباله های شهری در کشورهای مختلف پرداخته اند، از جمله پرتغال [15]، هند [16]، و ایالات متحده [17]. پیرس و ترنر به بحث در مورد مدیریت زباله جامد شهری در بستر وسیع تر سیاست های اقتصادی و زیست محیطی پرداختند [18]. بیگل و همکاران [19] مدل های منتشر شده برای تولید زباله های جامد شهری را مورد بررسی قرار داده و دستورالعمل هایی را برای مدیریت زباله های جامد شهری پیشنهاد کردند. لاکووو و همکاران [20] به بحث و بررسی فرایند تصمیم گیری استراتژیک، عملیاتی و تاکتیکی در زمینه زنجیره تامین زیست توده به انرژی زباله های پرداختند.

هوانگ و همکاران [21] یک مدل برنامه ریزی استراتژیک چند مرحله ای را برای تولید اتانول مبتنی بر بیو ضایعات در کالیفرنیا پیشنهاد کردند. چن و فن [22] به بررسی ابهامات در تقاضای آینده و تامین مواد اولیه زنجیره تامین بیو اتانول مبتنی بر ضایعات از طریق یک مدل برنامه تصادفی عدد صحیح مورد بررسی کرده و آن را بر تولید سوخت های زیستی در کالیفرنیا اعمال کردند. قوس و همکاران [23] یک مدل مسیریابی سیستم اطلاعات جغرافیایی برای ردیابی مسیرهای کم هزینه برای ضایعات جامد در یک شهرداری در هند را تهیه کردند.

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.

قفسه ستونی و نگهدارنده ویال کروماتوگرافی مدولار ارزان قیمت

Low-cost modular chromatography column rack and vial holders

چکیده
سخت افزار بکار رفته در این حوزه
شرح سخت افزاری
فایل مشخصات طرح
صورتحساب مواد
دستورالعملهای ساخت
قاعده رک و تکیه گاهها یا پایه های عمودی
نگهدارنده ستون
نگهدارنده های شیشه نمونه
تغییرات بالقوه
مواد لازم برای ساخت
نگهدارنده ستون
دستورالعملهای کاری
اعتبارسنجی و تعیین مشخصات
منابع

چکیده
ستونهای کروماتوگرافی گرانشی در حوزه ‌های علمی، مهندسی، پزشکی و صنعتی جهت جداسازی ترکیبات موردنظر از محلولها بکار میروند. راه‌ اندازی همزمان چند ستون موجب صرفه‌ جویی در وقت شده و سازگاری رویه را ارتقا میدهد. گرچه کروماتوگرافی ستونی کاربرد گسترده ‌ای دارد محققان زیادی برای تامین نیازهای آزمایشگاهی این فرایند، لزوماً به طراحی و ساخت رک ‌ها جهت نگهداشتن ستونهای کروماتوگرافی متوسل می ‌شوند. ما یک رک نگهدارندۀ ستون محکم با نگهدارنده های شیشه جمع آوری نمونه طراحی کرده‌ایم که ساخت آنها آسان و ارزان بوده و براحتی برای تحقق نیازهای آزمایشگاهی تطبیق پیدا میکنند. نگهدارنده ستون طوری ساخته میشود که بتواند ستونهایی با اندازه های مختلف را نگهدارد (و در صورت لزوم تعویض شود). ارتفاع ستونهای بالای شیشه جمع آوری بدقت قابل تنظیم است و طراحی ستونها، واحدی یا پیمانه ای است، بنابراین رک و نگهدارنده شیشه نمونه، توسعه پذیر هستند تا با تعداد ستونهای مورد نظر و تعداد و اندازه شیشه های نمونه بکار رفته برای جمع آوری بخشی از نمونه شسته شده از هر ستون تطبیق پیدا کنند. مهمتر اینکه، رک از مواد ارزان و در دسترس ساخته میشود و فرایند تولید، ساده و سرراست است. ما در اینجا درباره ویژگیهای رک، فهرست مواد و دستورالعملهای ساخت آن صحبت خواهیم کرد. امیدواریم که طرح ما برای محققانی سودمند باشد که میخواهند کروماتوگرافی ستونی گرانشی انجام دهند.

