رحمت صادقی

باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) به دلیل حرکت جهانی به سمت کاهش کربن و رفع نگرانی‌های مربوط به تغییرات آب و هوا، به منبع اصلی انرژی برای دستگاه‌های مختلف الکتریکی، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی و تلفن‌های همراه تبدیل شده‌اند. تخمین زده می‌شود که بیش از 11 میلیون تن از LIBهای مصرف شده تا سال 2030 در سراسر جهان دفع می‌شود، اما فقط کمتر از 5% از LIB‌های مصرف شده بازیافت می‌شوند .بدون استراتژی‌های بازیافت و زیرساخت‌های مناسب، تهدید فوری آلودگی محیط زیست و هدر رفتن منابع واضح است. در سال‌های گذشته، تعداد زیادی از تکنیک‌های استخراج به عنوان جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای روش‌های استخراج مرسوم ظاهر شده‌اند. در این زمینه خاص، دسته جدیدی از حلال‌ها به نام حلال‌های یوتکتیک عمیق (DESs) به عنوان یک ابزار جدید و بسیار امیدوارکننده پدید آمده‌اند. در مقایسه با حلال‌های آلی معمولی، DESها و همچنین حلال‌های یوتکتیک عمیق طبیعی (NADES) توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، زیرا نه تنها از ترکیبات آلی دوستدار محیط زیست، غیر سمی و زیست تخریب‌پذیر هستند، بلکه دارای یک هزینه کم و به راحتی در آزمایشگاه شخصی تولید می‌شوند. در پژوهش حاضر از یک حلال یوتکتیک عمیق طبیعی متشکل از کولین کلراید و عصاره لیمو (به عنوان دهنده‌ی پیوند هیدروژنی) جهت استخراج فلزات با ارزش از باترهای لیتیومی فرسوده استفاده شده است. از روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینهسازی‌فاکتورهای دما، زمان، نسبت جامد به مایع و نسبت کولین کلراید به عصاره لیمو (Ch/CA) استفاده شد. نتایج نشان داد که در شرایط نقطه بهینه اول به‌صورت دمای 5/103درجه سانتی‌گراد، نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23 ، Ch/CA برابر (w/v)51%/0 و زمان 3 ساعت و 45 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %60/91 و %23/98 و در شرایط نقطه بهینه دوم به صورت دمای130درجه سانتی‌گراد نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23، نسبت Ch/CA برابر (w/v)1%/1 و زمان 4 ساعت و50 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %6/94 و %04/99 به‌دست آمد. جهت بررسی سینتیک فرآیند مدل هسته کوچک شونده به‌کار برده‌شد. در شرایط نقطه‌ی بهینه‌ی دوم، مرحله‌ی نفوذ در ساختار جامد به دلیل بیشترین مقدار ضریب همبستگی ("R" ^"2" ) با مقدار 97/0 و 99/0 به ترتیب برای کبالت و لیتیوم به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت انتخاب و همچنین درجه سرعت واکنش برای هر دو فلز از نوع درجه اول تعیین شد.

سیستم‌های سه‌تایی آبی متشکل از آمینواسید و تتراآلکیل‌آمونیوم برماید (TAAB) برای مطالعات مایع - بخار (VLE) و مایع - جامد (SLE) و بررسی اثر نمک در این سیستم‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. آمینواسیدهای مورد استفاده سرین و پرولین و تتراآلکیل‌آمونیوم برمایدها عبارتند از تترامتیل‌آمونیوم برماید (TMAB)، تتراپروپیل‌آمونیوم برماید (TPAB) و تترابوتیل‌آمونیوم برماید (TBAB). منحنی‌های هم‌فعالیت آب به‌دست‌آمده از اندازه‌گیری‌های VLE، انحراف منفی از رابطه خطی ایزوپیستیک را نشان می‌دهند، که نشان‌دهنده برهمکنش‌ نامطلوب آمینواسید - TAABدر محیط‌های آبی است. ناسازگاری بین آمینواسید و TAABمنجر به تعادل جامد - مایع بالاتر از غلظت‌های بحرانی می‌شود. نتایج آزمایش‌های SLE نشان می‌دهد که حلالیت TAABها در آب در حضور آمینواسیدها کاهش می‌یابد، در حالی که حلالیت آمینواسیدها در آب با افزودن TAABها تغییر چندانی نمی‌کند. با توجه به نتایج هر دو اندازه‌گیری VLE و SLE، آمینواسیدها نقش عامل نمک‌زدا را در سیستم‌های مورد بررسی ایفا می‌کنند. قدرت نمک‌زدایی با افزایش خصلت آب‌دوستی آمینواسیدها و خصلت آب‌گریزی TAABها افزایش می‌یابد. به منظور گسترش دانش پدیده‌های نمک‌زدایی/ نمک‌افزونی رخ داده در محلول های آبی، در این پایان‌نامه، چندین سیستم سه‌تایی {آب + آمینواسید + نمک چهارتایی آمونیوم} تحت اندازه‌گیری تعادل بخار - مایع در دمای 1/298 کلوین قرار گرفتند. انحراف منحنی‌های هم‌فعالیت آب از رفتار شبه‌ایده‌آل به‌عنوان معیاری برای تعیین میزان نمک‌زدایی/ نمک‌افزونی رخ‌داده در سیستم‌های مورد بررسی در نظر گرفته شده ‌است. نتایج VLE به طور کلی انحراف منفی از رفتار شبه‌ایده‌آل را نشان داد، که نشان می‌دهد هیچ برهمکنش مطلوبی بین آمینواسید و نمک‌های چهارتایی آمونیوم در محیط‌های آبی وجود ندارد و محلول‌های آبی متشکل از این حل‌شونده‌ها تحت پدیده نمک‌زدایی قرار می‌گیرند (به جز سیستم‌های سه‌تایی آبی آلانین/ پرولین – TBAH که انحراف مثبت کوچکی از رفتار شبه‌ایده‌آل نشان می‌دهند). برای یک آمینواسید معین، بزرگی انحراف منفی و قدرت اثر نمک‌زدایی با افزایش طول زنجیره آلکیل کاتیونی (TBAB > TPAB > TMAB) و خصلت آب‌گریزی آنیون نمک‌های چهارتایی آمونیوم (TBAB > TBAC > TBAH) افزایش می‌یابد. آمینواسیدها به عنوان عامل نمک‌زدا عمل می-کنند و توانایی نمک‌زدایی آنها از ترتیب سرین > گلیسین > آلانین > پرولین پیروی می‌کند. در بخش‌های بعدی این پایان‌نامه، نوع کاتیون نمک در سیستم‌های سه‌تایی آبی {آمینواسید + تترابوتیل‌آمونیوم برماید} و {آمینواسید + تترابوتیل‌فسفونیوم برماید}، مورد بحث و بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که میزان انحراف خطوط هم‌فعالیت آب در سیستم‌های سه‌تایی {آب + سرین/ گلایسین/ آلانین/ پرولین + تترابوتیل‌فسفونیوم برماید} بیشتر است که با درجه آب‌گریزی کاتیون (آمونیوم < فسفونیوم) مطابقت دارد.

