فهرست مطالب                        

 

عنوان                                                                                                                                                                 صفحه

فصل اول: مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

مخلوط­های دوتایی          1

فصل دوم: مبانی تئوری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 5

2-1- گرانروی.. 5

2-1-1- واحدهای گرانروی……………………………………………………………………………………………………………………… 8

2-1-2-روش­های اندازه ­گیری گرانروی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 9

2-1-2-1- گرانرومتر استوالد…………………………………………………………………………………………………………………. 9

2-1-2-2- روش استوک………………………………………………………………………………………………………………………… 10

2-1-2-3-گرانرومتر شات گراته…………………………………………………………………………………………………………….. 11

2-2- چگالی……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12

2-2-1-  استفاده از پیکنومتر…………………………………………………………………………………………………………………. 13

2-2-2- چگالی­سنج دیجیتالی آنتون پار……………………………………………………………………………………………….. 14

2-3- ترمودینامیک محلول­ها…………………………………………………………………………………………………………………… 17

2-4- توابع اضافی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-5- نحوه محاسبه و اندازه گیری توابع ترمودینامیکی……………………………………………………………………….. 21

2-5-1- حجم مولار اضافی…………………………………………………………………………………………………………………….. 21

2-5-1-1-مدل­های حجم مولار اضافی و پارامتر­های برهمکنش…………………………………………………………. 22

2-5-1-2- مدل پریگوگن-فلوری-پترسون……………………………………………………………………………………………. 23

2-5-2- ضریب انبساط دمایی و دمایی اضافی هم­فشار……………………………………………………………………….. 26

2-5-3- انحراف گرانروی 28

2-5-4- انرژی آزاد گیبس اضافی………………………………………………………………………………………………………….. 28

2-5-5- معادله چند جمله ای ردلیچ-کیستر……………………………………………………………………………………….. 30

2-5-6- حجم مولی جزئی و مولی جزئی اضافی………………………………………………………………………………….. 31

فصل سوم: بخش تجربی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34

3-1- مواد مصرفی……………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

3-2- وسایل و تجهیزات………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

3-3- اندازه گیری چگالی مایعات…………………………………………………………………………………………………………… 35

3-4- تعیین حجم مولار اضافی ………………………………………………………………………………………………………. 41

3-5-  معادله بررسی شده برای حجم مولار اضافی (پریگوگن-فلوری –پترسون ).. 45

3-6- تعیین ضریب انبساط دمایی اضافی……………………………………………………………………………………………… 46

3-7- اندازه گیری گرانروی……………………………………………………………………………………………………………………… 49

3-8- انحراف گرانروی……………………………………………………………………………………………………………………………… 51

3-9- انرژی آزاد گیبس اضافی فعالسازی G*E…………………………………………………………………………………….. 55

3-10- محاسبه حجم­های مولی جزیی و  حجم­های مولی جزیی اضافی…………………………………………… 59

فصل چهارم : بحث و نتیجه ­گیری……………………………………………………………………………………………………………. 67

4-1-  تغییرات حجم اضافی مخلوط­ها…………………………………………………………………………………………………… 67

4-2- بررسی تغییرات انحراف گرانروی (Δη) مخلوط­ها…………………………………………………………………. 71

4-3- بررسی تغییرات انرژی آزاد گیبس اضافی فعالسازی G*E………………………………………………………… 76

-3- بررسی تغییرات ضریب انبساط پذیری دمایی هم­فشار………………………………………………………………….. 78

4-4- حجم­های مولی جزئی و  حجم­های مولی جزئی اضافی مخلوط­های دو جزئی…………………………. 81

فصل پنجم: نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 86

نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 86

پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی………………………………………………………………………………………………………………… 88

مراجع  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 89

عنوان                                                       فهرست جداول                                صفحه

34

37

38

39

40

جدول 3-6- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 42

جدول 3-7- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد  برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن                    42

جدول 3-8- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف   43

 

 

جدول 3-9- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد  برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن        43

جدول 3-10- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف 44

جدول 3-11- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن                44

45

46

46

47

47

جدول 3-17- مقادیر ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن در دماهای مختلف     …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 48

48

جدول 3-19- شماره­های کاپیلار جهت اندازه گیری گرانروی مایعات مختلف… … 50

جدول 3-20- گرانروی ترکیبات خالص در دمای 298.15 کلوین با توجه به مراجع ذکر شده 50

جدول 3-21- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن.. .. 52

جدول 3-22- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن.. .. 52

جدول 3-23- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن.. .. 53

جدول 3-24- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن    53

جدول 3-25- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن.. .. 54

جدول 3-26- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن 54

جدول 3-27- مقادیر  برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف… … 56

جدول 3-28- ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن      56

جدول 3-29-  مقادیر  برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف… … 57

جدول 3-30-  ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن 57

جدول 3-31-  مقادیر  برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف… … 58

جدول 3-32-  ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد  برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن    58

جدول 3-33- حجم مولی ترکیبات خالص در سه دما 60

جدول 3-34- حجم مولی جزیی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف      61

جدول 3-35- حجم مولی جزیی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای        مختلف      62

جدول 3-36- حجم مولی جزیی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف      63

جدول 3-37- حجم مولی جزیی اضافی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف     64

جدول 3-38- حجم مولی جزیی اضافی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف      65

جدول 3-39- حجم مولی جزیی اضافی  و  برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف      66

عنوان                                                      فهرست اشکال                                                  صفحه

شکل-2-1- سیالی که بین دوصفحه جریان دارد………………………………………………………………………………….. 7

شکل-2-2- گرانرومتر استوالد……………………………………………………………………………………………………………………. 9

شکل-2-3- دستگاه اندازه گیری گرانروی با روش استوک……………………………………………………………………… 10

شکل-2-4- ساختار گرانرومترشات گراته………………………………………………………………………………………………….. 11

شکل-2-5- پیکنومتر پر شده با مایع رنگی……………………………………………………………………………………………… 13

شکل-2-6- تصویر لوله  Uشکل………………………………………………………………………………………………………………… 15

شکل-2-7- ارتعاش نوسانگر………………………………………………………………………………………………………………………. 16

شکل-2-8- تغییرات حجم محلول بر اثر افزایش یک مول حل­شونده…………………………………………………… 32

شکل-3-1- دستگاه چگالی سنج آنتون پار………………………………………………………………………………………………. 35

نمودار 3-2- نمودار تغییرات چگالی سیستم دوتایی  سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف…………. 38

39

40

67

نمودار4-2- تغییرات حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف         68

68

70

72

72

73

73

نمودار4-10- تغییرات انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف 74

74

نمودار4-12- تغییرات  برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 76

نمودار4-13- تغییرات  برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف….. 76

نمودار4-14- تغییرات  برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف….. 77

78

79

79

81

82

83

83

84

نمودار 4-23- تغییرات حجم مولی جزئی نیتروبنزن برای سیستم دوتایی  سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 84

85

85

 

چکیده

چگالی و گرانروی مخلوط های دوتایی سولفولان با کلرو بنزن، بروموبنزن و نیتروبنزن در محدوده کسر مولی (0-1) در دماهای 15/298، 15/303و 15/308 کلوین و در فشار جو اندازه گیری شد

از روی اطلاعات تجربی چگالی و گرانروی حجم مولار اضافی، ضریب انبساط دمایی اضافی، انحراف گرانروی و مقادیر انرژی آزاد گیبس فعال­سازی اضافی و همچنین مقادیر حجم های مولی جزئی نیز محاسبه گردید.