سخت افزار بکار رفته در این حوزه
طرح ارائه شده در اینجا برای آنالیز ژئوشیمیایی آلکنون ها آماده شده است، آلکنون یک ماده آلی موجود در رسوبات دریایی است که بعنوان شناساگر دمای دریا در گذشته استفاده میشود (رفرنسهای [[1-4). به منظور استخراج آلکنونها برای آنالیز، مجموع عصاره های لیپیدی در سه قسمت غیرقطبی، با قطبیت متوسط (حاوی آلکنونها) و کاملاً قطبی، با استفاده از رک ستون کروماتوگرافی ستونی گرانشی ما جداسازی میشوند. رک کروماتوگرافی ستونی در حوزه های بسیار متنوع دیگری نیز کاربرد دارد. در ادامه به چند حوزه اشاره میکنیم: ژئوشیمی آلی [۵, ۶]، ژئوبیولوی [۷]، دیرینه اقیانوس شناسی [۸, ۹]، دیرینه اقلیم شناسی [۱۰, ۱۱]، زمین شناسی نفت [۱۶-۱۲]، خودتسهیم نامتناسب انانتیومر استریوشیمی [۱۹-۱۷]، آنالیز فلزات کمیاب [۲۲-۲۰]، شیمی آلی و شیمی فیزیک [۲۳]، صنعت غذا و دارو [۳۰-۲۴]، و علوم پزشکی [۳۱]. هنگام اجرای کروماتوگرافی ستونی، اغلب باید چند نمونه حلال متشکل از مخلوطهای پیچیده برای آنالیز ترکیبات مورد نظر تخلیص یا جدا شوند. حتی با مقادیر کوچک نمونه، راه اندازی همزمان چند ستون که به الگوی جداسازی یکسانی نیاز دارند آسان است. یک رک برای نگهداری چند نمونه ضرورت دارد زیرا سبب میشود بیش از یک نمونه همزمان پردازش شوند و همخوانی نتایج افزایش یافته و در وقت تکنسین صرفه‌ جویی شود‌.

چند رک ستون کروماتوگرافی در بازار برای خرید در دسترس هستند و اینهایی هم که در دسترس هستند محدودیتهایی دارند. یک رک نگهدارنده ممکن است تنها بتواند یک ستون را نگهدارد و احتمالاً یک حلقه و آویزهای دیواری برای پشتیبانی از رک ضرورت پیدا میکنند‌. ممکن است مواد پلاستیکی با حلالها یا واکنشگرها سازگار نباشند یا محدودیتهایی در ابعاد ستونها برای تطبیق رک با آنها وجود داشته باشد. همچنین رک های در دسترس معمولاً از نگهدارنده شیشه جمع آوری نمونه تشکیل نشده اند بنابراین برای استفاده، مناسب نیستند‌. برای غلبه بر این نقاط ضعف، برخی از آزمایشگاه‌ها از رک های سفارشی کروماتوگرافی ستونی استفاده میکنند اما طرح ساخت چنین رک های سفارشی براحتی در دسترس نیستند و نیز مراحل ضروری برای ساخت چنین رک هایی معمولاً حاوی ابزار پیچیده ای (مثل دستگاه تراش) بوده که تنها اپراتورهای مجرب میتوانند آنها را راه اندازی کنند، و بنابراین هزینه های ساخت، گران تمام میشوند.

ما در این کار یک رک کروماتوگرافی ستونی طراحی کرده ایم که چند امتیاز دارد. رک ما محکم بوده و به منظور بکارگیری منظم در بستر آزمایشگاهی ساخته شده است. ما بهترین مواد سازنده را برای جلوگیری از تماس با واکنشگرها / حلالهای بکار رفته در طی یک فرایند جداسازی ستون آزمایشگاهی مورد نظر و نیز برای بهره برداری از امتیاز مواد سازنده ارزان و در دسترس، انتخاب کرده ایم. طرح واحدی براحتی برای تطبیق تعداد ستونها و شیشه جمع آوری بکار رفته تنظیم میشود. نگهدارنده ستون رک نیز براحتی برای نگهداری هر ستون کروماتوگرافی با اندازه مورد نظر همخوانی پیدا میکند. یک رک میتواند برای چندین ستون با اندازه مختلف از طریق کلیدزنی یک قطعه واحد از رک (شناخته شده با عنوان نگهدارنده زیرین ستون) مطابقت پیدا کند. برای انجام این کار تنها لازمست دو تا از پیچها را شُل کنیم. ما از پیچهای کلاهکداری استفاده کرده ایم که براحتی با دست باز و بسته میشوند (ابزار خاصی لازم نیست). بنابراین یک رک ستون کروماتوگرافی میتواند محدوده ای از اندازه های ستون را مدیریت کند و بنابراین برای آرایه وسیعی از الگوهای کروماتوگرافی کاربرد دارد. همچنین طرح ما شامل نگهدارنده شیشه نمونه تخصیص یافته ای است که شیشه جمع آوری را در حالت ایستاده و پایدار حفظ میکند. یکپارچگی رک و نگهدارنده شیشه نمونه به کاربر امکان میدهد شیشه جمع آوری را بطور مستقیم زیر ستونها تراز کند و جداسازی آسان چند بخش از نمونه از هر ستون را امکانپذیر میسازد. همچنین شیشه جمع آوری مرتبط با یک ستون را میتوان بطور مستقل از شیشه های نمونه مرتبط با ستونهای دیگر جابجا کرد.