استفاده بی‌رویه از کودهای شیمیایی و پساب‌های حاصل از صنعت پتروشیمی از جمله عوامل ورود یون آمونیوم به منابع آبی هستند. وجود این یون سمی در آب و پساب خطرات زیادی برای سلامتی موجودات زنده و انسان دارد. روش‌های مختلفی مانند تبادل یون، اسمز معکوس، نیتریفیکاسیون بیولوژیکی، اکسیداسیون و احیاء شیمیایی و الکتروشیمیایی جهت حذف یون آمونیوم مورد ارزیابی قرار گرفته شده‌اند. از این میان استفاده از روش تبادل یون با استفاده از زئولیت‌ها به عنوان یک روش امن و ارزان بسیار مورد توجه قرار گرفته شده است. در این کار تحقیقاتی، برای افزایش راندمان حذف یون آمونیوم، زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت با استفاده از مواد شیمیایی (اسید کلریدریک، سدیم هیدروکسید و آهن کلرید)، حرارت و حمام آلتراسونیک اصلاح گردید. خصوصیات نمونه‌های طبیعی و اصلاح شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، طیف سنجی اشعه ایکس (EDS)، پراش اشعه ایکس (XRD) و تکنیک جذب و واجذب گاز نیتروژن (BET) بررسی شد. برای رسیدن به حداکثر حذف یون آمونیوم، تاثیر پارامترهای مقدار جاذب (1/1-01/0گرم)، زمان واکنش (240-5 دقیقه)، دما (℃ 45-25) و pH (5/10-2) محلول مورد مطالعه قرار گرفته شد. بالاترین راندمان حذف یون آمونیوم با غلظت ppm 2000، توسط زئولیت اصلاح شده HZU2 (زئولیت اصلاح شده با اسید کلریدریک M 5/0، توام با حرارت دادن محلول تا ℃ 100 و حمام آلتراسونیک به مدت زمان 2 ساعت) تا 99% < به دست آمد. این درصورتی بود که میزان حذف یون آمونیوم توسط زئولیت اصلاح نشده در شرایط مشابه تقریباً 50% گزارش شد. راندمان حذف یون آمونیوم در حضور آنیون‌ها و کاتیون‌های مزاحم (K+، Ca2+، Cd2+، NO3- و SO42-) توسط HZU2 و زئولیت خام به ترتیب در محدوده‌ی 93-79% و 30-15% به دست آمد. زئولیت HZU2 پنج بار مورد استفاده مجدد قرار گرفته شد و در هربار با درصد بالاتر از 95% موجب حذف یون‌های آمونیوم در غلظت ppm2000 گردید. داده‌های به‌دست‌آمده برای مدل‌های ایزوترم لانگمویر و فروندلیش بررسی شد. حداکثر ظرفیت جذب mg/g 85/142 برای زئولیت اصلاح شده HZU2 در شرایط بهینه زمان 60 دقیقه، 5/8 = pH، مقدار gr 1 از جاذب و دمای 15/298 به دست آمد. تعادلات جذب، توسط مدل لانگمویر با ضریب همبستگی 999/0 = R2 در تطابق بیشتری بود. مطالعه سینتیک جذب آمونیوم روی کلینوپتیلولیت نشان داد که سینتیک جذب از مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی 997/0 = R2 پیروی می‌نماید. مقادیر منفی ΔG° و ΔH° در دماهای تجربی 15/298، 15/308 و 15/318 کلوین نشان داد که تبادل آمونیوم توسط زئولیت‌ها فرآیندی خودبه‌خودی و گرمازا است.

در این کار اثر نمک‌های آلی و معدنی آمونیوم بر رفتار فاز مایع- مایع سیستم آب + ۱-بوتانول در ناحیه‌ی غنی از آب، در گستره‌ی دمایی ◦C۱۰ تا ◦C8۰، بررسی شده است. نمک-های معدنی مورد استفاده آمونیوم برماید و آمونیوم کلراید هستند، و نمک‌های آلی عبارتند از: تترا متیل آمونیوم برماید (TMAB)، تترا اتیل آمونیوم برماید (TEAB)، تترا پروپیل آمونیوم برماید (TPAB)، تترا بوتیل آمونیوم برماید (TBAB)، تترا بوتیل آمونیوم هیدروژن سولفات (TBAH)، تترا بوتیل آمونیوم کلراید (TBAC)، دو دسیل تری متیل آمونیوم برماید (DTAB) و ستیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB). بر اساس نتایج به‌دست آمده نمک‌های معدنی آمونیوم هالید موجب کاهش حلالیت ۱-بوتانول در آب و القای اثر نمک‌زدایی می‌شوند. با افزایش غلظت نمک های معدنی، اثر نمک‌زدایی شدیدتر و ناحیه‌ی دوفازی نمودار فاز گسترده‌تر می‌شود. ولی، نمک های تترا آلکیل آمونیوم، موجب افزایش حلالیت ۱-بوتانول در آب و القای اثر نمک‌‌افزونی می‌شوند. وسعت ناحیه تک‌فازی نمودار فاز و شدت اثر نمک‌افزونی با افزایش غلظت نمک‌های تترا آلکیل آمونیوم، بیش‌تر می‌شود. در غلظت یکسان (۲/۰ مولال) از نمک-های مورد مطالعه، گستره‌ی ناحیه‌ی دوفازی نمودار ابری شدن سیستم‌های آبی ۱-بوتانول از ترتیب NH4Cl > NH4Br > آب خالص > TMAB > TEAB > TPAB > TBAB > TBAC > TBAH > CTAB > DTAB پیروی می‌کند. این روند نشان می‌دهد که هر چه چگالی بار آنیون نمک بیشتر باشد، اثر نمک‌زدایی نمک‌ معدنی آمونیوم هالید و نیز اثر نمک‌افزونی تترا آلکیل آمونیوم هالید بر محلول آبی ۱-بوتانول، شدیدتر می‌شود. در مورد نمک‌های تترا آلکیل آمونیوم با آنیون یکسان و طول زنجیرهای آلکیلی متفاوت کاتیون، موازنه‌ی برهمکنش‌های خودتجمعی پیش‌برنده‌ی مایسلی شدن نمک آلی و برهم‌کنش‌های مطلوب نمک آلی-بوتانول که پیش‌برنده‌ی حلالیت بوتانول در محلول آبی است، تعیین‌کننده‌ی بزرگی اثر نمک‌افزونی است. مقادیر به‌دست آمده برای سهم نسبی آنتالپی و آنتروپی در انرژی آزاد گیبس ابری شدن نشان می‌دهد که ابری شدن ۱-بوتانول در محلول آبی نمک‌های معدنی آمونیوم و نیز نمک-های آلی آمونیومی با سهم هیدروکربنی کم‌تر، فرآیندی آنتروپیکی است. ولی در محلول آبی نمک‌های آلی آمونیومی با زنجیرهای آلکیلی بلندتر، عمدتا آنتالپی عامل جلوبرنده‌ی ابری شدن است.

به منظور مطالعه اثر نمک در مخلوط‌های غیرآبی شامل حل‌شونده‌های پلیمری، رفتار تعادل بخار – مایع سیستم‌های سه‌جزئی {پلیمر (۱) + پلیمر (۲) + اتانول}، {پلیمر (۱) + پلیمر (۲) + ۲-پروپانول} و {پلیمر (۱) + پلیمر (۲) + ۱-بوتانول}، در دمای 15/298 کلوین، به روش ایزوپیستیک بررسی شد. پلیمرهای مورد استفاده در این کار عبارتند از: پلی پروپیلن گلیکول با جرم‌های مولکولی ۴۰۰ و 1000 گرم بر مول (PPG400 و PPG1000)، پلی وینیل پیرولیدون با جرم مولکولی ۱۰۰۰۰ گرم بر مول (PVP10000)، پلی اتیلن گلیکول دی متیل اتر با جرم‌های مولکولی 250 و ۵۰۰ گرم بر مول (PEGDME250 و PEGDME500)، و پلی اتیلن گلیکول با جرم مولکولی 400 گرم بر مول (PEG400). اثر نوع و جرم مولکولی پلیمرها بر فعالیت و فشار بخار حلال‌های آلی بررسی شد. نتایج نشان داد که درجه حلال‌دوستی پلیمرهای مورد بررسی در هر سه حلال آلی مطالعه شده از روند نسبتا مشابهی پیروی می‌کند. وابستگی منحنی‌های هم‌فعالیت حلال به نوع و فعالیت حلال، و نیز به نوع و جرم مولکولی پلیمرها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای پی بردن به اثر نمک‌افزونی یا نمک‌زدایی حاکم بر رفتار سیستم‌های مورد بررسی، انحراف‌ غلظت‌های تعادلی ایزوپیستیکی از رفتار شبه ایده‌ال (رابطه خطی ایزوپیستیکی) محاسبه شد. هیچ‌کدام از سیستم‌های سه-جزئی {پلیمر (۱) + پلیمر (۲) + اتانول/۲-پروپانول/۱-بوتانول} انحراف منفی معنی‌داری از رابطه خطی ایزوپیستیکی نشان ندادند. این یافته‌ها حاکی از آن است که برخلاف سیستم‌های آبی حاوی دو حل‌شونده پلیمری که می‌توانند سیستم دوفازی آبی تشکیل دهند، سیستم‌های آلی بررسی شده در این کار پتانسیل دوفازی شدن ندارند. در سیستم‌های سه‌تایی {PVP + پلیمر (۲) + اتانول/۲-پروپانول/۱-بوتانول} منحنی‌های هم‌فعالیت حلال بصورت محدب هستند، یعنی غلظت‌های تعادلی ایزوپیستیکی انحراف مثبت از رفتار شبه‌ایده‌ال نشان می‌دهند. در این سیستم‌ها برهمکنش‌های ترجیحی بین PVP و پلیمر (۲) وجود دارد و افزودن یکی از پلیمرها به محلول آلی شامل پلیمر دیگری، موجب افزایش حلالیت و کاهش ضریب فعالیت پلیمرها می‌شود (اثر نمک-افزونی). ولی در سایر سیستم‌های سه‌تایی مورد بررسی، غلظت‌های تعادلی ایزوپیستیکی از رابطه خطی ایزوپیستیک پیروی می-کنند و رفتار شبه‌ایده‌ال دارند. در چنین سیستم‌های افزودن پلیمر دوم تاثیری بر حلالیت و ضریب فعالیت پلیمر اول ندارد.