کمیت های ترمودینامیکی اضافی نام برده شده در بالا در معادله ردلیچ-کیستر قرار داده شد تا پارامترهای برهمکنش­های دوتایی تخمین زده شود. از نتایج تجربی حجم مولار اضافی توسط نظریه پریگوگن-فلوری-پترسون مقادیر حجم مولار اضافی پیش بینی و بهم ارتباط داده شدند

نتایج نشان داد که مقادیر حجم مولار اضافی برای همه محلول­های دوتایی منفی می باشد همچنین مقادیر گرانروی و انرژی آزاد گیبس فعال­سازی اضافی منفی بدست آمد . میزان و نوع برهمکنش­های بین حلال و حل شونده های مخلوط­های دوتایی نیز تفسیر گردید

واژه های کلیدی

مخلوط­های دوتایی، معادله ردلیچ -کیستر، خواص اضافی، نظریه پریگوگن-فلوری-پترسون، ضریب انبساط دمایی اضافی

فصل اول: مقدمه

 

مخلوط­های دوتایی

محلول به ترکیب همگن دو یا چند ماده گفته می­‌شود منظور از ترکیب همگن این است که اجزای تشکیل دهنده مخلوط در یک فاز باشند و اجزاء آن قابل تفکیک از یکدیگر نیستند.. به­ طور معمول ماده­ای که به مقدار بیشتری در مخلوط موجود باشد، حلال نامیده می­ شود. حلال می ­تواند گاز، مایع و یا جامد باشد. به مواد دیگری که در محلول موجود هستند (به غیر از حلال) حل شونده می­گویند. حلال در هر فاز فیزیکی باشد، محلول هم در همان فاز خواهد بود. محلول­ها نقش بسیار مهمی در مطالعات علمی و تحقیقاتی دارند زیرا اکثر پدیده­های شیمیایی و بیوشیمیایی در فاز محلول انجام می­گیرد. سیستم های دوتایی از نقطه نظرهای متعددی حائز اهمیت می­باشند خواص شیمی فیزیکی مخلوط دوتایی از دو نقطه نظر نظری و عملی برای درک نظریه مایع اهمیت دارد ]1[. خواص ترمودینامیکی محلول­های مایع دوتایی اغلب براساس توابع اضافی هما­نند حجم مولار اضافی، آنتالپی اضافی و انرژی گیبس اضافی، مطرح می­شوند،­ مطالعه این خواص ترمودینامیکی و درجه انحراف آن از حالت ایده آل در درک طبیعت بر همکنش­های بین مولکولی میان دو محلول و همچنین به عنوان یک روش کمی و کیفی برای استنباط اطلاعات مربوط به ساختار مولکولی و نیروهای بین مولکولی بسیار مفید است [3,2].

از میان این خواص ترمودینامیکی، خواصی مانند چگالی، گرانروی، ضریب شکست، وخواص حجمی مرتبط با آن بیشتر مورد بررسی قرار می­گیرند زیرا این اطلاعات منعکس کننده رفتار واقعی حل شونده و میزان برهمکنش آن با حلال می­باشد که از این دانش می­توان در عملیات­های مهندسی مانند طراحی، کنترل و بهینه­سازی فرایندهای شیمیایی استفاده نمود [4].

اطلاعات چگالی، گرانروی مایعات خالص و مخلوط­ها به منظور اهداف نظری و عملی حائز اهمیت می‌باشند و از نظر کمی و کیفی در مطالعه جنبه­ های ترمودینامیک – انتقال مرتبط با جریان مایع و گرما مفید می­باشد [5].

سولفولان یک حلال آب­گریز دو قطبی، با فرمول مولکولی C4H8SO2 دارای جرم مولکولی 17/120 گرم بر مول می­باشد که به شکل مایع خالص بی­رنگ است اما در صنعت اغلب در رنگ زرد روشن به علت برهمکنش با هوا می باشد که که بطور وسیع در صنعت نفت برای بازیافت ترکیبات آروماتیک و دیگر ترکیبات آلی با روش استخراج مایع[1] بکار می­رود و همچنین در استخراج گاز  برای خالص­سازی و تصفیه بخار گاز طبیعی استفاده می­ شود و برای جزء جزء کردن اسید چرب به اجزای اشباع و غیر اشباع، به عنوان حلال واکنش برای تهیه  پیریدین، ایزوسیانات، تهیه دارو و همچنین فرایند پلیمریزاسیون کاربرد و اهمیت ویژه­ای دارد [7,6].

کلروبنزن، یک مولکول قطبی است و به عنوان یک ترکیب مهم در سینتیک شیمیایی، در فرایند دارویی و بیولوژیکی”ضد قارچ”، به عنوان ضدعفونی کننده و به طور گسترده­ای در تهیه حلال­های صنعتی به­کار می­رود [9,8].

برومو بنزن مایعی زرد رنگ با بویی معطر که یک هالو بنزن است و به عنوان یک ماده اولیه در ساخت فن سیکلیدین استفاده می­ شود و همچنین به عنوان حلال صنعتی و یک افزود­نی در روغن­های موتور به­کار می­رود و همچنین در تولید دارو کاربرد دارد [10].

نیترو بنزن، یک حلال دو قطبی چند منظوره است که برای تحقیقات سینیتیکی و الکتروشیمیایی به­کار می­رود که 95% آن در تهیه آنیلین مصرف می­ شود و همچنین در تهیه لاستیک ، آفت­کشها، مواد منفجره، دارو و همچنین به عنوان یک عطر ارزان قیمت در تهیه صابون و موارد بسیار دیگر کاربرد دارد ]13,11[

مروری بر پژوهش­های انجام شده

کریشنا و همکارانش[2] در سال 2009 چگالی، گرانروی، مخلوط­ های دوتایی از سولفولان با آمین آلیفاتیک را در دمای15/308 درجه کلوین و در فشار اتمسفر اندازه ­گیری کردند و توابع اضافی مربوطه را محاسبه و علامت و بزرگی این

• فهرست مطالب

عنوان                                                 صفحه
چکیده 1
فصل اول            2
1-1    مقدمه      2
1-2    آمارپسماند. 3
1-3    روش­های حذف پسماند. 3
1-3-1   روش دفن زباله. 3
1-3-2   روش سوزاندن پسماند. 4
1-3-3   تبدیل پسماند به کمپوست… 4
1-3-4   بازیافت    4
1-3-5   پیرولیز. 5
فصل دوم :مروری بر مطالعات انجام شده. 6
2-1    طبقه بندی پلیمرها 6
2-1-1   الاستومرها 6
2-1-2   پلاستیک­ها 10
2-1-3     شکست پلی اتیلن.. 13
2-2    انواع تخریب    13
2-3    پیرولیز پلاستیک­ها و رابرها 14
2-4-1     محصولات جانبی پیرولیز. 15
2-5    آزمون­های مورد استفاده در پیرولیز. 16
2-5-1   گرماوزن سنجی حاصل از پیرولیز تایرهای ضایعاتی با سرعت حرارت دهی بالا.. 16
2-5-1   بررسی نمودارهای گرما وزن سنجی.. 17
2-6    کاتالیست­های مورد استفاده در پیرولیز. 21
2-6-1   کاتالیست غربال مولکولی   21
2-6-2   مقدار کاتالیست… 23
2-7    سرعت همزن. 27
2-8      پارامترهای فرایندی مؤثر بر پدیده پیرولیز پلی الفین ها 28
2-8-1   تأثیر دما برروی فرایند پیرولیز. 28
2-8-2   تأثیر کاتالیست برروی فرایند پیرولیز. 32
2-8-3   تأثیر گازهای حامل بر فرایند پیرولیز. 36
2-8-4   تأثیر سرعت همزن بر روی فرایند پیرولیز. 38
2-9    چند مثال مختلف از پیرولیز. 40
فصل سوم: مواد و روش­ها 42
3-1    روش­های آزمون. 42
3-1-1  روش انجام آزمون پیرولیز. 42
3-1-2   روش انجام آزمون با بهره گرفتن از دستگاه گرماوزن سنجی 43
3-1-3  دستگاه کروماتوگرافی گازی.. 44
3-2    مواد آزمون. 44
3-2-1   استایرن بوتادین رابر. 44
3-2-2   پلی بوتادین رابر. 45
3-2-5   کاتالیست H-Mordenite. 47
3-2-6   کاتالیست  HZSM-5. 47
3-2-7   پلی اتیلن سنگین.. 48
فصل چهارم: تحلیل نتایج و بحث   .. 49
4-1    مقدمه      49
4-2    پیرولیز پلی اتیلن سنگین   49
4-2-1   پیرولیز حرارتی  پلی اتیلن سنگین.. 50
4-2-2   پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین.. 50
4-3    پیرولیز پلی پروپیلن.. 55
4-3-1   پیرولیز حرارتی پلی پروپیلن.. 55