لایه های بیوکامپوزیت کیتوزان عملکردی تقویت شده با نانوفیبریل سلولزی

Cellulose nanofibril reinforced functional chitosan biocomposite films

چکیده
1- مقدمه
2- روشهای تهیه پراکنه و تعیین مشخصات
3- نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
منابع

چکیده

کیتوسان بعلت خواصی مثل زیست تخریب پذیری، سازگاری با محیط زیست و تجدپذیری، اخیراً به شدت مورد توجه محققان قرار گرفته است. ولی ویژگیهای مکانیکی ضعیف فیلمهای کیتوسان، کاربرد آنها را در مقیاس وسیع محدود ساخته است. در این کار، یک استراتژی آمیزشTEMPO ، بین CNF اکسید شده (TOCN) و کیتوسان برای ساخت فیلمهای نانوکامپوزیت به منظور اصلاح مشخصات بیومکانیکی و حفظ زیست سازگاری آنها توسعه یافته است و فیلمهای نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان، تراگسیل نوری عالی (> 85%) و استحکام کششی بسیار بالای 235 MPa نشان داده اند. سازگاری خوب زنجیره های TOCN و کیتوسان، پراکنش خوب تجمعات کیتوسان و وجود دامنه های بلورین محکمTOCN ، دلایل اصلی بهبود مقاومت مکانیکی فیلمهای کامپوزیت هستند. این فیلمها مشخصات زیست تطبیق پذیری خوبی بر مبنای نتایج ارزیابی فعالیت سلولی نشان داده اند؛ همچنین این فیلمها به مدت بیش از 6 ماه میتوانند بدون هیچگونه تجزیه قابل توجهی در بافر PBS پایدار بمانند. فیلمهای نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان با این ویژگیهای عالی در پزشکی کاربرد چشمگیری پیدا کرده اند.

2- روشهای تهیه پراکنه و تعیین مشخصات
2-1- تهیه CNF اکسیدشده به روش اکسایش TEMPO
روش مشروح ساخت نانوفیبریلهای سلولز (CNF) در مطالعات پیشین توصیف شده است [31, 32]. بطور مختصر باید گفت که روش اکسیداسیون TEMPO اولین بار برای اکسید کردن خمیر کاغذ (Nordic AB) بکار رفت و سپس NaClO_2 در یک بافر استات برای اکسیداسیون بیشتر خمیر کاغذ جهت حذف لیگنین باقیمانده احتمالی استفاده شد. سرانجام فیبرهای خمیر کاغذ اکسیدشده از یک همگن ساز پُرفشار عبور داده شدند تا نانوفیبریلهای اکسید شده با TEMPO (TOCN) را بسازند. TOCN حاوی محتوای کربوکسیلاتی حدود 1 mmol/g و بار منفی با پتانسیل-ζ برابر با -71mV است. غلظت TOCN حدود 0.8 w% است.

2-2- تهیه پراکنه کیتوسان
در این کار، کیتوسان بسیار خالص (110kDa و حدود 75% استیل زدایی شده) از فروشگاه سیگماآلدریچ (سوئد) خریداری شد. یک محلول کیتوسان (1 wt%) از طریق انحلال پودر کیتوسان (10 g) با استیک اسید (2 wt% در آب دیونیزه) تهیه شد تا 1000ml محلول با PH نهایی 4 بدست آید. سپس این محلول برای حذف ذرات نامحلول، از یک صافی عبور داده شد.