این کار پژوهشی اثر افزودنی‌های مختلف بر رفتارتعادل فاز مایع- مایع سیستم آب + 1- بوتانول را در ناحیه‌ی غنی از آب به‌طور سیستماتیک مطالعه می‌کند. به این منظور، نقطه‌ی ابری شدن سیستم‌های سه-جزئی 1-بوتانول در محلول آبی آمینواسیدها، مایعات یونی مبتنی بر ایمیدازولیوم، پلیمرها، و الکل‌های نوع اول و نوع دوم پروپانول، در گستره‌ی دمایی °C (10 تا 80)، به روش بصری تیتراسیون کدرسنجی تعیین شده است. غلظت‌های بررسی شده‌ برای آمینواسیدها و مایعات یونی 2/0، 4/0 و 6/0 مول بر کیلوگرم، و برای پلیمرها و پروپانول 5%، 10 % و 15 % وزنی است. نمودارهای فاز به‌دست آمده نشان می-دهند که حلالیت 1- بوتانول در آب، با افزودن آمینواسیدهای مورد مطالعه کاهش می‌یابد (اثر نمک-زدایی). با افزایش مولالیته‌ی آمینواسید وسعت ناحیه‌ی دوفازی بیشتر می‌شود و در مولالیته‌ی یکسان، قدرت نمک‌زدایی آمینواسید‌ها از ترتیب: سرین> گلایسین > آلانین> پرولین> گلوتامین پیروی می‌کند. نمودار فاز ابری شدن در حضور مایعات یونی (1-بوتیل -3- متیل ایمیدازولیوم برماید و 1- اکتیل -3- متیل ایمیدازولیوم برماید) و پلیمرها (پلی اتلین گلیکول400 و پلی اتلین گلیکول 10000 ) نشان‌دهنده‌ی پدیده‌ی نمک‌افزونی است. مایعات یونی و پلیمرهای مورد مطالعه برهمکنش‌های مطلوبی با 1-بوتانول و آب دارند؛ لذا حلالیت بوتانول را درآب افزایش می‌دهند. اثر نمک‌افزونی مایعات یونی با افزایش مولالیته‌‌ی آن‌ها و نیز با افزایش طول زنجیر آلکیلی کاتیون‌شان افزایش می‌یابد. گرچه اثر نمک‌افزونی با افزیش درصد جرمی پلیمرها افزایش می‌یابد، ولی افزایش جرم مولکولی پلیمر اثر نمک‌افزونی را کاهش می‌دهد. داده‌های ابری شدن برای سیستم بوتانول در محلول آبی پروپانول، در دماهای پایین اثر محلول-شویی (washing-out) و در دماهای بالا اثر نمک‌افزونی را نشان می‌دهد. در واقع برهمکنش‌های مطلوب پروپانول با بوتانول در دماهای پایین موجب تسهیل جدا شدن فاز آلی از فاز آبی می‌گردد؛ این نوع گسترش ناحیه‌ی دوفازی ناشی از اثر نمک‌زدایی نیست، بلکه اثر محلول‌شویی نامیده می‌شود. در دماهای بالا برهمکنش‌های مطلوب همزمان پروپانول-آب و پروپانول-بوتانول حلالیت بوتانول را در آب افزایش می‌دهد و منجر به گسترش ناحیه‌ی تک‌فازی می‌شود (اثر نمک‌افزونی).

Liquid-liquid equilibrium is used in aquese biphase systems to isolate and purify biological materials from complex mixtures. Until now, four types of aquese biphase systems have been used in cluding Polymer-polymer systems, polymer-salt systems, ionic liquids-based systems and surfactant-based systems. Recently, liquid-liquid biphase systems have been considered, including ionic liquids and a salt or polymer for extraction and purification of different materials such as biomolecules. In this research, liquid-liquid equilibrium of three-dimensional aqueous polymer solutions and aqueous solutions of ionic liquid using the method of determining the cloud points, from the thermodynamic point of view, in three parts and in each section, the effect of two factors of salt type and salt concentration was studied. In the first part, the cloudy temperature of polypropylene glycol 1000 in pure water and in water solutions including different molecules of salts (NaCl, Na3Cit, K3Cit, Na2SO4, Na2CO3,DTAB and SDS). The cloudy temperature of the polypropylene glycol 1000 was cloudy in aqueous solutions with a mole ratio of 0.05 ions of liquids measured (1-ethyl-3-methyl-imidazolium bromide,1-butyl-3-methyl-imidazoliumbromide,1-octyl-3-methyl imidazoliumbromide,1-octyl-3-methyl-imidazoliumchloride,1-butyl-3methyl imidazolium hexafluorophosphate and1-Butyl-3-methyl-imidazolium tetra- fluoroborate).The results show that the aqueous polypropylene glycol solution (PPG1000) - salts (NaCl, Na3Cit, K3Cit, Na2SO4 and Na2CO3) at a lower temperature than the critical temperature form a aquese biphase system demonstrate salting out effect. And aqueous solution of polypropylene glycol In the second part, the cloudy temperature of 1-butyl-3-methyl- imidazolium hexafluorophosphate (C4mimPF6) in pure water and in aqueous solutions with various molecules of salts (NaCl, Na3Cit, K3Cit, Na2SO4, Na2CO3 and SDS) was measured. The degree of hydrophilicity of salts as well as their abilities in salting

In this thesis, salting-out principle was used to produce new types of aqueous biphasic systems (ABS) consisting of deep eutectic solvent-polymer, tetra alkyl ammonium bromide–electrolyte and tetra alkyl ammonium bromide–polymer. In the first part of this work, phase behavior including vapor-liquid and liquid-liquid equilibria of aqueous solutions of three deep eutectic solvents (DES), prepared by mixing of choline chloride as hydrogen bond acceptor (HBA), and urea, ethylene glycol and glycerol as hydrogen bond donor (HBD) at a molar ratio of 1:2 (ChCl:2HBD), reline, ethaline and glyceline have been investigated in the absence and presence of water soluble polymers polypropylene glycol400 (PPG400), polyethylene glycol400 (PEG400) and polyethylene glycol10000 (PEG10000) at different temperatures. The results show that {PEG + DES} aqueous systems are not capable of inducing phase separation, whereas PPG–DES aqueous systems form ABS above critical concentrations (salting-out effect). It is evident that, the ABS formation seems to be controlled by the competition between the preferential hydration and hydrogen bonding interaction depends on structure of polymer and DES. The liquid–liquid equilibria results for {DES + PPG + water} systems show that the capability of DES for soluting-out of PPG in aqueous solutions follows order glyceline > ethaline > reline. In order to gain further insight regarding the DES properties which govern the preferential hydration in {DES + PPG + water} solutions, the ability of each DES component (HBA and HBD) to form aqueous biphasic systems with PPG was also evaluated. The results revealed that choline chloride as HBA and only glycerol as HBD could solute-out of PPG and undergo phase separation in the aqueous solutions. Finally, the effect of temperature and structure of polymer and DES on the equal water activity lines and binodal curve of the investigated systems has been studied. In addition, in this study, the density and sound velocity