 

4-3-2   پیرولیز کاتالیستی پلی پروپیلن.. 56
4-4    پیرولیز پلی بوتادین رابر. 60
4-4-1   پیرولیز حرارتی پلی بوتادین رابر. 60
4-4-2   پیرولیز کاتالیستی پلی بوتادین رابر. 60
4-4-3   تأثیر درصدکاتالیست FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66
4-4-4   بررسی روند تغییرات دما طی فرایند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69
4-5    پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 71
4-5-1   پیرولیز حرارتی استایرن بوتادین رابر. 71
4-5-2   پیرولیز کاتالیستی استایرن بوتادین رابر. 72
4-5-3   بررسی تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 76
4-7     نتایج آزمون گرما وزن سنجی.. 84
4-7-1   بررسی تخریب پلی بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 84
4-7-2   بررسی تخریب استایرن بوتادین رابر با بهره گرفتن از گرما وزن سنجی.. 90
فصل 5 : نتیجه گیری و پیشنهادات    93
5-1    نتایج        93
5-2    پیشنهادات    96
ضمائم      97
مراجع    121
فهرست اشکال
شکل ‎1‑1 شکل درصد پسماندهای تولیدی در انگلیس. 3
شکل ‏2‑1 مقایسه­ منحنی­های گرما وزن سنجی برای پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن با سرعت حرارت دهی K/min10،تحت گاز نیتروژن 17
شکل ‏2‑2 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC در سرعت های حرارت دهی مختلف 18
شکل ‏2‑3 منحنی های کاهش وزن تخریب پلی پروپیلن با کاتالیست FCC و کاتالیست های بازیابی شده 19
و کاتالیست های کک­دار شده 20
شکل ‏2‑5  منحنی گرما وزن سنجی  در تخریب الاستومرNR/SBR با سرعت حرارت دهی 40 درجه سانتی گراد بر دقیقه 21
شکل ‏2‑6 درصد محصول مایع حاصل از پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC (خط ممتد:کاتالیستی، خط­چین: حرارتی و در دمای مربع: 400 درجه­ سانتیگراد، دایره: 430 درجه­ سانتیگراد)…………………………………………………………………………………………………………………………25
شکل ‏2‑7  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز حرارتی پلی اتیلن سنگین در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 26
شکل ‏2‑8  درصد ترکیبات مختلف در محصول پیرولیز کاتالیستی پلی اتیلن سنگین با کاتالیست FCC در دمای 430 درجه­ سانتیگراد 27
شکل ‏2‑9 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دماهای مختلف و با کاتالیست  FCC. 29
شکل ‏2‑10 تأثیر دما بر روی ترکیب درصد محصولات پیرولیزپلی اتیلن سنگین 32
شکل ‏2‑11 مقایسه هیدروکربن­های حاصل از تخریب کاتالیستی ترکیب پلاستیک­های پرمصرف به عنوان تابعی از زمان در دمای 390 درجه سانتیگراد و با کاتالیست­های مختلف… 35
شکل ‏2‑12 بازده محصول مایع حاصل از تخریب کاتالیستی پسماندهای پلاستیکی مختلف با کاتالیست FCC در دمای 400 درجه سانتیگراد 36
شکل ‏2‑13 فرایند پیرولیز LDPE(Miskokzi) 40
شکل ‏3‑1 سیستم آزمایشگاهی پیرولیز 43
شکل ‏4‑2  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 64
شکل ‏4‑3 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65
شکل ‏4‑4 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68
شکل ‏4‑5  مقایسه­ میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز PBR  با کاتالیست FCC. 71
شکل ‏4‑6  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 75
شکل ‏4‑7  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76
شکل ‏4‑8 میزان محصول مایع خروجی بر حسب زمان و دما در پیرولیز SBR  با کاتالیست FCC.. 79
شکل ‏4‑9 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست FCC در شرایط مناسب. 80
شکل ‏4‑10 مقدار محصول مایع خروجی در پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیستHZSM-5. 81
شکل ‏4‑11 مقدار محصول مایع  خروجی حاصل از پیرولیز پلیمرهای مختلف با کاتالیست H-Mordenite. 83

شکل ‏4‑13 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H26 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88
شکل ‏4‑14 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H33 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 88
شکل ‏4‑15  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H39 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89
شکل ‏4‑16  نمودار تخریب حرارتی نمونه­ H47 در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 89
شکل ‏4‑17  نمودار تخریب حرارتی پلی بوتادین رابر و نمونه­های پخت شده­ی آن در سرعت 15 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 90
شکل ‏4‑18 نمودار تخریب حرارتی نمونه­ SBR در سرعت­های 15، 30 و45 درجه­ سانتیگراد بر دقیقه. 91
فهرست جداول
جدول ‏2‑1  انواع فرایند تبدیل پلیمرها به کوچک مولکول­ها 14
جدول ‏2‑2  درصد آروماتیک موجود در جزء  مایع حاصل از شکست مخلوط پلی الفینی در ˚C400 تحت کاتالیست HZSM-5 و در نسبت­های متفاوت پلیمر به کاتالیست… 24
جدول ‏2‑3  درصد محصولات حاصل از تخریب پلی اتیلن سنگین در 430 درجهی سانتیگراد. 24
جدول ‏2‑4  محصولات و شرایط پیرولیز پلی الفین­ها. 31
جدول ‏2‑5  اثر کاتالیست FCC روی پیرولیز در پنج درصد متفاوت از صفر تا 60 درصد کاتالیست نسبت به پلیمرپلی اتیلن سنگین در دمای  C˚450 و با سرعت همزن RPM50. 34
جدول ‏2‑6  تأثیر گازهای حامل مختلف بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی  در دمای 450 درجه سانتی گراد و با کاتالیست FCC. 37
جدول ‏2‑7  جدول تأثیر همزن بر روی محصولات پیرولیز پلی اتیلن سبک خطی 39
جدول ‏3‑1 مشخصات استایرن بوتادین رابر. 45
جدول ‏3‑2 مشخصات پلی بوتادین رابر. 46
جدول ‏3‑3 مشخصات پلی پروپیلن. 46
جدول ‏3‑4  مشخصات کاتالیست FCC مورد استفاده. 47
جدول ‏3‑5  نتایج آزمون  BET كاتالیست­های تجاری استفاده شده. 47
جدول ‏3‑6  مشخصات پلی اتیلن سنگین استفاده شده. 48
جدول ‏4‑1  درصد محصولات پیرولیز حرارتی وکاتالیستی  پلی اتیلن سنگین در آزمایش­های مختلف. 51
جدول ‏4‑2  توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با 15 درصد از کاتالیست FCC و HZSM-5. 53
جدول ‏4‑3  توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی اتیلن سنگین با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 54
جدول ‏4‑4  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی پروپیلن در آزمایش­های مختلف. 56
جدول ‏4‑5 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با 15 درصد از کاتالیست­های FCC وHZSM-5. 58
جدول ‏4‑6 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی پروپیلن با کاتالیست­های FCC و HZSM-5. 59
جدول ‏4‑7  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی پلی بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 61
جدول ‏4‑8  تنوع ترکیبات موجود در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 63
جدول ‏4‑9 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن، درصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر باکاتالیست­های مختلف. 65
جدول ‏4‑10 تأثیر مقدار کاتالیست  FCC بر پیرولیز پلی بوتادین رابر. 66
جدول ‏4‑11 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 67
جدول ‏4‑12 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز پلی بوتادین رابر با درصدهای مختلف از کاتالیست FCC. 68
جدول ‏4‑13 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع خروجی طی فرایند پیرولیز پلی بوتادین رابر. 69
جدول ‏4‑14  درصد محصولات پیرولیز حرارتی و کاتالیستی استایرن بوتادین رابر در آزمایش­های مختلف. 72
جدول ‏4‑15 توزیع ترکیبات مختلف در محصول مایع حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با 15 درصد از کاتالیست­های مختلف. 74
جدول ‏4‑16 توزیع محصول مایع از نظر تعدادکربن ودرصد محصولات در گستره­ی بنزین حاصل از پیرولیز استایرن بوتادین رابر با کاتالیست­های مختلف. 76
جدول ‏4‑17 تأثیر درصد کاتالیست FCC بر پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 77
جدول ‏4‑18 روند تغییرات دما و میزان محصول مایع طی فرایند پیرولیز استایرن بوتادین رابر. 78
در تخریب پلی بوتادین رابر با سرعت­های حرارت دهی مختلف. 86
جدول ‏4‑20 مکانیسم­های شکست پلی بوتادین رابر در سه مرحله­ شروع، رشد و اختتام برای سرعت­های مختلف. 86
جدول ‏4‑21 سیستم پخت نمونه­های پلی­بوتادین رابر با درصدهای مختلف شتاب دهندهTMTD. 8