2-3- تهیه فیلمهای کامپوزیت
پراکنه های کیتوسان بصورت قطره قطره به پراکنه TOCN با برش بوسیله یک دستگاه Ultra-Turrax با سرعتی حدود 10000 rpm اضافه شدند. توجه کنید که سرعتهای برش دیگری نیز بکار میروند اما زمان برش-اختلاط ممکن است متفاوت باشد. غلظت هم-پراکنه TOCN/ کیتوسان حدود 0.1 wt% بدست آمد. فرایند برش-اختلاط به مدت 5-2 دقیقه حفظ شد تا زمانیکه هیچ TOCN انباشته ای در هم-پراکنه مشاهده نگردید. سپس هم-پراکنه پس از خشک کردن سریع، با کمک دستگاه Rapid-Kothen در خلاء فیلتر شد. کیک مرطوب به شکل ساندویچ درون روکشهای فلزی بافته قرار گرفت تا گرما بصورت سریع و یکنواخت منتقل گردد. کاربرد این روش در آزمایشگاه آسان است ولی احتمالاً در مقیاس صنعتی، پیچیده خواهد بود. یک ایده نوآورانه باید توسعه یابد تا بتوان مستقیماً از یک میکسر داخلی [33, 34] یا یک اکسترودر دومارپیچی [35, 36] استفاده کرد. علامتگذاری نمونه های فیلم نانوکامپوزیت TOCN/ کیتوسان بصورت مخفف بر مبنای درصد این دو مولفه بیان میشود: مثل T20C80 (20wt% از TOCN مخلوط شده با 80 wt% از کیتوسان)، T40C60 (40 wt% از TOCN مخلوط شده با 60 wt% از کیتوسان).

نانوذرات آلیاژ Pd-Sn جهت اکسیداسیون متانول الکتروکاتالیستی: تکامل فاز از محلول جامد به ترکیبات بین فلزی

Pd-Sn alloy nanoparticles for electrocatalytic methanol oxidation: Phase evolution from solid solution to intermetallic compounds

چکیده

1 مقدمه

2 آزمایشگاهی

3 نتایج و بحث

4 نتیجه گیری

تقدیر و تشکر

منابع

چکیده

     توسعه سودمند کاتالیست‌ها با فعالیت بالا و پایداری از طریق روش آلیاژ سازی، مسئله ای ضروری برای تبدیل انرژی در واکنش های الکتروکاتالیستی است. در میان ساختار های آلیاژی متفاوت ترکیب های بین فلزی(IMCs) بیشتر توجهات اخیر را به واسطه هندسه خاص و تاثیرات الکترونیکی، فعالیت عالی و پایداری که بخاطر ساختار منظم آنهاست، به خود جلب کرده است. در اینجا یک سری از ساختارهای حفره های نانو کریستال های آلیاژ شامل محلول جامد مکعبی با وجوه مرکز دار(Sn)Pd ،ترکیبات بین فلزیPd2Sn و ترکیبات بین فلزی Pd3Sn2از طریق یک روش حلالیت به وسیله گرما با تغییر نسبی پالادیوم و Sn تولید می شوند. تفاوت ساختار نانو کریستال ها از طریق میکروسکوپی الکترون و طیف سنجی به کمک آنالیز جداسازی عنصری محلی و طیف سنجی ایکس ری مورد تحقیق قرار گرفته است.از نظر فعالیت توده‌ای و فعالیت اختصاصی، در میان همه Pd3Sn2 واکنش اکسیداسیون متانول(MOR) فوق‌العاده‌ای را از خود نشان داد. عملکرد این آلیاژ از طریق شبیه سازی محاسبات تئوری تابع دانسیته(DFT) بر روی ۳ مدل آلیاژ Pd-Sn مختلف به خوبی درک شده است.در مقایسه با (Sn)Pd و Pd2Sn سینتیک بالای Pd3Sn2 به وسیله جذب ضعیف ترCO و جذب مطلوب CO-OHمشخص میشود.

