1-پس از تهیه ی نانولوله های کربنی عامل دار شده با سیتریک اسید (cnt-g-pca) واکنش میان یونهای فلزی نیکل و کبالت با نانولوله های کربنی عاملدار شده با تکنیک طیف سنجی uv-vis مطالعه شد. پارامترهای موثر بر این واکنش که عبارتند از مدت زمان قرارگیری نمونه در معرض امواج فرا صوت ، ph محیط واکنش و مدت زمان لازم برای تکمیل واکنش بهینه سازی شدند. پس از بارگذاری یون ها و پس از احیا کردن با nabh4 با استفاده از آنالیز tem از تشکیل نانوذرات در پوشش حول نانولوله ها اطمینان حاصل شد. با تکیه بر شرایط قرارگیری نانوذرات نیکل و کبالت در پوشش حول نانولوله های کربنی ، نانوکامپوزیتهای دوفلزی (cnt-g-pca-pt-m ,(m:ni,co به منظور به کارگیری در اکسیداسیون متانول سنتز شدند. پس از لایه نشانی نانوکامپوزیتهای دوفلزی به روش الکترواسپری و تولید الکترود از آنها ، نمونه ها به منظور بررسی مورفولوژی آنها مورد آنالیز sem قرار گرفتند. از ولتامتری چرخه ای(cv) به منظور مطالعه ی خواص الکتروشیمیایی نانوالکتروکاتالیستهای دوفلزی در اکسیداسیون متانول استفاده شد. بر اساس داده های الکتروشیمیایی ، نانوالکتروکاتالیستهای دوفلزی سبب افزایش قابل توجهی در میزان جریان در مقایسه با نانوکاتالیست پلاتین شدند. 2-نانوالیاف tio2 با پیش ماده های پلیمر pvp و تیتانیم تترا ایزو پروپوکساید(ttip) و به روش الکتروریسی سنتز شدند. پارامترهای موثر بر این روش که عبارتند از میزان پلیمر pvp ، میزان پیش ماده ی آلکوکسیدی ، فاصله ی میان سوزن تا صفحه ی جمع کننده، ولتاژ اعمالی، نرخ تزریق محلول و ph به روش central composite design بهینه سازی شدند. نقش فاکتور ph به عنوان فاکتوری موثر بر مورفولوژی و قطر نانوالیاف tio2، بر اساس تصاویر حاصل از آنالیز sem مطالعه شد. در نهایت شرایط تولید نانوالیاف با بهترین مورفولوژی و کمترین قطر ارائه گردید.

بخش اول نانومیله و نانوبلتtio2 با پیش ماده تیتانیم تترا ایزو پروپوکساید(ttip) و به روش سل – ژل سنتز شدند. پارامترهای موثر بر این روش که عبارتند ازدمای محیط واکنش، عامل سورفکتانت، نسبت آب به پیش ماده ی آلکوکسیدی، و ph به روش central composite design بهینه سازی شدند. نقش این فاکتورها به عنوان فاکتورهای موثر بر مورفولوژی نانومیله و نانوبلت tio2و بر اساس تصاویر حاصل از آنالیز sem مطالعه شدند. در نهایت شرایط تولید نانومیله و نانوبلت tio2 با بهترین مورفولوژی ارائه گردید. بخش دوم ساخت سنسور نوری برای اندازه گیری آلومینیوم و بعضی از رنگها بر اساس تثبیت نانوساختارهای دی اکسید-تیتانیم روی غشاء تری استیل سلولز شرح داده شده است. نانوساختارهای tio2 از طریق پیوند کوالانسی با غشاء تری استیل سلولز پیوند می دهند. آلومینیوم با نانوساختارهای تثبیت شده واکنش می دهد و سبب کاهش جذب در 300 نانومتر می شود. زمان پاسخ فاز حساس حدود 5 دقیقه است که وابسته به غلظت یون آلومینیوم است. در ابتدا پارامترهای موثر بر کاهش جذب بهینه شدند که شرایط بهینه عبارتند از : 8 =ph و دمای 25 درجه سانتیگراد.

فوم های سخت پلی یورتانی به عنوان یکی از مهمترین و پرمصرفترین نوع از انواع پلی یورتان ها بوده که به عنوان عایق حرارتی و صوتی مورد استفاده قرار می گیرند. گذشته از مزایای بسیار زیاد این دسته از فوم ها در صنایع، این پلیمر ها دارای معایبی بوده که مهمترین آنها پایداری حرارتی ضعیف می باشد. در این پروژه سعی شده است با استفاده از نانوذرات مغناطیسی معدنی که دارای خواص حرارتی و مکانیکی مطلوبی می باشند، نقاط ضعف فوم های سخت پلی یورتانی را کاهش داده و عملکرد آنها را به عنوان عایق حرارتی افزایش داد. همچنین سعی شده است خاصیت مغناطیسی این ذرات را به ماتریس آلی پلی یورتان القا کرد. برای ساخت نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن روش هم رسوبی اتخاذ شد و به منظور اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات برای اتصال بهتر با فاز آلی پلیمری، از عوامل اصلاح کننده سیلانی آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان و آمینو اتیل آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان که از دسته گروه های آمینی می باشند استفاده گردید. گروه های عاملی نامبرده توسط روش سل ژل بر روی سطح نانوذرات قرار گرفتند که این امر باعث کمی افزایش اندازه در نانوذرات گردید.