  فهرست مطالب

عنوان                                                                         صفحه

چکیده 1

فصل اول – کلیات

• پیشگفتار3
• اهمیت موضوع3
• اهداف تحقیق 4

فصل دوم – بررسی متون و مطالعات دیگران در این زمینه

بخش اول  – گیاه شناسی

2-1-1 تیره نعنا 7

2-1-2 اختصاصات تشریحی تیره نعنا8

2-1-3 رده بندی گیاه نعنا فلفلی 8

2-1-4 اسامی مختلف 8

2-1-5 ریخت شناسی و مرفولوژی گیاه نعنا فلفلی 9

2-1-6 کشت گیاه 11

2-1-7 برداشت محصول 12

2-1-8 ترکیبات شیمیایی 12

2-1-9 اسانس نعنا فلفلی 13

2-1-10 مشخصات 14

2-1-11 تاریخچه 15

2-1-12 خواص درمانی 15

2-1-13 فرآورده های دارویی   L.) Mentha piperita)16

    بخش دوم –آنتی اکسیدان ها، فلانوئید ها، فنل ها واثرات آنها

2- 2-1 رادیکال آزاد 18

2-2-2 عوامل مؤثر در تشکیل رادیکال آزاد 19

2-2-3 انواع رادیکال های آزاد 20

2-2-4 رادیکال های آزاد و بیماریها 22

2-2-5 ترکیبات آنتی اکسیدانی 23

2-2-6 آنتی اکسیدانهای طبیعی و اهمیت آن23

2-2-7 نحوه طبقه بندی آنتی اکسیدنها بر حسب عملکرد 24

2-2-8 مکانیسم علمکرد آنتی اکسیدانها محافظ 25

2-2-9 مکانیسم عملکرد آنتی اکسیدانهای شکننده زنجیره27

2-2-10 انواع آنتی اکسیدانها از نظر منشأ 29

2-2-11 نقش گیاهان به عنوان منابع آنتی اکسیدانی 30

2-2-12 کاربرد آنتی اکسیدان‏ها 31

2-2-13 فلاونوئیدها 32

2-2-14 پراکندگی فلاونوئیدها در طبیعت 33

2-2-15 نقش فلاونوئیدها در طبیعت 34

2-2- 16 ا نواع فلاونوئیدها 35

2-2-17 خواص فیزیکو شیمیایی فلاونوئیدها 36

2-2-18 نقشهای بیولوژیک فلاونوئیدها 37

2-2- 19خواص درمانی و صنعتی و اثرات فلاونوئیدها 38

2-2- 20منابع مهم غذایی 40

2-2-21 ترکیبات فنلی 40

2-2-22 ساختار شیمیایی ترکیبات فنلی 41

2-2-23 جایگاه ترکیبات فنلی و عملکرد آنها 41

   بخش سوم– روش های استخراج مواد موجود در گیاهان

2-3-1 تأثیر شرایط اکولوژیک بر مواد و خواص گیاهان دارویی 44

2-3-2 زمان برداشت 46

2-3-3 روش های خشک کردن گیاهان دارویی 46

2-3-4 آسیاب کردن 47

2-3-5 عصاره 48

2-3-6 عصاره تام 48

2-3-7 استخراج مواد گیاهی 49

2-3-8 روش های استخراج50

2-3-9 روش های تصفیه و جدا سازی عصاره 55

2-3-10 روش های مختلف تغلیظ عصاره 56

2-3-11 روش محاسبه میزان عصاره براساس در صد 57

2-3-12 ارزیابی عصاره های گیاهی 57

    بخش چهارم – اسانس و روش های استخراج آن

 

 

2-4-1 اسانس چیست  59

2-4-2 عوامل مؤثر بر کیفیت و کمیت اسانس 59

2-4-3 محل اسانس در گیاه 60

2-4-4 ویژگی فیزیکی اسانس 60

2-4-5 جنس اسانس 61

2-4-6 شیمی اسانس62

2-4-7طبقه بندی اسانس براساس عامل شیمیایی 63

2-4-8 روش های جدا سازی اسانس از گیاه 65

2-4-9 کاربرد اسانس ها و اثرات درمانی  67

2-4-10 عوارض جانبی اسانس ها 69

2-4-11 دلیل استفاده از اسانس ها به جای گیاهان دارویی 70

بخش پنجم – متیل جاسمونات

2-5-1 هورمون های گیاهی72

2-5-2 متیل جاسمونات 72

2-5-3 ترکیبات شیمیایی متیل جاسمونات 73

2-5-4 محل تولید 73

2-5-5 روش های کاربرد 74

2-5-6 اثرات متیل جاسمونات در گیاهان 74

فصل سوم – مواد و روش ها 

   بخش اول –  مواد و وسایل لازم    

3-1-1 مواد و وسایل مورد نیاز 79

3-1-2 تهیه نمونه 80

3-1-3 نحوه اسپری نمونه 81

3-1-4 جمع آوری و خشک کردن 81

3-1-5 پودر کردن  82

3-1-6 تهیه عصاره به روش خیساندن(ماسراسیون) 82

3-1-7 اسانس گیری83

3-1-8 مواد و وسایل لازم برای تهیه اسانس83

3- 1-9 روش تهیه اسانس    84

    بخش دوم – روش های اندازه گیری

3-2-1 روش اندازه گیری فعالیت آنتی اکسیدانی 87

3-2 -2 روش DPPH 87

3-2- 3تست DPPH 90

3-2-4روش کار تعیین محتوای تام فنلی 93

3-2-5 روش کار تعیین محتوای تام فلاونوئیدی94

فصل چهارم – تحلیل و آنالیز نتایج

4-1 نتایج حاصل از رشد گیاه97

4-2 نتایج استخراج اسانس 99

4-3 میزان عصاره و درصد عصاره 100

4-4 بررسی نتایج فعالیت آنتی اکسیدانی 100

4-5 بررسی نتایج حاصل از محتوای تام فنلی عصاره ها 106

4-6 بررسی نتایج حاصل از محتوای تام فلاونوئیدی عصاره ها108

فصل پنجم – بحث و پیشنهادات

5-1 بحث 112

5-2 پیشنهادات 116

منابع119

چکیده انگلیسی 130

ضمائم 131

فهرست اشکال

عنوان                                                                                    صفحه