آزمایشگاهی
مواد و مواد شیمیایی
     همه واکنش گر ها دارای درجات تحلیلی بودند و بدون خلوص سازی بیشتر مورد استفاده قرار گرفتند. پالادیوم استیل ازAldrich chemistry و قلع کلرید آّب پوشیده (SnCl2·2H2O) از سینوفارم، پلی وینیل از Macklin ،N,N-dimethylformamide (DMF)از Tianjin Yuanli ،Vulcan XC-72R کربن توسط کمپانی cabot ، پتاسیم هیدروکسید(KOH 95%) ازMeryer ، متانول محلول از shanghai Aladdin ،Nafion با درصد وزنی 5% از Sigma-Aldrich و آرگون (99.999) از Tianjin Yekong خریداری شد.

سنتز کاتالیست های NP PdxSny
     نانوذرات آلیاژ PdxSny با ارجاع به سنتز آلیاژ پلاتین _قلع آماده شد. Pd3Sn2 با یک پیش‌ساز Sn/Pd با نسبت 1:1 سنتز شد. در یک راکتور سنتز هیدروترمال ۱۲ میلی لیتر ازDMF 0.02 میلی مول Pd(acac)2 ،0.02 از SnCl2.2H2O و 0.3 گرم PVP افزوده شد.پس از اختلاط و حل شدن مواد اتوکلاو به یک اجاق ۲۰۰ درجه منتقل می شود و به مدت ۶ ساعت واکنش می دهد. محلول به دست آمده سانتریفیوژ شده و با آب دیونیزه شستشو داده شده و در وکیوم خشک شد. Pd(Sn) و Sn2Pd وSn(Pd) با متد مشابه به نسبت 1:4(0.008mmol از SnCl2.2H2Oو0.032mmol از Pd(acac)2) و 2:3 (0.016mmol از SnCl2.2H2Oو0.024mmol ازPd(acac)2) و 4:1 (0.032mmol از SnCl2.2H2O و0.008mmol ازPd(acac)2) همگی با همان شرایط ثابت سنتز شدند. سنتز Pd خالص( یا Sn) به منظور حذف پیش‌ساز Sn (یاPd) تحت شرایط یکسان است.

ویژگی های مواد
     از میکروسکوپی الکترون عبوری(TEM,JEOL-1230) برای تعیین مورفولوژی محصولات استفاده شد. TEMبا رزولوشن بالا(HRTEM) اسکن سالانه با زمینه تیره و زاویه بالا(HAADF-STEM) و طیف سنجی با انرژی های بالای ایکس(EDS) بر روی یک میکروسکوپ الکترونی عبوری ۲۰۰F صورت گرفت. ساختار کریستالی نمونه با استفاده از پراش سنجی ایکس ری(XRD) در دمای اتاق آنالیز شد که برای این کار از دیفراکتومترD8(Bruker AXS) و با منبع تشعشع Cu ka (40Kv,40mA,λ=1.5418A)استفاده کردیم. XPS با استفاده از یک طیف سنج ESCALAB-250XI و ایکس ری Al Ka انجام شد. مقادیر سه نمونه Pd-Sn برای واکنش الکتروکاتالیست با استفاده از طیف سنجی نوری پلاسمای دوتایی مشخص شد.(ICP-OES, Aglient720)

رابطه تماس با آفت کش های پیرتروئید در دوران بارداری و کودکی با ظهور صفات ADHD در سن مدرسه

The association of prenatal and childhood pyrethroid pesticide exposure with school-age ADHD traits

چکیده

1 مقدمه

2 روش ها

3 نتایج

4 بحث

5 نتیجه گیری

منابع

چکیده

پیش زمینه: حشره کش های پیرتروئید معمولاً در محیط های مسکونی استفاده می شوند و استفاده از این سموم افزایش بی سابقه ای یافته است. اگرچه تحقیقات گسترده ای در این زمینه انجام نشده است، اما گزارشاتی مبنی بر وجود رابطه بین آنها و اختلال در رشد عصبی ارائه گردیده است. علاوه بر این، بازه های زمانی حساس در مواجهه با این سموم و تاثیرات درازمدت پیرتروئیدها هنوز مورد پژوهش قرار نگرفته اند. ما ارتباط بین قرار گرفتن در معرض پیرتروئیدها و علائم اختلال کمبود توجه/بیش فعالی (ADHD) را در طول زمان، و در بازه های زمانی قبل از تولد تا سن مدرسه بررسی کردیم.

