نام پژوهشگر: کیقباد شمس اسحاقی

سنتز بلور زئولیت نوع a به روش های هیدروژل و نانوامولسیون و بررسی سینتیک تبلور آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  مسعود رهنمایی یحیی آبادی   رحمت الله عمادی

زئولیت ها بلورهای آلومینوسیلیکاتی هستند که به دلیل داشتن خاصیت کاتالیستی، تعویض یونی و غربال مولکولی کاربرد گسترده ای در صنایع شیمیایی دارند. در سال های اخیر سنتز زئولیت با اندازه ی بلوری کوچکتر به دلیل بهبود خواص اشاره شده، اهمیت زیادی پیدا کرده است. استفاده از مواد اولیه ارزان و در دسترس به منظور تولید زئولیت ها همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش از سدیم آلومینات سنتز شده از آلومینیوم هیدروکساید به عنوان منبع آلومینیوم استفاده شد. در فرآیند تولید زئولیت ها کم کردن زمان سنتز، کاهش مصرف انرژی و افزایش تبدیل مواد اولیه به بلورهای زئولیت موجب کاهش قیمت نهایی محصول می شود لذا دانستن سینتیک تبلور زئولیت ها به منظور طراحی متبلور کننده ها و بهینه کردن فرآیند تولید اهمیت زیادی دارد. دو پارامتر سینتیکی که اندازه ی ذرات و زمان تبلور را تحت تأثیر قرار می دهد، نرخ هسته زایی و نرخ رشد بلور می باشند. افزایش نرخ هسته زایی موجب کاهش اندازه ی ذرات و افزایش نرخ تبلور می شود اما افزایش نرخ رشد بلور موجب افزایش اندازه ی ذرات و افزایش نرخ تبلور می شود. رابطه ای که پارامترهای سینتیکی را به اندازه ی بلور ها مربوط می کند تحت عنوان معادله ی تراز جمعیت شناخته می شود.در این پژوهش زئولیت نوع a توسط روش های هیدروژل و میکروامولسیون سنتز شد و اثر دمای تبلور بر نرخ تبلور و پارامترهای سینتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز پراش اشعه ی ایکس نشان داد سنتز زئولیت نوع a توسط سدیم آلومینات به روش های هیدروژل و میکروامولسیون موفقیت آمیز بوده است. نتایج نشان داد استفاده از روش میکروامولسیون سبب کاهش زمان تبلور نسبت به روش هیدروژل می شود؛ همچنین افزایش دمای تبلور سبب افزایش نرخ تبلور در هر دو روش می شود. کمترین زمان تبلور، در دمای 90 درجه ی سانتی گراد در روش هیدروژل ومیکروامولسیون به ترتیب 300 و 160 دقیقه گزارش شد. افزایش دمای تبلور سبب کاهش مقدار زئولیت سنتز شده در پایان فرآیند تبلور در روش هیدروژل می شود اما در روش سنتز به روش میکروامولسیون دمای تبلور اثر ناچیزی بر این مقدار دارد.آنالیز تصویری صورت گرفته بر نمونه های پایانی تبلور نشان دادکه ذرات زئولیت به دست آمده توسط روش میکروامولسیون یکنواخت تر و کوچکتر از روش هیدروژل است همچنین افزایش دمای تبلور موجب افزایش میانگین اندازه ی ذرات سنتز شده می شود، اما تاثیر دمای تبلور بر اندازه ی ذرات در روش معمولی بیش تر از روش میکروامولسیون است. کوچکترین میانگین اندازه ی ذرات در دمای 70 درجه ی سانتی گراد در روش هیدروژل و میکروامولسیون به ترتیب 75/1 و 716/0 میکرومتر به دست آمد.در ادامه داده های به دست آمده از شبیه سازی به وسیله ی معادله ی تراز جمعیت با داده های آزمایشگاهی تطبیق داده شده و تغییرات نرخ هسته زایی و نرخ رشد بلور بر حسب زمان به دست آمد و اثر دما بر پارامترهای سینتیکی تبلور مورد بررسی قرار گرفت و نرخ رشد بلور به دمای تبلور توسط رابطه ی آرنیوس به یکدیگر مرتبط شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای تبلور سبب افزایش نرخ رشد بلور می شود همچنین میانگین نرخ رشد بلور در روش میکروامولسیون کمتر از روش هیدروژل است. بزرگ بودن انر ژی فعال سازی نشان دهنده ی این واقعیت است که واکنش شیمیایی بر روی سطح بلور، کنترل کننده ی رشد بلور است همچنین انرژی فعال سازی در روش میکروامولسیون کمتر از روش هیدروژل است. نمودارهای نرخ هسته زایی نشان داد متوسط نرخ هسته زایی در روش میکروامولسیون بیش تر از روش هیدرو ژل است. افزایش نرخ هسته زایی در روش میکروامولسیون ناشی از کاهش کشش سطحی محتوای درون نانو راکتور تشکیل شده توسط میکروامولسیون به وسیله ی مواد فعال سطحی شرکت کننده در میکروامولسیون است.