شکل (1-2) گیاه نعنا فلفلی 9

شکل (2-2) گیاه نعنا فلفلی به همراه گل آذین آن 11

شکل (2-3) عوامل خارجی در تولید رادیکال آزاد 20

شکل (2-4)  ساختار موکلولی گلوتاتیون GS 26

شکل (2-5) ساختار فلاونوئیدی 32

شکل (2-6) ساختار متیل جاسمونات 73

   شکل (3-1) نمونه دریافت شده از مرکز تحقیقات ولنجک 80

   شکل (3-2) دکانتور های حاصل از چهار گروه برای تهیه ی عصاره 83

شکل (3-3) دستگاه کلونجر 84

شکل (3-4) ساختار DPPH 88

شکل (3-5)واکنش احیا رادیکال DPPH88

شکل(3-6)دستگاه اسپکتروفوتومتر 92

شکل (3-7)اثر رادیکال DPPH بر غلظت های مختلف عصاره نعنا  فلفلی92

شکل(3-8) اثر فولین –سیوکالیتو بر عصاره گیاه نعنا فلفلی94

شکل (4-1) میزان رشد نمونه شاهد با آب 97

شکل (4-2) میزان رشد نمونه شاهد با الکل98

شکل (4-3) میزان رشد نمونه تیمار 50 میکرو مولار99

شکل (4-4) میزان رشد نمونه تیمار 100 میکرو مولار100

شکل (4-5) نموداردرصد مهار DPPH در غلظت های مختلف نمونه شاهد با آب101

شکل(4-6) نمودار نموداردرصد مهار DPPH در غلظت های مختلف نمونه شاهد با الکل101

شکل (4-7) نموداردرصد مهار DPPH در غلظت های مختلف نمونه تیمار 50 میکرو مولار102

شکل(4-8) نموداردرصد مهار DPPH در غلظت های مختلف نمونه تیمار 100 میکرو مولار102

شکل (4-9) مقایسه میانگینIC50 ±STD error در نمونه های مختلف شاهدها و تیمارها103

شکل(4-10) نمودار مقایسه میانگین جذب نمونه ها در غلظت مختلف ±STD Error در سطح p*≤0.01104

شکل (4-11) نمودارحاصل از منحنی کالیبراسیون استاندارد گالیک اسید106

شکل (4-12)نمودارمیانگین جذب نمونه ها در بررسی محتوای تام فنلی±STD Error 107

شکل(4-13) نمودار حاصل از منحنی کالیبراسیون استاندارد روتین 108

شکل (4-14) نمودار میانگین جذب نمونه ها در بررسی محتوای تام فلاونوئیدی ±STD Error 109

فهرست جداول

عنوان                                                                                   صفحه

   جدول (4-1) میزان اسانس تولید شده99

جدول (4-2)میزان عصاره و درصد عصاره100

جدول (4-3) میانگین IC50 ±STD error 5 در سطحP*≤0.05104

جدول (4-4) میانگین جذب نمونه ها در بررسی محتوای فنلی ±STD error با p*≤0.01105

جدول(4-5) نتایج برحسب mg گالیک اسید درگرم نمونه های عصاره 107

جدول(4-6) نتایج برحسب mg گالیک اسید درگرم نمونه های عصاره متانولی108

جدول (4-7) میانگین جذب نمونه ها در بررسی محتوای فلاونوئیدی ±STD error با p≤0.01110

جدول(4-8) نتایج برحسب mg روتین در گرم نمونه های عصاره متانولی110

چکیده

گیاهان منبع غنی از ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی هستند که از مهمترین آنتی­اکسیدان­های طبیعی به شمار می­آیند. آنتی­اکسیدان­های موجود در رژیم غذایی به لحاظ محافظت بدن در مقابل استرس اکسیداتیو و حفظ سلامت حائز اهمیت هستند. در این تحقیق به بررسی تأثیر متیل جاسمونات بر محتوای فنلی و فلاونوئیدی و همچنین اثر آنتی­اکسیدانی و ضدرادیکالی گیاه نعنا فلفلی پرداخته می­ شود .

روش تحقیق: در این مطالعه نمونه­های گیاه نعنا  فلفلی به مدت 7 هفته نگهداری شده و سپس با محرک رشد متیل جاسمونات 50 و 100 میکرو مولار مورد تیمار قرار گرفته­اند. در ادامه میزان محتوای تام فنلی و فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه به روش اسپکتروفتومتری تعیین شده و در نهایت فعالیت آنتی­اکسیدانی عصاره گیاه در غلظت­های مختلف با بهره گرفتن از روش مهار رادیکال آزاد 2 و2 دی فنیل 1-پیکریل هیدرازیل DPPH)) اندازه ­گیری شد. تجزیه و تحلیل داده ­ها با نرم افزار SPSS نسخه 16 و روش آزمون آنالیز واریانس انجام شد.

یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد که میزان اسانس حاصل با افزایش غلظت تیمار بیشتر شده و در نمونه تیمار 100 میکرو مولارافزایش چشمگیر­تر بود. وهمچنین برای گروه­های شاهد با آب، شاهد با الکل، تیمار 50 میکرو مولارو تیمار 100 میکرو مولار محتوای تام ترکیبات فنلی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرم­های گالیک اسید بر گرم نمونه به صورت  05/216،  75/224، 45/304 و 45/433 و محتوای تام ترکیبات فلاونوئیدی عصاره متانولی گیاه برحسب میلی گرمهای روتین به گرم نمونه به ترتیب 29/13، 84/13، 99/14 و 46/19میانگین غلظت عصاره در مهار 50 درصد IC50))± Std error به ترتیب 73/1±41/81 ، 46/1±05/77 ،11/2±81/64 و 55/0±13/58 حاصل گردید.

    نتیجه ­گیری: این نتایج نشان می­ دهند که محتوای تام فنلی وفلاونوئیدی و نیز قدرت عصاره گیاه در مهار رادیکال DPPH)) افزایش یافته است. بنابراین می­توان با در نظر گرفتن دیگر جنبه­ های سلامتی و زیست محیطی از متیل جاسمونات هنگام کشت گیاه نعنا فلفلی استفاده نمود.

کلید واژه ­ها: متیل جاسمونات، نعنا فلفلی، محتوای فنلی، محتوای فلاونوئیدی، اثر آنتی­اکسیدانی

فصل اول

 

کلیات

1-1 پیشگفتار

پیوند انسان با گیاهان همواره با رمز و رازهایی ناشناخته همراه بوده و همیشه انسان سعی نموده تا با بهره گرفتن از اطلاعات پیشینیان و تجربیات علمی وعملی خود رازهای دنیای اسرار آمیز گیاهان راکشف کند. از دوران کهن استفاده از

 

فهرست

عنوان                                                                                                                               صفحه
چکیده……………………………………………………………………………………………………………………….1
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….2
فصل اول:کلیات
(1-1)تاثیر سولفور بر آلایندگی خودرو…………………………………………………………………………..10
(1-2)تاثیرات سولفور بر روی موتورهای دیزل و تکنولوژی کنترل آلاینده ها…………………………..11
(1-3) منشا پیدایش سولفور……………………………………………………………………………………….12
(1-4)انواع روش های شیرین سازی……………………………………………………………………………….13
                 (1-4-1)شیرین سازی دکتر………………………………………………………………………………14
                 (1-4-2)شیرین سازی کلرید مس………………………………………………………………………15
                 (1- 4-3)فرایند هیپوکلریت……………………………………………………………………………….17
                 (1-4-4)فرایند غربال مولکولی…………………………………………………………………………..18
                 (1-4-5)شستشو با محلول سود…………………………………………………………………………20
                 (1-4-6)فرایند مراکس…………………………………………………………………………………….22
               (1–4-7) فرایندDMD…………………………………………………………………………………………24
                (1-4-8)فرایند DMC……………………………………………………………………………………….26
                (1- 4– 9)تصفیه هیدروژنی………………………………………………………………………………..42
فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته
فصل سوم: آنالیز و بررسی فرایند گوگردزدایی از نفتا (DMD)
(3-1)تعریف ………………………………………………………………………………………………………..67
 (3-2)طراحی و شبیه سازی فرایند…………………………………………………………………………….68
 (3-3)ویژگی های HYSYS…………………………………………………………………………………….68
 (3-4)کاربرد های شبیه سازی ………………………………………………………………………………….69
 (3-5) نرم افزار های مشابه……………………………………………………………………………………..69
 (3-6)روند انجام تحقیق………………………………………………………………………………………….70
                    (3-6-1): مطالعات كتابخانه‌ای ……………………………………………………………………….70
                  (3-6-2): شبیه­سازی فرایند گوگردزدایی از نفتا توسط نرم­افزار HYSYS ……………..72
        (3-7) نتایج کلی از فرایند DMD………………………………………………………………………………..88
فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری
 (4-1):اثر دبی خوراک ورودی  برروی عملکرد فرایند DMD………………………………………91
 فصل پنجم:ارائه پیشنهادات برای ادامه کار در آینده  
(5-1)بحث و نتیجه گیری………………………………………………………………………………………..110
(5-2)بحث و نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات برای ادامه کار در آینده………………………………….113
منابع و ماخذ
         فهرست منابع فارسی…………………………………………………………………………………………….115
        فهرست منابع غیر فارسی………………………………………………………………………………………..116
        چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………..118
فهرست جدول ها
عنوان                                                                                                                       صفحه
جدول(1-1)……………………………………………………………………………………………………………4
جدول(1-2)………………………………………………………………………………………………………….. 13
جدول(1-3)…………………………………………………………………………………………………………..19
جدول(2-1)…………………………………………………………………………………………………………..47
جدول(2-2)…………………………………………………………………………………………………………..47
جدول(2-3)…………………………………………………………………………………………………………..52
جدول(3-1)…………………………………………………………………………………………………………..76
جدول(3-2)…………………………………………………………………………………………………………..77
جدول(3-3)…………………………………………………………………………………………………………..79
جدول(3-4)…………………………………………………………………………………………………………..81
جدول(3-5)…………………………………………………………………………………………………………..82
جدول(3-6)…………………………………………………………………………………………………………..83
جدول(3-7)…………………………………………………………………………………………………………..85
جدول(3-8)…………………………………………………………………………………………………………..86
جدول(3-9)…………………………………………………………………………………………………………..88
جدول(3-10)…………………………………………………………………………………………………………89
جدول(4-1)…………………………………………………………………………………………………………107
جدول(4-2)…………………………………………………………………………………………………………107
 جدول (5-1)……………………………………………………………………………………………………….112
فهرست نمودار ها
عنوان                                                                                                                  صفحه
نمودار(2-1)………………………………………………………………………………………………………..48
نمودار(2-2)………………………………………………………………………………………………………..48
نمودار(4-1)………………………………………………………………………………………………………..91
نمودار(4-2)………………………………………………………………………………………………………..92
نمودار(4-3)………………………………………………………………………………………………………..92