In this work we prepared three new amino acid based ionic liquids (AAILs), 1-decyl-3-methylimidazolium glycinat ([C10mim]Gly), 1-decyl-3-methylimidazolium alaninat ([C10mim]Ala) and 1-decyl-3-methylimidazolium valinate ([C10mim]Val) using 1-decyl-3-methylimidazolium bromide ([C10mim]Br) and glycine, alanine and valine. Some thermodynamic properties such as of density, speed of sound, molar volume, standard entropy, crystal energy, thermal expansion coefficients and isentropic compressibility of investigated AAILs were measured at 293.15-333.15 K. Our results show that the density of pure AAILS decrease by increase the size of counter-ion: [C10mim]Gly > [C10mim]Ala > [C10mim]Val. According to this trend, the increase in anionic amino acid size cause to decrease in densty. In other word, the larger size in anionic amino acids lead to more compact structur of these AAILs; The obtained data for molar volume confirm these results. The order of increase in molar volume is: [C10mim]Gly < [C10mim]Ala < [C10mim]Val. In the other part of this work, the thermodynamic properties of aqueous solution of investigated AAILs such as isentropic compressibility, apparent molar volume, apparent molar isentropic compressibility, change in apparent molar volume from micellization at 288.15-313.15K and standard Gibbs free energy from micalization at 298.15K were calculated, and the resultant data compared to obtained data for [C10mim]Br. The resultant data for compressibility show the following order: [C10mim]Br > [C10mim]Gly ≈ [C10mim]Ala > [C10mim]Val. Higher degree of binding of Br- to the surface of [C10mim]Br cause to liberation of some water moleculs and decrease in elctrostriction. This cause to higher compressibility of aqueous solution of [C10mim]Br. In the next part of the projct, the thermodynamic properties of aqueous solution of [C10mim]Br, 1-dodecyl-3-methylimidazolium bromide ([C12mim]Br), sodium dodecyl sulfate (SDS) in 0.7 mol/kg of aqueous solution of glycine, alanine an

In the first part of this work, in order to study thermodynamic of salting effect in aqueous ionic liquid – carbohydrate systems and to better understanding of its molecular mechanism, comprehensive studies included the liquid–liquid equilibria (LLE), vapor–liquid equilibria (VLE) with isopiestic and vapor pressure osmometery (VPO) technics, solid–liquid equilibria (SLE), volumetric and compressibility, on aqueous IL - carbohydrate systems were carried out at various temperatures. For this propose, three ionic liquids [Bmim][BF4], [Bmim][Br], and [Bmim][HSO4] with different hydrophilicity and seven carbohydrates including monosaccharides (D-(+)-xylose, L-(+)-arabinose, D-(-)-fructose and D-(+)-glucose), disaccharides (maltose and sucrose), and a polyol (maltitol) were selected. The water activity data showed that the hydrophilicity of the investigated solutes obey the following order: [Bmim][HSO4] > [Bmim][Br] ≥ carbohydrates >> [Bmim][BF4]. The most hydrophobic IL, [Bmim][BF4], salted-out from the aqueous solutions by the sugars and formed the aqueous biphasic system (ABS). For these systems, the constant water activity lines in mono- and biphasic regions show large negative deviations from the the semi-ideal behavior (m_IL/(m_(IL )^0 )+m_C/(m_(C )^0 )-1<0) and these deviations in monophasic region are larger than biphasic region. Values of salting-out coefficients, ks, for the ABSs were positive (salting-out effect). The values of ks and magnitude of deviations m_IL/(m_(IL )^0 )+m_C/(m_(C )^0 )-1 were increased with decreasing temperature and increasing hydrophilicity of the carbohydrates. The VPO studies showed that the unfavorable IL-carbohydrate interactions can be lead to reducing the water activity and vapor pressure of ternary solution relative to the semi-ideal solution model (aw + 1 < a°wIL + a°wC and ∆p < ∆p°IL + ∆p°C). In the case of aqueous [Bmim][BF4]/carbohydrate systems which has a phase separation capability, the salting-out power of the carbohydr

In this thesis, thermodynamic investigation of salt effect in aqueous systems based on ionic liquids (ILs) – amino acid and solid–liquid equilibria measurements of aqueous carboxylic acid solutions and carboxylic acid – carboxylic acid binary systems were systematically studied in two sections. In the first section, in order to achieve further experimental evidence for better understanding of the molecular mechanisms responsible for the soluting-out phenomena in the IL – amino acid aqueous systems, systematic studies on the vapor−liquid, liquid−liquid and solid-liquid equilibrium behavior of aqueous solutions of several ILs were carried out in the presence of a range of amino acids. All the investigated ternary IL – amino acid aqueous systems show the negative deviations from the semi–ideal behavior and therefore the soluting-out effects have been seen in these systems. In the case of [C4mim][CF3SO3] –amino acids aqueous systems in which the IL is more hydrophobic than the investigated amino acids, the IL is soluted-out by the amino acids and in these systems the soluting-out effect appears by aqueous biphasic systems (ABS) formation (liquid-liquid equilibria). For these systems, the liquid-liquid equilibria properties such as the binodal curves and tie-lines were measured at 298.15 K. The results indicate that the ability of the amino acids to form ABS with [C4mim][CF3SO3] increases by decreasing temperature and follows the order: serine ≈ glycine > alanine > proline. Finally, the partition coefficients of caffeine, selected as a model biomolecule, were measured in the studied ABS and the obtained results show that its partition coefficient increased by increasing the tie line length. However, for the [C4mim]Cl and [C6mim]Cl containing systems, in which the amino acids are more hydrophobic than the ILs, the amino acids are soluted-out by the ILs and in these systems the soluting-out effect appears by precipitation of the amino acids from the solution (solid-liquid

In this work, we systematically studied the salting-out or salting-in effects of ammonium salts on the aqueous polymer solutions. For this purpose the liquid – liquid and vapor – liquid equilibria behaviors of aqueous polymer solutions in the absence and presence of different organic and inorganic ammonium salts were investigated. In the first part of this work, cloud point temperatures for binary system of polypropylene glycol 1000 (PPG1000) in pure water and for ternary systems of PPG1000 in aqueous solutions with different molalities of ammonium salts have been determined. Our results show that cloud point temperatures of PPG1000 aqueous solutions increase (salting-in) in the presence of tetra alkyl ammonium salts (tetra ethyl ammonium bromide (TEABr), tetra propyl ammonium bromide (TPABr), tetra butyl ammonium bromide (TBABr), tetra butyl ammonium chloride (TBACl) and dodecyl tri methyl ammonium bromide (DTABr)), while those decrease (salting-out) in the presence of NH4Cl and NH4Br which are inorganic ammonium salts. The salting-in effect of organic ammonium salts becomes more appreciable by decreasing hydrophilicity nature and by increasing molality of them. The salting-out effect of inorganic ammonium salts is strengthened by increasing hydrophilicity and molality of them. The calculation of clouding thermodynamic functions shows that the rise in entropy is the driving force for spontaneous phase separation in all the investigated systems. In the second part of this work, the isopiestic equilibrium has been investigated for different ternary H2O + polymer + salt systems at 298.15 K. The polymers are PPG400, PEG400 and PEG10000 and the salts are TEABr, TPABr, TBABr, TBACl, DTABr, NH4Cl and NH4Br. In order to study the salting effects, deviations of constant water activity lines from the semi-ideal behavior (linear isopiestic relation) have been evaluated. In the case of the salting-in effect, the constant water activity lines show positive deviations from the s

