مریم نظری

چکیده با توجه به افزایش بحران انرژی، آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و همچنین نیاز روزافزون به تصفیه فاضلاب، سلول‌های سوختی میکروبی (MFCs) به عنوان یکی از سیستم‌های بیوالکتروشیمیایی مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته‌اند. این سیستم‌ها به دلیل توانایی تولید همزمان انرژی الکتریکی و تصفیه فاضلاب، به عنوان فناوری‌هایی پایدار و دوستدار محیط زیست شناخته می‌شوند. در این میان، غشاهای تبادل پروتون (PEMs) به عنوان یکی از اجزای کلیدی MFC نقش مهمی در انتقال پروتون، جلوگیری از عبور اکسیژن و بهبود عملکرد کلی سیستم ایفا می‌کنند؛ از این رو اصلاح و بهبود ویژگی‌های این غشاها از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، از عصاره گیاه اکالیپتوس به عنوان یک افزودنی زیست‌پایه طبیعی برای اصلاح غشاهای پلی‌اتر سولفون سولفونه شده (SPES) استفاده شد. غشاهای اصلاح‌شده در سه درصد وزنی مختلف شامل 0.5، 1 و 1.5 درصد تهیه و عملکرد آن‌ها با غشای فاقد افزودنی مقایسه گردید. به منظور بررسی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی غشاها، آنالیزهای مختلفی شامل FTIR، ATR-FTIR، SEM، جذب آب (WU)، زاویه تماس آب (WCA)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) و آنالیز اکسیژن محلول (DO) انجام شد. همچنین عملکرد الکتروشیمیایی غشاها از طریق بررسی منحنی‌های پلاریزاسیون، چگالی توان، چگالی جریان، راندمان حذف COD و بازده کولمبیک (CE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که حضور عصاره اکالیپتوس در ساختار غشا موجب بهبود خواصی نظیر آب‌دوستی، ظرفیت تبادل یونی و کاهش عبور اکسیژن شد. همچنین تصاویر SEM بیانگر ایجاد ساختاری متراکم‌تر و یکنواخت‌تر در غشاهای اصلاح‌شده نسبت به غشای خام بودند. در میان تمامی غشاهای تهیه‌شده، غشای حاوی 1 درصد وزنی عصاره اکالیپتوس بهترین عملکرد را از خود نشان داد؛ به‌طوری‌که بیشترین چگالی توان و چگالی جریان به ترتیب برابر با 193.4 میلی‌وات بر متر مربع و 716.2 میلی‌آمپر بر متر مربع برای این غشا به‌دست آمد. علاوه بر این، بالاترین راندمان حذف COD و بازده کولمبیک نیز مربوط به همین غشا بود که به ترتیب برابر با 89.16 و 76.11 درصد محاسبه شد. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از عصاره اکالیپتوس می‌تواند به طور موثری عملکرد غشاهای SPES را در سلول‌های سوختی میکروبی بهبود بخشد و گزینه‌ای مناسب برای توسعه غشاهای تبادل پروتون پایدار، کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست در کاربردهای بیوالکتروشیمیایی باشد.      

   هدف: مطالعه حاضر با هدف ساخت داربست هیدروژلی چندپلیمره حاوی کربوکسی‌متیل سلولز، آلژینات، پلی‌وینیل الکل و اینولین (CMC/Alg/PVA/Inulin) و بررسی نقش آن در تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان جنین گوسفند به سلول‌های شبه تخمک، در ترکیب با مایع فولیکولی، سلول‌های گرانولوزا و رتینوئیک اسید انجام شد. روش‌ها: داربست هیدروژلی با روش فریز-درای و اتصال عرضی با کلرید کلسیم ساخته شد و با آزمون‌های FE-SEM، EDX، FTIR، XRD، استحکام کششی، رفتار تورمی و تجزیه‌پذیری آنزیمی شناسایی گردید. سلول‌های بنیادی مزانشیمی از مغز استخوان جنین گوسفند جدا و در پاساژ سوم با استفاده از رنگ‌آمیزی Oil Red O و Alizarin Red S از نظر توان تمایز به چربی و استخوان تایید شدند. سپس سلول‌ها در سه آزمایش مجزا در گروه‌های شاهد (دوبعدی)، کشت روی داربست (سه‌بعدی) و کشت روی داربست همراه با رتینوئیک اسید (10 میکرومولار) به مدت 21 روز تیمار شدند. محیط تمایز شامل مایع فولیکولی، سلول‌های گرانولوزا یا ترکیب هر دو بود. زنده‌مانی با آزمون آلمار بلو و آپوپتوز با رنگ‌آمیزی آکریدین نارنجی/اتیدیوم بروماید ارزیابی شد. بیان ژن‌های اختصاصی سلول زایا (DDX4، DAZL و ZP3) با Real-time PCR اندازه‌گیری شد. نتایج: تصاویر FE-SEM نشان‌دهنده ساختار متخلخل داربست بود و FTIR و XRD تشکیل موفقیت‌آمیز هیدروژل را تایید کردند. داربست زیست‌سازگاری مناسبی داشت (حداکثر تورم در 72 ساعت و تخریب 63 درصدی در روز 21) و سمیت سلولی رتینوئیک اسید در غلظت‌های پایین مشاهده نشد. در تمام آزمایش‌ها، کشت سه‌بعدی روی داربست به همراه رتینوئیک اسید به طور معنی‌داری بیان ژن‌های DDX4، DAZL و ZP3 را نسبت به گروه‌های دوبعدی و سه‌بعدی بدون رتینوئیک اسید افزایش داد (0.05>p). بیشترین میزان بیان ژن‌ها در گروه همکشتی سلول‌های بنیادی با سلول‌های گرانولوزا در حضور همزمان مایع فولیکولی و رتینوئیک اسید بر روی داربست مشاهده شد. نتیجه گیری:

   بیماری آلزایمر یک بیماری تحلیل‌برنده عصبی است و اصلی‌ترین علت زوال عقل (دمانس) در سراسر جهان به شمار می‌رود. تا به امروز درمان‌های موجود برای این بیماری محدود هستند. یکی از دلایل این محدودیت، دشواری در درک کامل علل بروز بیماری و همچنین وجود سد خونی–مغزی است، که یک مرز نیمه‌تراوا بوده و از ورود مولکول‌های محلول به سیستم عصبی مرکزی جلوگیری می‌کند. بنابراین، نیاز به بررسی رویکردهای جدید برای هدف‌گیری دارو به سمت مغز وجود دارد. با وجود محدودیت‌ها و موانع یادشده، تحقیقات در زمینه? انتقال دارو از مسیر بینی به مغز به توسعه? پلتفرم‌های امیدبخشی منجر شده است که از پتانسیل بالایی برای بهبود قابل توجه رسانش دارو به مغز برخوردارند. این موفقیت از طریق هدف‌گیری مسیرهای خاص بینی، بر اساس ویژگی‌های مولکول دارو و سیستم دارورسانی، حاصل شده و رسانش موثر دارو به بخش‌های مختلف مغز را امکان‌پذیر کرده است. بررسی این حوزه? مطالعاتی می‌تواند به توسعه? سامانه‌های جدیدتر و کارآمدتری بینجامد که درمان بیماری‌های CNS را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهند. در حال حاضر، مهارکننده‌های آنزیم استیل‌کولین‌استراز تاییدشده توسط سازمان غذا و داروی آمریکا برای درمان بیماری آلزایمر شامل donepezil (Dnp)، Rivastigmine (Rv) و galantamine (GLn) هستند. شواهد حاصل از مطالعات حیوانی نشان می‌دهد که Rv در نواحی قشر مغز و هیپوکامپ، که بیشترین تاثیر را از بیماری آلزایمر می‌پذیرند، مهارکننده? قوی‌تری نسبت به سایر AChEIs است. در سال‌های اخیر، نانوذرات که قادر به انتقال مولکول‌ها از سد خونی–مغزی هستند مورد توجه فراوان قرار گرفته‌اند و رویکردی امیدبخش برای رسانش هدفمند دارو به مغز محسوب می‌شوند. در این مطالعه، هدف بر آن است که  نانوذرات کیتوسان اصلاح‌شده با آرژنین و سیستئین  را برای  تجویز داخل‌بینی ریواستیگمین  در درمان علامتی بیماری آلزایمر سنتز و شناسایی کنیم. نانوذرات مزایای خاصی برای دارورسانی بینی دارند؛ به دلیل اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم بالا و توانایی عبور موثر از لایه مخاط، اگر به‌خوبی طراحی شوند، می‌توانند از سد مخاطی عبور کنند، از پاک شدن مخاطی جلوگیری کنند و زمان ماندگاری دارو در محل جذب را افزایش دهند، که شانس انتقال به مغز را بالا می‌برد. در این زمینه،  کیتوسان  به‌عنوان پلیمر پایه جذاب انتخاب شده است به دلیل ویژگی‌هایی مانند زیست‌سازگاری عالی، زیست ‌تجزیه ‌پذیری، خواص مخاط ‌چسبی، سمیت پایین و توانایی در باز کردن موقت اتصالات محکم بین سلول‌های اپیتلیال. برای تقویت بیشتر چسبندگی مخاطی و نفوذپذیری، کیتوسان را به‌صورت شیمیایی با  آرژنین و سیستئین  اصلاح کردیم؛ آرژنین گروه‌های کاتیونی اضافی فراهم می‌کند که تعامل الکترواستاتیکی با مخاط منفی بینی را تقویت می‌کند، در حالی که سیستئین گروه‌های تیول معرفی می‌کند که قادر به تشکیل پیوند دی‌سولفیدی با گلیکوپروتئین‌های مخاط هستند و در نتیجه زمان ماندگاری و نفوذ از اپی‌تلیوم بینی را بهبود می‌بخشند. برای تایید اتصال موفق آمینواسیدها به اسکلت کیتوسان، آزمون‌ها و تکنیک‌های مشخصه ‌یابی مختلف به ‌کار گرفته شدند، سپس بهینه‌سازی پارامترهای فرمولاسیون و بررسی الگوی رهایش دارو از نانوذرات اصلاح‌شده انجام گردید. انتظار می‌رود این سامانه نانوذره‌ای کیتوسان اصلاح‌شده با آرژنین و سیستئین به‌عنوان یک حامل کارآمد و زیست‌سازگار برای تجویز داخل ‌بینی ریواستیگمین عمل کند و زیست‌دسترس‌پذیری و اثربخشی درمانی آن را در درمان علامتی بیماری آلزایمر بهبود دهد، و همچنین باعث  کاهش عوارض جانبی ریواستیگمین  شود، با امکان استفاده از  دوزهای درمانی پایین‌تر، هدف‌گیری بهتر به مغز و کاهش توزیع سیستمیک.