پیرولیز پلی اتیلن ترفتالات و بررسی تأثیر افزودن پارافین های اشباع سنگین بر محصولات آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  سعید قاسم پور پزانی   رحمت اله عمادی

استفاده از پلاستیک ها و پلیمرهای مصنوعی، رشد چشمگیری در سال های اخیر داشته و دفع پسماند این مواد، تبدیل به یکی از مسائل بزرگ زیست محیطی شده است. پلی اتیلن ترفتالات با رشد سالانه ده درصد در سال 2012، ازجمله پرمصرف ترین مواد پلاستیکی به شمار می رود که عمدتاً در بسته بندی مواد غذایی، تولید بطری های آشامیدنی و صنایع نساجی کاربرد دارد. مصرف بالای این پلاستیک، یک مسئله ی مهم زیست محیطی است زیرا این ماده زیست تخریب پذیر نبوده و تجزیه ی محیطی آن چند صد سال طول می کشد، به همین دلیل مانند سایر پسماند های پلاستیکی، دفینه سازی و یا سوزانده می شود؛ بنابراین انتخاب یک روش جایگزین و مناسب برای بازیافت پلاستیک ها ضروری است. یکی از این روش ها، استفاده از فرآیند شیمیایی پیرولیز است. استفاده از این فرآیند، آلودگی زیست محیطی بسیار کمتری را نسبت به روش دفینه سازی و سوزاندن پسماندهای پلاستیکی دارد. این فرآیند در غیاب اکسیژن انجام می شود و شرایط عملیاتی مختلفی مانند دما، نرخ گرمایی، زمان اقامت و استفاده از کاتالیزور و افزودنی بر توزیع محصولات آن موثر است. در این بین، دما، مهم ترین نقش را در فرآیند پیرولیز ایفا می کند. در این آزمایش، دمای c?380، به عنوان دمای بهینه برای انجام این فرآیند به دست آمده است. همچنین تأثیر افزودنی پارافین بر محصولات آن، به ویژه مایع پیرولیزی، مورد بررسی قرار گرفته شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش، افزودن پارافین سبب شده که میزان محصول مایع، به میزان 3/5 درصد وزنی، افزایش یابد. از طرفی، 6/42 درصد نیز محصول گازی به دست آمده است. برای آنالیز ترکیبات موجود در مایع پیرولیزی، از آزمون کروماتوگرافی گاز- طیف سنجی جرمی استفاده شده است. مهم ترین ترکیبات شناسایی شده در این آنالیز، بنزوئیک اسید و فنل بوده که بیش از 80 درصد وزنی محصول مایع را شامل می شود.

استخراج و غنی سازی آنزیم ال-آسپاراژیناز از جگر مرغ با بکارگیری نانو و میکروحباب ها (aphrons)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  ملیحه گلشن   کیقباد شمس اسحاقی