اثر استریوشیمی کربوهیدرات های مختلف شامل پنتوز مونوساکاریدها ( زایلوز، ریبوز و آرابینوز )، هگزوز مونوساکارید ها (گلوکز و مانوز )، دی ساکارید ها ( ساکارز و لاکتوز ) و تری ساکارید ( رافینوز ) بر روی رفتار تجمعی و سطحی سورفکتانت مایع یونی 1-دسیل-3-متیل ایمیدازولیوم بروماید ([C10mim]Br) در در محلول های آبی با استفاده از اندازه گیری های حجم سنجی، هدایت سنجی و کشش سطحی بررسی شده است. سرعت صوت و چگالی محلول آبی [C10mim]Br درحضورکربوهیدرات های مذکور در دماهای 15/288، 15/293، 15/298 و 15/303 کلوین اندازه گیری شد. با استفاده از این داده ها، حجم مولی ظاهری، ، تراکم پذیری هم آنتروپی مولی ظاهری حل شونده، و تراکم پذیری هم آنتروپی محلول، محاسبه شد و تاثیر دما و نوع کربوهیدرات بر روی رفتار تجمعی محلول آبی [C10mim]Br مورد بررسی قرار گرفت. مقدار غلظت بحرانی مایسلی شدن (cmc) سورفکتانت از وابستگی بین داده های ترمودینامیکی به غلظت در دماهای فوق تعیین شد. در همه سیستم های مورد بررسی مقدار cmcکاهش یافته است که نشان دهنده اثر نمک زدایی کربوهیدرات بر روی رفتار تجمعی سورفکتانت است. مقدارcmc سورفکتانت [C10mim]Br ترتیب زیر پیروی می کند. آب خالص > پنتوز مونوساکارید ها > هگزوز مونوساکارید ها > دی ساکارید ها > تری ساکاریدها مقادیر هدایت ویژه و مولی برای سورفکتانت [C10mim]Br در حضورکربوهیدرات ها کمتر از آب خالص است و از ترتیب کاهش مقادیر cmc پیروی می کند. مقادیرcmc بدست آمده از روش کشش سطحی سازگاری بسیار خوبی با نتایج حاصل از روش های هدایت-سنجی و حجم سنجی دارد. با استفاده از داده های کشش سطحی پارامترهای فعالیت سطحی چون، غلظت مازاد سطح ( )،کشش در نقطه ( ) و کمترین مساحت اشغال شده توسط یک مولکول سورفکتانت در سطح مشترک هوا/ محلول (Amin) محاسبه گردید. نتایج به دست آمده براساس برهمکنش های بین مولکولی و خصلت آب دوستی کربوهیدرات مورد بحث قرار گرفت.

در این پایان نامه، از اصول نمک زدایی برای تولید انواع جدید سیستم های دوفازی آبی مبتنی بر پلیمر بهره برده شد. به این منظور، اثر نمک زدایی یا نمک افزونی انواع آمینواسیدها، کربوهیدرات ها و سورفکتانت های آنیونی بر محلول های آبی پلیمری، با تکنیک های مختلف بررسی شد. مکانیسم اثر نمک حل شونده های مختلف بر محلول های آبی پلیمری، از دیدگاه ترمودینامیکی مورد مطالعه قرار گرفت که منجر به یافتن رابطه ی پدیده های نمک زدایی و نمکافزونی با انحراف رفتار تعادل مایع – بخار از حالت شبهایدهال شد. در بخش اول این کار، سیستم های آبی پلیمر – آمینواسید با بررسی تعادل مایع – مایع، دمای ابری شدن، اسمومتری فشار بخار و خواص حجمی و تراکم پذیری مطالعه شدند. اثر دما، جرم مولکولی پلیمر و ساختار آمینواسید بر خواص ترمودینامیکی این سیستم ها بررسی شد. نتایج نشان می دهد که سیستمهای آبی پلی اتیلن گلیکول (PEG) – آمینواسید قابلیت دوفازی شدن ندارند؛ در حالی که سیستم های آبی پلی پروپیلن گلیکول (PPG) – آمینواسید بالاتر از غلظتهای بحرانی تشکیل سیستم دوفازی آبی می-دهند (اثر نمک زدایی). افزایش دما، افزایش جرم مولکولی PPG و کاهش سهم هیدروکربنی آمینواسید، پتانسیل تشکیل سیستم دوفازی آبی را افزایش می دهد. میزان انحراف منفی داده های اسمومتری فشار بخار سیستمهای آبی PPG - آمینواسید از حالت شبهایده ال، کاملا در توافق با رفتار تعادل فاز مایع – مایع این سیستم ها است؛ به طوری که هرچه انحراف منفی از حالت شبهایده ال بیش تر باشد، ناحیه ی دوفازی نمودار فاز مایع – مایع گسترده تر است. اثر آمینواسیدها بر حجم و تراکمپذیری مولی ظاهری رقت بی نهایت PPG و نیز اثر PPG بر حجم و تراکمپذیری مولی ظاهری رقت بینهایت آمینواسیدها، در محیط آبی، در دماهای مختلف بررسی شد و نتایج بر اساس استعداد نمکزدایی آمینواسیدها و انواع برهمکنشهای بین مولکولی توجیه شد. در بخش دوم این کار، سیستم های آبی پلیمر – کربوهیدرات با بررسی تعادل مایع – مایع و اسمومتری فشار بخار، بهطور سیستماتیک مطالعه شدند. اثر دما، نوع و جرم مولکولی پلیمر و نوع و شیمی فضایی کربوهیدرات بر رفتار تعادل های فاز مایع – مایع و مایع – بخار بررسی شد. در سیستم های آبی PEG – کربوهیدرات که قابلیت دوفازی شدن ندارند، داده های اسمومتری فشار بخار عمدتا دارای انحراف مثبت از رفتار شبهایده ال هستند(اثر نمک

در این پایان نامه مطالعه ی ترمودینامیک محلول های آبی پلیمر-کربوهیدرات با استفاده از اندازه گیری های ایزوپیستیکی و حجم سنجی صورت می پذیرد.

در این پژوهش به بررسی مطالعه نمک فزونی و نمک زدایی تتراآلکیل آمونیوم هالیدها در محلولهای آبی نمک می پردازیم.

در این پژوهش به بررسی مطالعه حجم سنجی و ویسکومتری محلولهای سه جزئی آبی پلیمر-پلیمر در دماهای مختلف می پردازیم.

در این پژوهش به بررسی اثر دما و حلال های آلی بر رفتار سطحی و تجمعی سورفکانت های 1-دودسیل-3-متیل-ایمیدازولیوم بروماید و دودسیل تی متیل آمونیوم بروماید در محلول های آبی می پردازیم.

در این پژوهش به مطالعه تعادل مایع-بخار محلول های آبی پلیمر-پلیمر به روش اسمومتری فشار-بخار و اندازه گیری ایزوپیستیکی می پردازیم.

هدف این کار به دست آوردن خواص ترمودینامیکی اثر آمینواسیدهای آلانین و گلیسین بر روی محلول های آبی پلیمری است.

در این پژوهش به بررسی اثرات نمک زدایی در محلولهای آبی 1-دودسیل-3-متیل ایمیدازولیوم بروماید: تغییرات خواص ترمودینامیکی و جابه جایی غلظت تجمعی بحرانی می پردازیم.

ندارد

هدف این کار به دست آوردن خواص ترمودینامیکی مایعات یونی 1-بوتیل-3-متیل-ایمیدازولیوم بروماید و 1-بوتیل-3-متیل-ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات در محلول های آبی پلیمری است. مطالعات نشان داده است که جرم مولکولی و ساختار پلیمر تاثیری روی مقدار تراکم پذیری هم آنتروپی و تراکم پذیریی هم آنتروپی مولی ظاهری ندارد.