 

نمودار(4-4)………………………………………………………………………………………………………..93
نمودار(4-5)………………………………………………………………………………………………………..93
نمودار(4-6)………………………………………………………………………………………………………..94
نمودار(4-7)………………………………………………………………………………………………………..95
نمودار(4-8)………………………………………………………………………………………………………..96
نمودار(4-9)…………………………………………………………………………………………………………96
نمودار(4-10)………………………………………………………………………………………………………97
نمودار(4-11)………………………………………………………………………………………………………97
نمودار(4-12)……………………………………………………………………………………………………….99
نمودار(4-13)………………………………………………………………………………………………………99
نمودار(4-14)……………………………………………………………………………………………………..100
نمودار(4-15)……………………………………………………………………………………………………..100
نمودار(4-16)……………………………………………………………………………………………………..101
نمودار(4-17)……………………………………………………………………………………………………..101
نمودار(4-18)……………………………………………………………………………………………………..103
نمودار(4-19)……………………………………………………………………………………………………..104
نمودار(4-20)……………………………………………………………………………………………………..104
نمودار(4-21)……………………………………………………………………………………………………..105
نمودار(4-22)……………………………………………………………………………………………………..105
نمودار(4-23)……………………………………………………………………………………………………..106
نمودار(4-24)……………………………………………………………………………………………………..108
نمودار(4-25)……………………………………………………………………………………………………..108
فهرست شکل ها
عنوان                                                                                                                  صفحه
شکل(1-1)……………………………………………………………………………………………………..15
شکل(1-2)……………………………………………………………………………………………………..17
شکل(1-3)……………………………………………………………………………………………………..18
شکل(1-4)……………………………………………………………………………………………………..20
شکل(1-5)……………………………………………………………………………………………………..22
شکل(1-6)……………………………………………………………………………………………………..23
شکل(1-7)……………………………………………………………………………………………………..25
شکل(1-8)……………………………………………………………………………………………………..27
شکل(1-9)……………………………………………………………………………………………………..27
شکل(1-10)……………………………………………………………………………………………………29
شکل(1-11)……………………………………………………………………………………………………31
شکل(1-12)……………………………………………………………………………………………………34
شکل(1-13)……………………………………………………………………………………………………36
شکل(1-14)……………………………………………………………………………………………………38
شکل(1-15)……………………………………………………………………………………………………39
شکل(2-1)……………………………………………………………………………………………………..46
شکل(2-2)………………………………………………………………………………………………………46
شکل(2-3)………………………………………………………………………………………………………….54
شکل(2-4)………………………………………………………………………………………………………….56
شکل(2-5)………………………………………………………………………………………………………….57
شکل(2-6)………………………………………………………………………………………………………….58
شکل(2-7)………………………………………………………………………………………………………….59
شکل(2-8)………………………………………………………………………………………………………….59
شکل(2-9)………………………………………………………………………………………………………….60
شکل(2-10)………………………………………………………………………………………………………..61
شکل(3-1)…………………………………………………………………………………………………………..74
شکل(3-2)…………………………………………………………………………………………………………..75
شکل(3-3)…………………………………………………………………………………………………………..84
 

چكیده

براساس مطالعات انجام شده، فرایندهای مختلفی برای گوگردزدایی از نفتا وجود دارد که برای تعیین روش گوگردزدایی از نفتا، پارامترهایی بسیار تعیین کننده وجود دارد که نوع ترکیبات گوگرددار و دما وفشار عملکردی یکی از مهمترین پارامترهای تعیین ­کننده­ روش گوگردزدایی از نفتا می­باشد. یکی از مهترین ترکیبات مضر که در نفتا وجود دارد H2S، CO2 و COS می­باشدکه مهترین آن COS می­باشد. به­همین ترتیب در این تحقیق، یک فرایند گوگردزدایی از نفتا (DMD) با افزودن دی­اتانل آمین توسط نرم­افزار HYSYS شبه سازی شده است. هدف از طراحی فرایند  DMD، حذف مرکاپتان­ها از یک جهت و حذف H2S و CO2 از یک جهت دیگر می­باشد. که مرکاپتان­های موجود در این فرایند شامل M-Mercaptan و E-Mercaptan می­باشد. فرایند DMD شامل دو راکتور کاتالیستی و جداکننده دو فازی و سه فازی می­باشد. هدف از راکتور کاتالیستی، تبدیل COS به H2S و CO2 می­باشد، و در خروجی از راکتور کاتالیستی دوم در جهت مخالف فرایند، به فرایند دی­اتانل آمین را به آن افزودیم و براساس یکپارچگی فرایند مقدار COS، H2S و CO2 خروجی از فرایند بسیار کاهش یافته است که تقریبا 1/0از CO2 و H2S فرایند از فلش دو فازی خارج شده است و مابقی آن، به­عنوان ورودی به راکتور کاتالیستی اول بازگردانده شده است. هدف از جداکننده سه فازی، خارج کردن هیدروکربن­های سبک و مرکاپتان­ها از خروجی فاز مایع سبک سه فازی می­باشد و هدف از جداکننده دو فازی، خارج کردن H2S و CO2 می­باشد که مقدار بسیار ناچیزی از مرکاپتان­ها به صورت مایع از جداکننده­ دو فازی خارج شده است که این مقدار بسیار ناچیز، پروژه را از هدف دور نخواهد کرد. تقریبا 032/0 و 02/0 از M-Mercaptan و E-Mercaptan خروجی از راکتور کاتالیستی اول از فلش دو فازی خارج شده است. به­ترتیب نسبت M-Mercaptan و E-Mercaptan خروجی از فلش دوفازی به فلش سه فازی برابر است با 05/0 و  03/0.
کلمات کلیدی: فرایند، گوگردزدایی، نفتا، دی اتانل آمین و یکپارچگی.