روش ها: با استفاده از 524 جفت مادر-کودک، به اندازه گیری غلظت 3-فنوکسی بنزوئیک اسید (3-PBA) موجود در ادرار پرداختیم، که یک متابولیت اصلی پیرتروئید می باشد، سپس از والدین خواستیم مقیاس رتبه‌بندی ADHD IV (ARS) را پر کنند. ما با استفاده از رگرسیون پواسون و با همبستگی بازه های زمانی مختلف مواجهه با 3-PBA (قبل از تولد، سنین 2، 4، 6 و 8) با علائم ADHD در سنین 6 و 8 به شناسایی دوره‌های تاثیرپذیر قرار گرفتن در معرض پیرتروئید.

نتایج: دو برابر شدن غلظت 3-PBA قبل از تولد و سن 2 سالگی با افزایش علائم ADHD در سن 6 سالگی همراه بود (%7/2 تغییر، %95 فاصله اطمینان: 3/0، 2/5؛ %2/5 تغییر (%95 CI: 5/0، 2/10)، به ترتیب). غلظت 3-PBA در سنین 4 و 6 سالگی با علائم ADHD در 8 سالگی مرتبط بود (به ترتیب %7/2 تغییر (% 95 CI 3/0، 3/5) ( %3/3 تغییر%95 CI: 2/0، 4/6 به ترتیب). هیچ الگوی جنسی آشکاری بین این دو مشاهده نشد.

بحث: قرار گرفتن در معرض 3-PBA در دوران بارداری و در اوایل کودکی با علائم ADHD ارتباط مستقیم دارد. دوران بارداری و سنین 2 تا 6 سالگی دوره‌های مستعدی برای بروز سمیت عصبی پیرتروئید در سنین 6 و 8 سالگی می باشند.

روش ها

طراحی پژوهش و شرکت کنندگان

     پژوهش ما بر پایه داده‌های محیطی و رشد کودکان (EDC) استوار گردیده است، و پژوهشی گروهی و آینده‌نگر می-باشد که برای بررسی رابطه بین مواجهه‌های محیطی قبل از تولد و پس از تولد و همچنین رشد فیزیکی/شناختی طراحی گردیده است. اطلاعات دقیق طرح پژوهش در جای دیگری ارائه شده است (کیم و همکاران 2018). ما به صورت تصادفی با بانوانی که در یک پژوهش بزرگتر به نام مطالعه ناهنجاری های مادرزادی (CAS) شرکت کرده بودند، تماس گرفتیم. پژوهش CAS از آگوست 2008 الی ژوئیه 2010، 13484 زن باردار را از هشت بیمارستان محلی (5 بیمارستان اولیه و 3 بیمارستان عالی) در استان های سئول و گیئونگی کره جنوبی استخدام کرد که سه ماهه دوم بارداری خود را می گذراندند. معیارهای شرکت در پژوهش CAS 1) قرار داشتن در سه ماهه دوم بارداری، 2) رضایت آگاهانه برای پیگیری بوده و معیارهای حذف نیز، 1) ناهنجاری های مادرزادی، از جمله اختلالات ژنتیکی، یا اختلالات نقص ایمنی و 2) عدم توانایی برقراری ارتباط به زبان کره ای می باشند. داده‌های مربوط به ویژگی‌های فردی این بانوان (یعنی عوامل جمعیت‌شناختی و سبک زندگی و سابقه پزشکی)، و همچنین نمونه‌های ادرار/خون نقطه‌ای به هنگام ثبت‌نام به منظور تخمین وضعیت قرارگیری در معرض عوامل محیطی در طول سه ماهه دوم بارداری (بین هفته‌های ۱۴ تا ۲۷ بارداری؛ میانگین هفته ۱۷ بارداری) جمع آوری شد. پس از پایان پژوهش CAS در سال 2011، شرکت کنندگان پژوهش EDC به صورت تصادفی از طریق برقراری تماس با مادران پس از زایمان استخدام شدند. کودکانی که در بدو تولد دچار ناهنجاری های مادرزادی بودند (115=n) و یا اطلاعات تماس آنان نامعتبر بود (218=n) از لیست تماس بالقوه حذف شدند. در مجموع 726 جفت مادر-کودک در مطالعه EDC ثبت نام نموده و در پیگیری این پژوهش نیز شرکت کردند. این کودکان از سال 2012 تا 2019 هر دو سال یکبار پیگیری شدند. در مجموع 425 کودک در سن 2 سالگی، 645 کودک در سن 4 سالگی، 574 کودک در سن 6 سالگی و 525 کودک در سن 8 سالگی تحت پیگیری قرار گرفتند. رشد عصبی کودکان با استفاده از پرسشنامه های گزارشدهی والدین و آزمون های رسمی (شامل آزمون های هوش، توجه و عملکرد اجرایی) توسط روانشناسان حرفه ای ارزیابی شد. از آنجایی که بهره هوشی (IQ) به صورت پایدار در نظر گرفته می شود (شالکه و همکاران 2013)، نمرات IQ کودکان یک بار در سن 6 سالگی با استفاده از مقیاس هوش وکسلر کودکان ارائه شده توسط موسسه رشد تحصیلی کره ارزیابی شد (پارک و همکاران 1996). همچنین، نمرات IQ مادران با استفاده از مقیاس هوش بزرگسالان کره ای وکسلر ارزیابی شد (لیم و همکاران 2000). پس از حذف 151 کودک فاقد نمره ARS در سن 6 یا 8 سالگی و کودکان چندقلو (دوقلو یا سه قلو، 51=n)، در مجموع 524 جفت مادر-کودک در این پژوهش شرکت داده شدند. همه کودکان داده هایی در خصوص غلظت 3-PBA داشتند که نشانگر وجود بیش از یک بازه زمانی مواجهه بود (قبل از تولد، سنین 2، 4، 6 یا 8 سالگی). شکل 1 نشانگر گردش شرکت کنندگان در طی پژوهش می باشد.