خواص ترمودینامیکی برای محلول های آبی شامل دودسیل سولفات در غیاب و حضور پلیمرهای اتیلن گلیکول یا پلی پروپیلن گلیکول نسبت به غلظت سورفکتانت با استفاده از داده های هدایت، تعادل مایع بخار، سرع صوت و دانسیته به دست آمد.

در این کار به بررسی ارتباط میان تعادل مایع-مایع و تعادل مایع-بخار سیستم های دوفازی آبی پرداخته شده است. در بخش اول این کار، منحنی های باینودال سیستم های دوفازی پلیمر+نمک+آب در سه دمای 15/298، 15/308 و 15/318 کلوین بررسی شده است. اثرات دما، نوع نمک و نوع پلیمر بر منحنی های باینودال بررسی شده است. مشخص شده است که با افزایش دما، افزایش چگالی بار و افزایش جرم مولکولی پلیمر ناحیه دوفازی برای اکثر سیستم های بررسی شده؛ افزایش می یابد. در نهایت اثرات نمک زدایی نمک ها بر پلیمرهای مورد بررسی قرار گرفته شده است و مشخص شده است که افزایش پارامترهای مذکور قدرت salting-out نمک بر پلیمر را افزایش می دهد. در بخش دوم این کار، فعالیت آب برای سیستم های (پلیمر+ نمک+ آب) با استفاده از روش ایزوپستیک؛ در دمای 15/298 کلوین به دست آمده است. اثر بار روی یون، بر روی تعادل مایع-بخار این سیستم ها بررسی شده است. خطوط هم فعالیت آب برای سیستم های دوفازی آبی؛ در ناحیه دوفازی دارای انحراف مثبت و در ناحیه تک فازی دارای انحراف منفی نسبت به خطوط زدانووسکی (که از مدل شبه ایدهال مشتق شده است) می باشد. همچنین خطوط هم فعالیت آب برای سیستمهایی که توانایی تشکیل دوفاز را نداشتند دارای انحراف مثبت نسبت به خطوط زدانووسکی میباشند. همچنین به مقایسه نتایج به دست آمده برای قدرت salting-out نمک های مختلف؛ از تعادل مایع-مایع و تعادل مایع-بخار پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد در سیستم های دوفازی آبی؛ خطوط هم فعالیت آب در ناحیه تک-فازی بهتر از خطوط هم فعالیت آب در ناحیه دوفازی به قدرت salting-out نمک ها با استفاده از تعادل مایع-مایع را تایید می کنند.

این کار بر دو بخش متمرکز شده است: مطالعه اثر پلی اتیلن گلیکول و نمک های مالونات پتاسیم بر روی تعادل مایع-بخار و خواص حجم سنجی محلول های آبی مایع یونی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید، [C6mim]Cl. بخش اول: داده های تجربی فعالیت آب در دمای 15/298 کلوین یرای محلول های آبی دوتایی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید، مونومتیل مالونات پتاسیم، مونواتیل مالونات پتاسیم، PEG2000 و PEG6000 و محلول های آبی سه تایی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید + مونواتیل مالونات پتاسیم، 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید + مونومتیل مالونات پتاسیم،1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید + PEG2000، 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید + PEG6000، با استفاده از روش ایزوپستیک به دست آمده است. از داده های فعالیت آب به دست آمده برای محاسبه فشار بخار، ضریب اسمزی و کاهش فشار بخار محلول ها در دمای مذکور استفاده شده است. همچنین اثر نمک و پلیمر بر روی تعادل مایع- بخار سیستم های مورد مطالعه بررسی شده است. نتایج نشان داد برای سیستم-های سه تایی؛ (مایع یونی+ نمک+ آب) خطوط هم فعالیت آب یک انحراف منفی از حالت ایزوپستیک خطی (قوانین زدانووسکی، استوکس، رابینسون) حاصل از مدل آب پوشی شبه ایده آل نشان دادند. اما سیستم های سه تایی؛ (مایع یونی+ پلیمر+ آب) انحراف مثبت را نشان دادند. بخش دوم: حجم مولی ظاهری، تراکم پذیری هم آنتروپی و تراکم پذیری هم آنتروپی مولی ظاهری مایع یونی [C6mim]Cl در محلول های آبی 25/0 و 5/0 مولال نمک های مونواتیل مالونات پتاسیم و مونومتیل مالونات پتاسیم و محلول های 1%، 3% و 5% وزنی PEG2000 و PEG6000 با استفاده از داده های تجربی دانسیته و سرعت صوت در گستره ی دمایی 15/288 تا 15/308 کلوین به دست آمده است. مقادیر حجم مولی ضاهری و تراکم پذیری هم آنتروپی رقت بی نهایت و تغییرات این کمیت ها با دما به دست آمده است. خواص انتقالی این سیستم ها از آب به محلول های آبی نمک و پلیمر نیز بررسی شده است.

این کار بر دو بخش متمرکز شده است: 1- مطالعه تجمع یونی و حلالپوشی مایع یونی 1-هگزیل-3-متیل ایمیدازولیوم کلراید، [Hmim]Cl، در حلالهای مولکولی متعدد؛ که به این منظور حجم سنجی، اندازه گیری صوتی، هدایت سنجی و اسمومتری فشار بخار برای مخلوط های دو تایی مختلف شامل مایع یونی [Hmim]Cl + حلال (متانول، اتانول، 1-پروپانول، 2-پروپانول، 1-بوتانول، استونیتریل و آب) انجام شد. 2- مطالعه اثر salting-out در نتیجه افزودن مایع یونی به محلول های آبی شامل پلیمرهای قابل حل در آب؛ که به این منظور اسمومتری فشار بخار برای محلول های شامل[Hmim]Cl در آب خالص و در محلول های آبی از پلیمر های PEG2000 و PEG6000 در دمای 15/308 کلوین انجام شد. بخش اول: با استفاده از داده های تجربی دانسیته و سرعت صوت، خواص مولی ظاهری مایع یونی در همه سیستم های مورد مطالعه در دماهای مختلف محاسبه شد. حجم مولی ظاهری رقت بی نهایت برای بررسی برهمکنش های حلال-حل شونده مورد استفاده قرار گرفت و معلوم شد که برهمکنش [Hmim]Cl با حلال های مورد بررسی از ترتیب متانول> استونیتریل>1-پروپانول> اتانول>2-پروپانول>1-بوتانول> آب پیروی می کند. با استفاده از داده های هدایت سنجی، هدایت الکتریکی ویژه و هدایت الکتریکی مولی مایع یونی در سیستم های مورد بررسی بدست آمد. در غلظت یکسان، هدایت الکتریکی [Hmim]Cl از ترتیب استونیتریل> آب> متانول> اتانول> 1-پروپانول> 2-پروپانول> 1-بوتانول پیروی می کند. ضرایب اسمزی تجربی در دمای 15/318 کلوین، به طور مستقیم از روش اسمومتری فشار بخار بدست آمد و با استفاده از آن، فعالیت، فشار بخار، کاهش فشار بخار و ضریب فعالیت حلال و هم چنین ضریب فعالیت مولی متوسط مایع یونی و انرژی آزاد گیبس مولی مازاد برای همه سیستم های مورد بررسی محاسبه شد. نتایج نشان داد که به استثنای محلول های غلیظ استونیتریلی، در همه محلول های مورد مطالعه، حلال دارای انحراف مثبت جزئی از رفتار محلول رقیق ایده ال است در حالی که حل شونده انحراف منفی شدیدی از حالت رقیق ایده ال نشان می دهد از این روست که مقادیر انرژی آزاد گیبس مولی مازاد برای همه محلول های بررسی شده منفی است. بخش دوم: داده های بدست آمده از روش اسمومتری فشار بخار نشان داد که کاهش فشار بخار برای سیستمهای سه تایی شامل ( مایع یونی+ PEG+ آب) به مقدار جزئی از مجموع فشار بخار سیستم های دوتایی متناظر