مقدمه:

امروزه نفت و مشتقات آن تقریباً 37 درصد مصرف انرژی جهان و 90 درصد سوخت وسایل حمل و نقل بزرگراه ها مانند (اتومبیل ها، اتوبوس ها و کامیون ها) و سیستم های حمل و نقل غیر جاده ای مانند( قطارها، کشتی ها و تجهیزات کشاورزی) را تامین می کنند. با این وجود این سیستم ها سبب انتشار ذرات آلاینده[1] و همچنین انتشار گازهای آلاینده ای چون SOx و NOx می گردند که معضلات زیست محیطی را به همراه دارند. گوگرد یکی از آلودگی های اصلی در نفت و فرآورده های آن مخصوصاً دیزل و یا گازوئیل به شمار می رود که سبب ایجاد آلاینده های جامد دوده و آلاینده ی گازی SOx به هنگام احتراق می گردد. دوده عامل اصلی دود و بخارات سیاه رنگ و مضر خروجی از اگزوز است که سهم عظیمی در آلودگی هوا دارد. همچنین حضور مقادیر اندکی گوگرد در سوخت موتورها منجر به از کار افتادن و غیر فعال شدن مبدل های کاتالیستی شده و کارایی و توانایی آن ها را در اکسید کردن ترکیبات مضری چون مونواکسید کربن، هیدروکربن ها و مواد آلی فرار کاهش می دهد. در همین راستا به منظور کاهش اثرات زیان بار این آلاینده ها، قوانین و مقررات زیست محیطی در بسیاری از کشورهای جهان برای کاهش میزان گوگرد فرآورده های نفتی مخصوصاً دیزل و گازوئیل و تبدیل آن ها به فرآورده های با مقدار گوگرد بسیار پایین[2] ( برای مثال ppm15- 10  در مورد گازوئیل)وضع شده و هر روز سخت گیرانه تر نیز می گردد ]1[
به منظور کاستن از میزان انتشار ذرات معلق (دوده) و اکسیدهای گوگرد سازمان های بین المللی مقرراتی به منظور محدود نمودن میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل وضع نمودند. در نوامبر سال 1990آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا[3]  (US-EPA) تمامی وسایل نقلیه موتوری را که از سوخت های دیزلی استفاده می کردند را موظف نمود تا از اکتبر سال 1993 سوخت دیزل با میزان حداکثر گوگرد ppmW 500 را استفاده نمایند که به سوخت دیزل با گوگرد پایین[4] (LSD) شناخته می شود. درژانویه سال 2001 ، این شرایط به صورت سخت گیرانه تری اعلام گردید. در اوایل ژوئن سال 2006  سازمان بین المللی ،پالایشگاه ها را موظف نموده اند تا میزان گوگرد سوخت وسایل نقلیه موتوری را  تا حد ppmW 15  کاهش دهند که به سوخت دیزل با گوگرد بسیار پایین (ULSD) شناخته می شود. در اوایل دسامبر سال 2010 ، تمامی سوخت های دیزل مورد استفاده در بزرگراه ها می بایستی از نوع ULSD باشد. نوع دیگری از سوخت دیزل در سامانه حمل و نقل غیر جاده ای، ریلی و دریایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پیش از سال 2004 محدودیت خاصی توسط EPA برای میزان گوگرد در سوخت دیزل غیر جاده ای وضع نشده بود. البته کاربردهای صنعتی این نوع دیزل مستثنی گردیده بود و محدودیتی تا سقف 5/0 درصدppmW) 5000(درنظر گرفته شده بود.در ژوئن سال  2004، EPA استانداردهای جدیدی را برای این سوخت دیزل وضع نمود. فرایند دو مرحله ای جهت کاستن از میزان گوگرد برای سوخت دیزل غیر جاده ای به صورت زیر وضع گردید:
الف) تا سقف ppmW 500 از ژوئن سال 2007
ب)تا سقفppmW  15از ژوئن سال 2010
به طور مشابه میزان گوگرد برای سوخت های مصرفی در سامانه های ریلی و دریایی به سقف ppmW 500از تاریخ ژوئن 2007محدود گردید و این در حالی است که این میزان برای تاریخ ژوئن 2012 در سقف  ppmW 15تعیین گردیده است.[1]
نفت کوره اساساً در کشتی ها و نیروگاه ها برای تولید برق و همچنین در برخی از سازه های صنعتی و تجاری برای
ایجاد گرما و دیگر مقاصد فرایندی استفاده می گردد. با توجه به کاربردهای خاص نفت کوره خصوصیات آن عموماً بر

فهرست

عنوان                                                                              صفحه

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………………………..1

فصل اول_گرافن و رهایش…………………………………………………………………………………………………………….2

1-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………….3

1-2 آلوتروپ های کربن ………………………………………………………………………………………………………………4

۱-۲-۱ الماس ……………………………………………………………………………………………………………………………..6

۱-۲-۱-۱ خواص الماس ……………………………………………………………………………………………………………..6

۱-۲-۲ گرافیت …………………………………………………………………………………………………………………………..7

گرافن ………………………………………………………………………………………………………………………………83-2-1

۱-۲-۴ فولرن ……………………………………………………………………………………………………………………………..9

۱-۳ تعریف نانو ذرات ………………………………………………………………………………………………………………..10

1-4 پیشینه فناوری نانو ………………………………………………………………………………………………………………12

۱-۵ تاریخچه گرافن …………………………………………………………………………………………………………………..13

۱-۶ ساختار گرافن ……………………………………………………………………………………………………………………..14

۱-۷ شناسایی اکسید گرافن ………………………………………………………………………………………………………….15

۱-۸ ساخت گرافن ……………………………………………………………………………………………………………………..16

۱-۸-۱ روش ازپایین به بالا ………………………………………………………………………………………………………….16

۱-۸-۲ روش از بالا به پایین …………………………………………………………………………………………………………18

1-9 ارتقاء کیفیت اکسید گرافن ……………………………………………………………………………………………………….21

۱-۱۰ ویژگی های گرافن ………………………………………………………………………………………………………………..22

1-11 کاربرد گرافن ………………………………………………………………………………………………………………………..23

1-12 رهایش …………………………………………………………………………………………………………………………………25

1-12-1 سیستم رهایش و گوارش در سگ…………………………………………………………………………………………26

فصل دوم_ اکسی تتراسایکلین و جذب سطحی ………………………………………………………………………………….27

2-1 آنتی بیوتیک …………………………………………………………………………………………………………………………….28

2-1-1 تاریخچه آنتی بیوتیک …………………………………………………………………………………………………………..28

2-1-2 انواع آنتی‌بیوتیکها و مکانیسم اثر …………………………………………………………………………………………….29

2-2 تتراسایکلین …………………………………………………………………………………………………………………………….30

2-3 اکسی تتراسایکلین ……………………………………………………………………………………………………………………30

2-3-1 خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اکسی تتراسایکلین …………………………………………………………………..30

2-3-2 موارد مصرف دارو ……………………………………………………………………………………………………………….31

2-3-3  مکانیسم اثر دارو …………………………………………………………………………………………………………………32

2-3-4 فارماکوکنتیک دارو ……………………………………………………………………………………………………………….32

2-3-5 موارد منع مصرف دارو ………………………………………………………………………………………………………….32

2-3-6دوره پرهیز از مصرف دارو ……………………………………………………………………………………………………..32

2-3-7 شرایط نگهداری دارو ……………………………………………………………………………………………………………33

2-3-8 شناسایی پودر اکسی تتراسایکلین ……………………………………………………………………………………………33

2-3-9 دفع …………………………………………………………………………………………………………………………………….33

2-3-10 موارد منع مصرف و احتیاط  برای سگ ………………………………………………………………………………..33

 