     پس از ارائه توضیحات کافی در خصوص پژوهش، رضایت آگاهانه از والدین (از زمان بارداری) و فرزندان (بالای 8 سال) اخذ شد. پروتکل پژوهشی این مقاله توسط هیئت بازبینی سازمانی بیمارستان دانشگاه ملی سئول بررسی و مورد تایید قرار گرفت. این پژوهش طبق اصول بیانیه هلسینکی انجام گردید.

کاتالیز رله ای کاتالیزور مس-منیزیم درباره ارزش گذاری کارآمد گلیسرول به اسید گلیکولیک

Relay catalysis of copper-magnesium catalyst on efficient valorization of glycerol to glycolic acid

چکیده
1 مقدمه
2 نتایج و بحث و گفتگو
3 نتیجه گیری
منابع

چکیده

شناسایی و بررسی کاربرد بالقوه ی گلیسرول در جهت حل مسئله ی تأمین مازاد و عرضه ی بیش از حد گلیسرول به عنوان یک محصول (فرآورده) جانبی حتمی و اجتناب ناپذیر بیودیزل (زیست دیزل یا سوخت ایمن و غیرسمی) و فراهم نمودن فرصت های سودآور برای بیودیزل پایدار از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اینجا، ما یک کاتالیزور ساده، ارزان قیمت اما قوی با نام Cu1Mg4 را تهیه کردیم، که فعالیت کاتالیستی برجسته ای را برای تبدیل برگزیده ی گلیسرول به گلیکولیک اسید ارزشمند نشان داد، ضمن اینکه افزودن مواد باز معدنی و غیرآلی اضافی را حذف کرد. بازده و عملکرد بالای 71.8% برای گلیکولیک اسید به دست آمد، تا جایی که میدانیم بالاترین مقداریست که تا به امروز بدست آمده است. در ترکیب محاسبات آزمایش و DFT، مشخص شد که گونه های مس (Cu) و منیزیم (Mg) در کاتالیزور امکان کاتالیز رله برای واکنش های آبشاری در تبدیل گلیسرول را فراهم کردند. گونه مس (Cu) در کاتالیزور (کاتالیست) اولین واکنش هیدروژن زدایی گلیسرول به گلیسرآلدئید را تحت الشعاع قرار داد، که با گونه ی منیزیم تقویت شده و بهبود پیدا کرد. گونه ی منیزیم (Mg) جایگزین شد تا گسستگی بعدی پیوند C2-C3 در گلیسرآلدئید را برای تولید گلیکول آلدئید کاتالیز کند. اکسیداسیون نهایی گلیکول آدئید به گلیکولیک اسید با کاتالیز گونه ی مس (Cu) بدست آمد. این کاتالیز رله (کاتالیز امدادی و تقویت کننده) مربوط به کاتالیزور Cu1Mg4 اساسا مانع تشکیل محصولات جانبی گلیسریک اسید و اسید لاکتیک شد، که به موجب آن امکان تولید گزینشی گلیکولیک اسید را فراهم کرد.