رفتار حجم سنجی، تراکم پذیری محلول های مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم یداید([C4mim]I) در آب خالص و در محلول های آبی 5/0 مولال نمک های تری سدیم سیترات (Na3Cit) ، تری آمونیوم سیترات ((NH4)3Cit)، تری پتاسیم سیترات (K3Cit)، تری آمونیوم فسفات ((NH4)3PO4) ، دی آمونیوم هیدروژن فسفات ((NH4)2HPO4) و محلول 1/0 مولال نمک تری پتاسیم سیترات در گستره ی دمایی 15/288 تا 15/308 کلوین و تحت فشار اتمسفر بررسی شد. اثرات دما، نوع و غلظت نمک روی حجم مولی ظاهری، تراکم پذیری هم آنتروپی مولی ظاهری در سیستم های مورد مطالعه بررسی شد. هدایت الکتریکی محلول های مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم یداید در آب خالص و در محلول های آبی 035/0 مولال نمک های تری سدیم سیترات، تری آمونیوم سیترات، تری پتاسیم سیترات، تری آمونیوم فسفات، دی آمونیوم هیدروژن فسفات در گستره ی دمایی 15/298 تا 15/308 کلوین بررسی شد. دیاگرام های فاز تعادل مایع- مایع برای محلولهای آبی مایع یونی [C4mim]I و نمک های تری پتاسیم سیترات، تری سدیم سیترات، تری آمونیوم سیترات، تری سدیم فسفات، تری آمونیوم فسفات و دی آمونیوم هیدروژن فسفات در گستره ی دمایی 15/283 تا 15/328 کلوین اندازه گیری شد. اثرات دما و نوع نمک روی دیاگرام فاز تعادل مایع- مایع در سیستم مورد مطالعه بررسی شد. نتایج نشان میدهد که با کاهش دما ناحیه دوفازی وسیعتر می شود. همچنین مشاهده می شود با افزایش قدرت آبپوشی نمک ناحیه ی دوفازی گسترش یافته و در غلظت های پایین تری ازمایع یونی و نمک سیستم دوفازی آبی تشکیل می شود.

مقایسه بین سدیم دودسیل سولفات (C12SO4Na) در خصوص خواص ترمودینامیکی، میسلی شدن و برهمکنش با پلی اتیلن گلیکول (PEG) در محلول های آبی از طریق اندازه گیری حجم سنجی، تراکم پذیری، و هدایت سنجی در محدوده دمائی 15/313-15/288 کلوین مطالعه شد. اندازه گیری های دانسیته، سرعت صوت و هدایت سنجی محلول های آبی C12SO4Na و C12SO3Na در حضور و غیاب PEG به صورت تابعی از غلظت سورفکتانت در بالا و پائین غلظت میسلی بحرانی (CMC) در دماهای مختلف انجام شد. تغییرات در حجم مولی ظاهری و تراکم پذیری هم آنتروپی در ضمن میسلی شدن با استفاده از مدل انتقال شبه فاز برای حالت مونومری و میسلی C12SO4Na و C12SO3Na در آب خالص و در محلول های آبی PEG به دست آورده شدند.

حجم مولی ظاهری و تراکم پذیری هم آنتروپی برای L – سرین، گلیسین و آلانیتن در آب خالص و در محلول های آبی 5/0 و 1 مولال نمک دی آمونیم هیدروژن سیترات {(NH4)2HCit} و برای نمک دی آمونیم هیدروژن سیترات در آب خالص، با بکار بردن داده های دانسیته و سرعت صوت اندازه گیری شده در گستره دمایی 15/228 تا 15/308 کلوین و تحت فشار جوی به دست آمده است. خواص انتقالی این سیستم ها از آب به محلول های آبی نمک دی آمونیم هیدروژن سیترات نیز بررسی شده است.

تعادل مایع-بخار محلول های مختلف پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. فعالیت حلال های آب دو بار تقطیر، استونیتریلف متانول، اتانول و 2-پروپانول در محلول هایی از پلی اتیلن گلیکول (PEG) با جرم های مولکولی 400، 200، 6000 g.mol-1، پلی اتیلن گلیکول مونو متیل اتر (PEGMME) با جرم مولکولی g.mol-1، پلی پروپیلن گلیکول (PPG) با جرم مولکولی g.mol-1 400، در دماهای 298/15، 303/15، 308/15 و 318/15 کلوین، با استفاده از روش ایزوپستیک و اسمومتری (VPO) اندازه گیری شد.

هدف این کار به دست آوردن خصوصیات ترمودینامیکی محلول های آبی مایعات یونی با الکترولیت های مشابه است. در این کار داده های تجربی فعالیت آب در 298/15 و 308/15 کلوین برای محلول های دوتایی و سه تایی آبی شامل 1-آلکیل-3-متیل ایمیدازولیوم برومید [Rmim]Br که((بوتیل) C4، (هپتیل) C7، (اکتیل) R=C8)، سدیم دی هیدروژن سیترات (nAh2cIT)، دی سدیم هیدروژن سیترات (NaH2Cit) با استفاده از دو روش فشار بخار اسمومتری و ایزوپستیک اندازه گیری شد.

در این مطالعـات به تحـقیق در مـورد برهم کنـش پلی اکسـو متالات های سـه حفره ای [α-SiW9O34]10- بـا یـــون هــای لانتانیـدی Gd(III)، Nd(III)، Pr(III)، Y(III)، Sm(III) و Yb(III) در محلـــول هـای آبـی پرداخـتـه مـی شــود. کمپلکــس هـای ســـاندویـچــی ) (M(III) = Y, Yb, Sm [A-α-(SiW9O34)2(MOH2)3CO3]11- با واکـنش پلی اکسومتالات سه حفره ای [α-SiW9O34]10- به عنوان لیگاند و یون های فلزی M(III) در محلول آبی M1/0 کربنات تشکیل می شود. این کمپلکس ها به کمک طیف سنجی مادون قرمز (IR)، آنالیز عنصری(ICP)، طیف سنجی الکترونـی (UV-Vis) وترموگراویمتــری (TGA)، شناسایـی شدند. کمپلکس های ساندویچـی شامـل یون های Gd(III)، Nd(III)، Pr(III) در هیچ شرایطــی تشکیل نشدند. کمپلکس های ساندویچـــی شامـــل دو واحــــد لیگاند [α-SiW9O34]10- هستند که از طریق کمربند (M3CO3) به هم متصل شده اند. حضور یـون کربنات برای تهیه کمپلکس هـــای ساندویچـــی ضروری مـی باشــد و در صــورت خــروج کربنــات، ساختــار تجزیـــه مــی شـــود. از کمپلکس های ساندویچی نتوانستیم بلور تهیه کنیم. از تبلور مجدد کمپلکس ســاندویچی مشتق ساماریم بلورهای تترامـــری جدیــــدی جداسازی شــد. ترکیب تترامری [(SiSm2W10O38)4(OH)4(H2O)2(W3O8)]26- از تجمع چهار واحد (SiW10O37) با هشت یون Sm(III)تشکیل شده که ایجاد کلاهک های کگین مانندی می کنند و این کلاهک ها توسـط سه اتم تنگستن مرکزی به هم دیگر متصل می شوند. کلاهک های کگین مانند تشکیل دو بخش V- شکل نامتقارن می دهند که توسط یک محور C2 حول اتم تنگستن مرکزی (W42) متقارن می شوند. کمپلکس اخیر با طیف سنجی IR، آنالیز ساختار تک بلور و محاسبات مجموع پیوند ظرفیتی شناسایی شد.

خواص ترمودینامیکی برای محلول های آبی شامل سدیم n-پنتیل سولفونات (C5SO3Na) در غیاب و در حضور پلیمرهای پلی اتیلن گلیکول (PEG) یا پلی وینیل پیرولیدون (pvp) نسبت به غلظت سورفکتانت با استفاده از داده های تعادل مایع-بخار، هدایت، ویسکوزیته، سرعت صوت و دانسیته به دست آمد.