زمان های اختلاط طولانی، توان مصرفی زیاد و ضرایب انتقال جرم کوچک، از مشکلات معمول در طراحی زی واکنش گاه های نوری کشت ریزجلبک هاست که اثر زیادی بر بازدهی و عملکرد سامانه، در تثبیت co2 و تولید توده ی زیستی دارند. در این مطالعه، طرح خاصی از یک زی واکنش گاه نوری مثلثی قائم الزاویه ی هواراند با حلقه ی خارجی، به حجم 63 لیتر، ساخته شد و مورد مطالعه قرار گرفت. تزریق گاز در این سامانه به وسیله ی دو حباب‏ساز انجام می شود؛ یکی در پایین وتر (بخش پایین رو) و دیگری در پایین ضلع عمودی (بخش بالارو). هندسه ی این زی واکنش گاه به گونه ای است که قابلیت تغییر زاویه ی میان وتر و ضلع افقی (?) وجود دارد. این ساختار، سبب ایجاد جریان موثر ناهمسوی گاز-مایع در وتر زی-واکنش گاه نوری می شود. در این مطالعه دو طراحی آزمایش انجام شد؛ یکی از آنها بر اساس دو متغیر vgs1 (سرعت خطی دمش گاز از پایین وتر) و vgs2 (سرعت خطی دمش گاز از پایین ضلع قائم)، و در طراحی دیگر افزون بر این دو متغیر، پارامتر ? (زاویه) نیز به عنوان متغیر سوم وارد شده است. ضریب انتقال جرم حجمی، نگه داشت گاز، زمان اختلاط، زمان گردش مایع، زمان اختلاط بی بعد، اندازه ی حباب، و مصرف توان حجمی سامانه برای هر آزمایش اندازه گیری شده و به وسیله ی روش سطح پاسخ (rsm) بهینه سازی شد. مطالعات انجام شده در این پژوهش، بر نواحی بالارو، پایین رو و جداکننده ی گاز-مایع تمرکز یافته است. جریان ناهمسو در وتر، برهم کنش مناسبی میان فاز های گاز و مایع ایجاد کرد، بطوریکه در شرایط بهینه با صرف توان واحد حجم (p/v) برابر w. m-3 62، اختلاط مطلوبی با ?m معادل 41/0، بدست آمد. مقایسه ی مقادیر مدت زمان اختلاط، شدت انتقال جرم و توان مصرفی در واحد حجم این سامانه با مطالعات پیشین، به دست آوردن نتایج مطلوب تر را در این پژوهش نشان می دهد. افزون بر این، با کشت ریزجلبک کلرلا ولگاریس در سامانه، مشخص شد که میزان رشد اندازه گیری شده در شرایط بهینه ، بیشترین بوده (g. l-1 4/1= xmax) که خود می تواند تاییدی بر تحلیل های انجام شده و نتایج به دست آمده باشد.

نانوذرات زیرکونیم دی بورید (zrb2) با فرآیند سل-ژل از ژل تغلیظ شده zr(oh)4 با استفاده از سیتریک اسید (c6h8o7) و بوریک اسید (h3bo3) به عنوان یک پیش ماده تهیه شد. فرآیند سل-ژل سیترات، که شامل مخلوط کردن یون های در مقیاس اتمی است با استفاده از لیگند های متفاوت بر واکنش هیدرولیز و در نهایت شکل گیری فاز خالص از نمونه تاثیرگذار است. نتایج تجربی نشان داد که ذرات واکنش نداده را می توان به طور کامل با مقدار بیشتری از h3bo3 و c6h8o7 حذف نمود و محصولی خالص و همگن با استفاده از لیگندهای 1-(2-هیدروکسی فنیل) اتاتون (ohap) و سالیسیل آلدهید (sal)به دست آورد. قطر متوسط نانوذرات تهیه شده 50-80 نانومتر می باشد. این نانوذرات توسط تجزیه و تحلیل حرارتی (tga)، میکروسکوپ الکترونی نشرمیدانی (fesem)، پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) ارزیابی شدند. در این پژوهش تلاش شده است از این نانوذرات جهت بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و فداشوندگی و درک روشنی از مکانیسم آن در کامپوزیت های کربن/فنولیک، استفاده شود. نانوکامپوزیت های بهینه نوالاک و رزول تقویت شده با نانوذرات zrb2، نسبت به کامپوزیت کنترل خود بعد از تست فداشوندگی در c°2000 به ترتیب حدود 33 و 40 درصد بهبود در اتلاف وزن نشان دادند. خواص مکانیکی و مقاومت در مقابل اکسایش zrb2 سرامیکی در ماتریس کربن/رزول به وسیله افزودن نانوساختارهای کربنی با نسبت سطحی بالا بهبود می یابد و بر نواقص مقاومت در برابر شوک های گرمایی، غلبه می کند. نرخ اتلاف وزن الیاف کربن/رزول با اضافه کردن کربن نانوتیوب چنددیواره و نانوذرات زیرکونیم دی بورید 66 درصد کاهش نشان داد که به دلیل تشکیل زغال متراکم بر روی سطح با عملکرد مناسبتری از نانوکامپوزیت در دمای بالا با تشکیل این سپر لایه حرارتی در سطح و قطع ارتباط آن با لایه های زیرین نانوکامپوزیت حاصل می شود. هدف اصلی این تحقیق، رفع نیاز به ساخت عایق هایی جهت حفاظت از سازه های درگیر در محیط های با دمای بالا، دستیابی به دانش فنی ساخت قطعاتی کامپوزیتی با زیرکونیم دی بورید با روشی با قابلیت صنعتی شدن بوده است.