1- مقدمه

افزایش قابل ملاحظه ی تقاضا برای بیودیزل به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر جذاب به تولید گلیسرول به عنوان یک فرآورده ی جانبی حتمی در مقادیر زیاد منجر شده است، که تقریبا حدود 10% وزنی کل تولید بیودیزل را دربر می گیرد [1، 2]. برآورد شده است که تولید گسترده و سراسری گلیسرول به حدود 6.14 میلیارد لیتر در سال 2017 می رسد، و با نرخ سالانه ی 10% الی 20% در آینده به طور مداوم افزایش می یابد [3]. این مسئله فرصت های نویدبخشی را برای بهبود و اصلاح فرآورده و محصول فرعی مازاد گلیسرول ارائه می کند. در سال های اخیر پیشرفت های معمول و ویژه ای بدست آمده اند، که در این پیشرفت ها اسید لاکتیک [4-7] و گلیسریک اسید [8-11] با بازده و عملکرد برآورده شده را می توان به ترتیب از طریق آب زدایی (دهیدراته کردن) و اکسیداسیون گلیسرآلدئید بدست آورد. با این وجود، کاربرد گلیسرول در بازار تجاری فعلی کاملا محدود شده است، که در این بازار تنها حدود 4% از کل تولید گلیسرول به کار گرفته شده است ]12[. در نتیجه، گلیسرول بیش از حد عرضه شده از طریق سوزاندن آن بدون هیچ ارزش بیشتری به عنوان یک جریان زائد و اتلافی تلقی می شود. این مسئله بیودیزل را از لحاظ تجاری نسبت به پترودیزل (نفت دیزل) کمتر در عرصه ی رقابت قرار می دهد، و عملا مانع پایداری تولید بیودیزل می شود [13، 14].

Abstract

The exploration of potential application of glycerol is of particular importance for solving the oversupply of glycerol as an unavoidable byproduct of biodiesel and affording profitable possibilities for sustainable biodiesel. Herein, we developed a simple, cheap but robust Cu1Mg4 catalyst, which exhibited outstanding catalytic activity for the selective conversion of glycerol towards valuable glycolic acid, eliminating the addition of extra inorganic base. As high as 71.8% yield of glycolic acid was achieved, the highest value to date as far as we know. In combination of experiment and DFT calculations, it was revealed that Cu, Mg species in catalyst enabled the relay catalysis for the cascade reactions in glycerol transformation. Cu species in catalyst dominated the first dehydrogenation reaction of glycerol to glyceraldehyde, which was promoted by Mg species. Mg species followed to catalyze the next cleavage of C2-C3 bond in glyceraldehyde to generate glycolaldehyde. The final oxidation of glycolaldehyde to glycolic acid was achieved by the catalysis of Cu species. This relay catalysis of Cu1Mg4 catalyst significantly inhibited the formation of glyceric acid and lactic acid by-products, thereby enabling the selective generation of glycolic acid.

1. Introduction

The drastically rising demand for biodiesel as an attractive renewable energy resource has led to the generation of glycerol as an unavoidable byproduct in great quantities, which approximately accounts for about 10 wt% of the total biodiesel production.[1,2] It is estimated that the worldwide production of glycerol reaches to about 6.14 billion liters in 2017, and continuously increases with an annual rate of 10–20% in future.[3] This offers promising opportunities to upgrade the surplus glycerol byproduct. Typical advances have been achieved in recent years, in which lactic acid [4–7] and glyceric acid[8–11] with satisfied yield could be obtained via the selective dehydration and oxidation of glyceraldehyde, respectively. Nevertheless, the applications of glycerol in current commercial market are quite limited, in which only ~4% of the total glycerol production has been utilized.[12] As a result, the oversupplied glycerol is treated as a waste stream by burning it without any further value. This makes biodiesel less economically competitive to petro-diesel, and seriously impedes the sustainability of biodiesel production.[13,14]

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاتالیز رله ای کاتالیزور مس-منیزیم درباره ارزش گذاری کارآمد گلیسرول به اسید گلیکولیک

Relay catalysis of copper-magnesium catalyst on efficient valorization of glycerol to glycolic acid