ترمودینامیک سیستم های آبی الکل + نمک با استفاده از اند تعادل مایع-مایع و هدایت سنجی و تراکم پذیری

ترمودینامیک محلول های آبی مایعات یونی 1-آلکیل-3-متیل ایمیدازولیوم بروماید در حضور یا غیاب نمک های سدیم سیترات با استفاده از اندازه گیریهای تعادل

مطالعه ترمودینامیک سیتم های دوفازی آبی پلی پروپیلن گلیکول + نمک های سدیم فسفات و بررسی رفتار توزیع آمینواسیدها در این سیستم های دو فازی آبی

در این کار در دو بخش جداگانه بر روی خواص ترمودینامیکی دو دسته از ترکیبات یعنی سیستم های دوجزئی و سه جزئی، محلول های آبی سورفاکتانت (C7SO3Na) خالص و سورفاکتانت پلیمر و در بخش دوم بر روی سری خاصی از مایعات یونی (1-الکیل-3-متیل ایمیدازولیوم برومید) در دو محیط آب و متانول کار شده است. در بخش اول، با استفاده از مجموعه ای از روشها، شامل تعادل بخار-مایع (ایزوپیستیک)، هدایت الکتریکی و حجم سنجی، خواص ترمودینامیکی سورفاکتانت سدیم n-هپتیل سولفونات (C7SO3Na) را در حلال آّ خالص و حلال آبی پلیمر پلی اتیلن گلیکول (PEG) را در دامنه دمائی 15/298 تا 15/318 درجه کلوین، در محدوده غلظتی بالا و پائین نقطه CMC، انجام شده است.

[(A-β-GeW9O34)2(MOH2)3CO3]13- (M = Y3+, Yb3+, Gd3+, Sm3+) پلی اکسومتالاتهای نوع ساندویچی و[(A-α-GeW9O34)2(MOH2)3CO3]13- (M = Y3+, Yb3+, Gd3+) در دمای اتاق با نسبت معین لیگاند سه حفره ای A-β-GeW9O3410- با M3+ در محلول کربناتی 0.1M)) سنتز می شوند. کمپلکسهای جدید به عنوان نمک سدیم یا مخلوطی از سدیم / پتاسیم جداسازی و توســــــــط تجزیه عنصری، IR ، 13C NMR، 183W NMR، طیف سنجی UV-Vis و TGA شناسایی می-شوند. کمپلکسها شامل دو واحــــــــــــــــــــد A-β-GeW9O3410- می باشند که از طریق یک حلقه کمربندی (H2OMO)3C به همدیگر متصل شده و تشکیل کمپلکسهای ساندویچی می دهند. اتمهای فلزی تشکیل مثلث متساوی الساقین را می دهند و از طریق اکسیژنهای یک یون کربنات به همدیگر پیوند شده اند. یون کربنات و سه یون فلزی در یک صفحه قرار گرفته و اکسیژنهای آن درست در وسط اضلاع مثلث متساوی الساقین قرار گرفته است. به هر اتم فلزی یک مولکول آب نیز پیوند دارد. هر اتم فلزی یک کوئوردیناسیون منشور مثلثی یک کلاهکی را قبول می کند.. منشور مثلثی از طریق دو اکسیژن انتهایی یک جفت WO6 لبه مشترک از هر یک از واحدهای A-β-GeW9O3410- و دو اکسیژن از حلقه کمربندی و کلاهک توسط یک لیگاند آب انتهاییO فراهم می شود. حضور یون کربنات برای سنتز این ترکیب الزامی و بدون حضور آن کمپلکسها تشکیل نمی شوند. کمپلکسهای شامل فلزات Y3+ و Yb3+در محدوده pH بین 3 تا 10 و هفت کمپلکس تا دمای °C430 پایدار می باشند. این پایداریها دلایلی برای باقی ماندن گونه ایزومری A-β-GeW9O3410- در فرایند کمپلکس شدن می باشد.

کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی در سیستم های خطی و غیر خطی

بررسی طیف چرخشی مولکولهای چرخنده متقارن CH3CP, CH3CF3, CH3CCH, CHCl3, CH3SiF3, CHF3, PF3, CDF3, CCl3CN

پلی اکسومتالاتهای نوع ساندویچی 13- (M = Y3+, Yb3+, Sm3+)[(A-β-SiW9O34)2(MOH2)3CO3] در دمای اتاق با نسبت معین لیگاند سه حفره ای A-β-SiW9O3410- با M3+ در محلول کربناتی 0.1M)) سنتز می شوند. کمپلکسهای جدید به عنوان نمک سدیم یا مخلوطی از سدیم / پتاسیم جداسازی و توســــــــط تجزیه عنصری، IR ، 13C NMR، 29Si NMR، طیف سنجی UV-Vis ، TGA ، DSC و بررسی ساختار تک بلور شناسایی می شوند. کمپلکسها شامل دو واحــــــــــــــــــــد A-β-SiW9O3410- می باشند که از طریق یک حلقه کمربندی (H2OMO)3C به همدیگر متصل شده و تشکیل کمپلکسهای ساندویچی می دهند. اتمهای فلزی تشکیل مثلث متساوی الساقین را می دهند و از طریق اکسیژنهای یک یون کربنات به همدیگر پیوند شده اند. یون کربنات و سه یون فلزی در یک صفحه قرار گرفته و اکسیژنهای آن درست در وسط اضلاع مثلث متساوی الساقین قرار گرفته است. به هر اتم فلزی یک مولکول آب نیز پیوند دارد. هر اتم فلزی یک کوئوردیناسیون منشور مثلثی یک کلاهکی را قبول می کند. محور C2و محور C3 محلی هر گروه MO6 در صفحه H2OMO)3C) قرار می گیرند. منشور مثلثی از طریق دو اکسیژن انتهایی یک جفت WO6 لبه مشترک از هر یک از واحدهای A-β-SiW9O3410- و دو اکسیژن از حلقه کمربندی و کلاهک توسط یک لیگاند آب انتهایی، (nw)O فراهم می-شود. طـولهای پیوند Y – O در گـــــروه YbO6 و (nW) Yb – O به ترتیب درمحدوده Å(12)436/2 – (14)198/2 (میانگین Å(9)273/2) و Å(19)443/2 – (13)333/2 (میانگین Å(6) 370/2) می باشد. محاسبات مجموع پیوندهای ظرفیت متوسط(VBS) برای اتمهای Yb، W ، Si ، C به ترتیب (6)02/3 ، (5)18/6 ، 95/3 و 40/4 می باشد. حضور یون کربنات برای سنتز این ترکیب الزامی و بدون حضور آن کمپلکسها تشکیل نمی شوند. کمپلکسهای شامل فلزات Y3+ و Yb3+در محدوده pH بین 3 تا 11 و سه کمپلکس تا دمای °C430 پایدار می باشند. این پایداریها دلایلی برای باقی ماندن گونه ایزومری A-β-SiW9O3410- در فرایند کمپلکس شدن می باشد.

ترمودینامیک محلول های آبی آلانین، در حضور یا غیاب نمک های پتاسیم دی هیدروژن سیترات و تری پتاسیم سیترات، با استفاده از اندازه گیریهای فشار بخار و خواص حجمی آنها

بررسی طیف چرخشی مولکول های چرخنده متقارن دوکی در حالت های پایه و برانگیخته ارتعاشی و کاربرد آن در مولکول های CH3CN و CD3CN

مطالعه بر همکنش های موجود در محلول های آبی پلی پروپیلن گلیکول و پتاسیم سیترات با استفاده از اندازه گیریهای تجربی فعالیت آب محلول های دوتایی و سه تایی این گونه ها در دماهای مختلف

بررسی طیف چرخشی مولکول های CF3CCD و CF3CNطیف چرخشی در حالت های پایه و برانگیخته ارتعاشی

تهیه الکترودهای کربن سرامیکی اصلاح شده با پودر نیکل با بکارگیری تکنیک سل-ژل و کاربرد آنها در اندازه گیری آکسوآنیون های گوگرددار، سولفید، انسولین، گلوکز، ال سیستئین، ال سیستین و ال متیونین