2-3-11 دوز دارو برای سگ…………………………………………………………………………………………………………….34

2-4 جذب سطحی …………………………………………………………………………………………………………………………34

2-4-1 انواع جذب سطحی ……………………………………………………………………………………………………………..35

2-4-2 اساس پدیده ی جذب سطحی ………………………………………………………………………………………………36

2-4-3 گستره ی جذب سطحی ……………………………………………………………………………………………………….36

2-4-4 ایزوترم های جذب ……………………………………………………………………………………………………………..36

2-4-5 ایزوترم جذب فروندلیچ ……………………………………………………………………………………………………….37

2-4-6 ایزوترم جذب لانگمویر ………………………………………………………………………………………………………..39

2-4-7 ایزوترم لانگمویر برای جذب مایع روی جامد …………………………………………………………………………42

2-4-8 ایزوترم اصلاح شده ی لانگمویر ……………………………………………………………………………………………43

2-4-9 ایزوترم لانگمویر-فروندلیچ (معادله ی سیپس) ………………………………………………………………………..44

2-4-10 ایزوترم برونر-ایمت-تلر ……………………………………………………………………………………………………..45

2-4-11 ایزوترم ردلیچ – پترسون ……………………………………………………………………………………………………..47

۲-۴-12 ایزوترم –تمکین ………………………………………………………………………………………………………………..48

2-4-13 عوامل موثر بر جذب …………………………………………………………………………………………………………49

فصل سوم_ روش انجام کار …………………………………………………………………………………………………………….51

3-1هدف انجام آزمایش…………………………………………………………………………………………………………………..52

3-2 مواد شیمیایی، وسایل و دستگاه ها مورد استفاده در این آزمایش ……………………………………………………52

۳-2-1دﺳﺘﮕﺎه ﻫﺎی اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه در آزﻣﺎﻳﺶ ………………………………………………………………………………………52

۳-2-2- مواد شیمیایی جهت ساخت گرافن ………………………………………………………………………………………53

۳-2-3 دستگاه های مورد استفاده جهت ساخت گرافن ……………………………………………………………………….54

۳-2-4 ﻣﻮاد اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه در ﻋﺎﻣﻞ دار ﻛﺮدن اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ اﭘﻲ ﻛﻠﺮو ﻫﻴﺪرﻳﻦ ……………………………….54

3-2-5 ﻣﻮاد اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه در ﻋﺎﻣﻞ دار ﻛﺮدن و ارﺗﻘﺎء ﻛﻴﻔﻴﺖ اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ ﻋﺎﻣﻞ دار ﺷﺪه ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ اﭘﻲ ﻛﻠﺮو ﻫﻴﺪرﻳﻦ و ﺳﻴﺒﺎﻛﺮون ﺑﻠﻮ ………………………………………………………………………………………………………………55

۳-2-6 ﻣﺤﻠﻮل ﻫﺎ و واﻛﻨﺸﮕﺮها …………………………………………………………………………………………………..55

۳-۲-۶-۱ استوک اکسی تترا سایکلین …………………………………………………………………………………………..55

۳-2-6-2 بافرها ………………………………………………………………………………………………………………………..55

۳-3 ﻣﺮاﺣﻞ ﺳﻨﺘﺰ اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ …………………………………………………………………………………………………….56

3-4 پیوند شیمیایی اکسید گرافن با اپی کلرو هیدرین ……………………………………………………………………..59

3-5 کوپل اکسید گرافن پیوند داده شده با سیباکرون بلو ………………………………………………………………….59

۳-6 جذب داروی اکسی تترا سایکلین به وسیله ی اکسید گرافن عامل دار شده …………………………………60

3-6-1 بررسی اثر pH بر جذب داروی اکسی تتراسایکلین……………………………………………………………….60

3-6-2 تعیین غلظت بهینه جذب دارو بروی اکسید گرافن………………………………………………………………..61

3-7 ﺑﺮرﺳﻲ رهایش داروی اکسی تترا سایکلین در ﻣﺤﻴﻂ ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزی ﺷﺪه معده سگ ………………………. 62

فصل چهارم_ بحث و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………….63

4-1 شناسایی و بررسی اکسید گرافن سنتز شده بوسیله ی طیفUV-VIS ……………………………………..64

4-2 ﺷﻨﺎﺳﺎﺋﻲ و ﺑﺮرﺳﻲ اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺪه بوسیله ی طیف FT-IR ………………………………………..64

4-2-1 طیف FT-IR اکسید گرافن ……………………………………………………………………………………………64

4-2-2  ﺑﺮرﺳﻲ اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ ﻋﺎﻣﻞ دار ﺷﺪه ﺑﺎ اﭘﻲ ﻛﻠﺮو ﻫﻴﺪرﻳﻦ ……………………………………………………66

4-2-3بررسی کیفیت اکسید گرافن عامل دار شده با اپی کلرو هیدرین و سیبا کرون بلو با  FT-IR ……68

4-3 مطالعه و بررسی ایزوترم های جذب ……………………………………………………………………………………70

4-4 نمودارهای جذب …………………………………………………………………………………………………………….72

4-5 ﺑﺮرﺳﻲ ﺟﺬب داروی اکسی تتراسایکلین ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ اﻛﺴﻴﺪ ﮔﺮاﻓﻦ ﻋﺎﻣﻞ دار ﺷﺪه …………………………73

4-5-1 مطالعه و بررسی اثر pH بر جذب داروی اکسی تتراسایکلین ……………………………………………73

4-5-2 بررسی غلظت جذب شونده بر روی جاذب……………………………………………………………………74

4-6 ﺑﺮرﺳﻲ رهایش داروی اکسی تتراسایکلین در ﻣﺤﻴﻂ معده سگ ……………………………………………75

4-7 نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………….76

فهرست منابع ………………………………………………………………………………………………………………………77

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………………………………………..82

چکیده فارسی

در اﻳﻦ تحقیق ذرات گرافیت به روش هامرز به اکسید گرافن تبدیل شده است. نانو ذرات گرافن یکی از بهترین و موثر ترین مواد جاذبی است که تا به امروزه تولید شده است.

گرافن یکی از آلوتروپ های موفق کربن در زمینه ی جذب و رهایش دارو است. رسانای بالای الکتریکی، حرارتی خصوصیات سطحی و ساختاری و استحکام مکانیکی بالا و قابلیت تنظیم این خواص موجب شده است که این ماده به عنوان جاذب در این تخقیق مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.

اکسید گرافن سنتز شده در این مطالعه به منظور جذب و رهایش داروی اکسی تتراسایکلین در محیط شبیه سازی شده معده سگ استفاده شد. این ماده با اپی کلروهدرین و سیباکرون بلو عامل دار گردید.

اکسی تتراسایکلین در دسته ی دارو های محلول در آب قرار دارد. داروهاى محلول در آب به خاطر سهولت حلالیت در آب، در مایعات بدن پخش شده و به میزان مناسبى در بدن ذخیره نمى‌شوند. بنابراین دارو بدون جذب مناسب در بدن از طریق کلیه و مجاری ادراری دفع شده و اثر بخشی مناسبی نخواهد داشت در نتیجه میتوان گفت که برای رفع آن به فکر استفاده از سیستم رهایش آهسته افتادیم. اکسی تتراسایکلین در دسته آنتی بیوتیک ها قرار می گیرد. به طور کل آنتی بیوتیک ها با واحد های ریبوزومی باکتری ها پیوند برقرار می کنند و در نتیجه ساخت پروتئین را برای باکتری مهار می کنند. در این مطالعه ابتد pH بهینه دارو مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به نتایج بدست آمده محیط اسیدی بهترین تاثیر را در جذب داروی مورد مطالعه داشته است.

با توجه به مطالعات انجام شده محیط سگ اسیدی است و سیستم گوارش سگ به گونه ای است که غذا یا دارو به طور متوسط 8 ساعت در معده آن باقی می ماند. آزمایش های انجام شده نشان می دهد که داروی مدنظر در دو ساعت ابتدایی بیشترین جذب را داشته است به طوری که دیگر نیاز به بررسی محیط روده سگ احساس نشده است. در انتها صحت سنتز جذب و رهایش انجام شده به وسیله ی uv-vis مورد بررسی قرار گرفت.

فصل اول

 

گرافن و رهایش

 

۱-۱مقدمه:

کربن ( واژه لاتین  carbo به معنی زغال چوب) بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده‌ است و در ساخت ترکیبات مهم شیمیایی بسیاری شرکت دارد تا آنجا که می‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت. پیوند کوالانسی هر اتم کربن با انواع دیگر اتم ها یا اتم های کربن دیگر، ساختارهای نامحدود و بسیار متنوع را ایجاد می نماید از این رو ده ها میلیون ترکیب کربنی که برای جهان شناخته شده‌است در جهان هستی وجود دارد که هزاران نوع آنها در