امروزه، یکی از مهم ترین خانواده داروها، آنزیم ها می باشند. ازجمله منابع مهم آنزیم¬ها در بیوتکنولوژی، بافت های گیاهی و اندام های حیوانی هستند. آنزیم ال-آسپاراژیناز آنزیمی است که در جگر مرغ وجود دارد، و به دلیل اهمیّت داروئی آن در مبارزه با سرطان یک آنزیم ارزشمند است. . به طورکلی، جداسازی مواد حل شده و حل نشده از محلول های رقیق یک کار دشوار است. برای برخی از مواد مانند پروتئین¬ها و آنزیم ها این مشکل جدی تر می شود. این در حقیقیت به دلیل حساس بودن این مواد در برابر تغییرات در شرایط عملیاتی مانند دما و سرعت برشی می¬باشد . متأسفانه یک روش ایده آل برای خالص سازی آنزیم ها وجود ندارد. معمولاً خالص سازی آنزیم ها شامل عملیات چند مرحله ایست که با از دست دادن مقدار زیادی از فعالیت آنزیم ها همراه است. بنابراین، جستجو برای توسعه روش¬های نوین جهت خالص¬سازی آنزیم¬ها با گزینش¬گری کافی و بازیابی و غنی¬سازی کارآمد که قادر به حفظ فعالیت آنزیم¬ها در کنار هزینه¬های قابل قبول و صرف حداقل زمان باشند، ادامه دارد. از سوی دیگر، نانو و میکروحباب¬ها در دهه¬های اخیر توجه¬های بسیار زیادی را به خود جلب نموده¬اند. به این دلیل که آن¬ها در زمینه¬های مختلف علمی و فناوری مورد استفاده قرار گرفته¬اند. از جمله موارد استفاده آن¬ها می¬توان به کاربرد آن¬ها در تصفیه آب، فرآیندهای جداسازی، کاهش اصطکاک و فرآوری مواد معدنی اشاره کرد. هدف از این پژوهش استخراج آنزیم ال- آسپاراژیناز از جگر مرغ با استفاده از نانو و میکرو حباب ها و بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر روی میزان بازدهی استخراج بود. از این رو، در این مطالعه، روش جداسازی با نانو و میکرو حباب ها برای استخراج و غنی-سازی آنزیم ال¬-¬آسپاراژیناز از جگر مرغ مورد بررسی قرار گرفت. در این روش، جداسازی بر اساس جذب سطحی آنزیم بر روی فصل مشترک گاز- مایع صورت می گیرد. جهت تولید نانو و میکرو حباب ها، یک محلول حاوی ماده فعال سطحی aot به وسیله همزن اولتراسونیک و همزن با پره¬های توربینی با سرعت¬های به¬ترتیب rpm8000 و rpm 2500 به مدت 5 دقیقه همزده شد. سپس محلول حاوی آنزیم به حباب¬ها اضافه و مخلوط شد. غلظت محلول حاوی آنزیم غنی سازی شده با استفاده از دستگاه uv اندازه¬گیری شد. جهت بررسی میزان غنی سازی و عدم تغییر ماهیت ال¬-¬آسپاراژیناز از الکتروفورز استفاده شد. از روش دینامیک پراکندگی نوری (dls) جهت تعیین توزیع اندازه حباب¬ها استفاده شد. میانگین توزیع اندازه حباب¬های تولید شده در سرعت¬ rpm8000، در حضور نمک kcl، غلظت 6 میلی مولارaot و 6ph= تقریباً برابر nm12 بود. مواد فعال سطحی مختلفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده فعال سطحی آنیونی aot، مطلوب¬ترین ماده فعال سطحی بود. این ماده فعال سطحی توانست نانوحباب¬ها را تولید کند. اثرات پارامترهای موثری ازجمله غلظت ماده فعال سطحی aot، حضور نمک، قدرت یونی و ph محلول مورد بررسی قرار گرفتند. از دو نمک پتاسیم کلرید و سدیم سولفات استفاده شد. در حضور نمک پتاسیم کلرید نتایج بهتری حاصل شد. نتایج نشان داد که در سرعت همزدن¬ rpm8000، 6 ph=و غلظت 6 میلی مولارaot و هنگامی¬که میانگین توزیع اندازه حباب¬ها nm12 بود، بالاترین میزان غنی¬سازی حاصل شد. سرانجام، نتایج حاصل از الکتروفورز نشان داد که جداسازی به¬وسیله نانوحباب¬ها ساختار ملکولی ال-آسپاراژیناز را تغییر نمی¬دهد.