در این پژوهش، اثر روش‌های مختلف پیش‌ تصفیه بر افزایش قابلیت حلالیت لجن فعال زائد (WAS) و تولید متان در فرآیند هضم بی‌هوازی به‌صورت سیستماتیک بررسی شد. سه استراتژی پیش‌تصفیه شامل همگن‌سازی، فراصوت و هیدرولیز آنزیمی به‌صورت جداگانه اعمال و بهینه‌سازی گردید. در مرحله نخست، پیش‌تصفیه همگن‌سازی به مدت یک ساعت با سرعت 3000 دور بر دقیقه، با ایجاد نیروهای برشی قوی، کاویتاسیون و تلاطم بالا، باعث هیدرولیز قابل توجه لجن شد. در این شرایط، غلظت sCOD به 2210 میلی‌گرم در لیتر، حذف VSS به 63.33 درصد، غلظت NH? به 6.13 میلی‌گرم در لیتر و PO?³? به 9.56 میلی‌گرم در لیتر رسید. افزایش سرعت همگن‌سازی موجب بهبود شکستن ساختار لجن و افزایش حلالیت شد. در مرحله دوم، تاثیر متغیرهای فرایند فراصوت شامل زمان فراصوت، درصد دامنه و حالت پالسی ارزیابی شد. در شرایط بهینه (دامنه 100 درصد، حالت پالسی 1 و زمان 60 دقیقه)، کاهش VSS به 61.41 درصد و غلظت sCOD به 5010 میلی‌گرم در لیتر افزایش یافت که بیانگر تاثیر مستقیم این پارامترها بر تجزیه لجن است. در مرحله سوم، پیش‌تصفیه آنزیمی با استفاده از آمیلاز، پروتئاز و لیپاز انجام شد. به‌منظور ارزیابی جامع، تعداد 90 آزمایش با روش طراحی سطح پاسخ (RSM) و با در نظر گرفتن زمان ماند، دما، pH اولیه، دوز آنزیم و نوع آنزیم طراحی گردید. شرایط بهینه شامل زمان ماند 6 ساعت، دمای 55 درجه سانتی‌گراد، pH برابر 9.5 و دوز آنزیم 5 درصد تعیین شد. در نهایت، هضم بی‌هوازی تحت این شرایط بهینه‌شده انجام شد. پس از 344 ساعت، اندازه‌گیری پارامترهای VSS، sCOD، TCOD، pH و فشار گاز نشان داد که تولید متان افزایش و زمان ماند کاهش یافته است. در مقایسه با لجن بدون پیش‌تصفیه، هر سه روش سبب بهبود حلالیت لجن و افزایش تولید گاز شدند. در این میان، هیدرولیز آنزیمی با آمیلاز بیشترین تاثیر را در افزایش تولید گاز نسبت به پیش‌تصفیه های فراصوت و همگن‌سازی داشت.

   چکیده اگرچه راکتورهای زیستی ایرلیفت در سال‌های اخیر موفقیت‌های چشمگیری در حذف همزمان کربن (C) و مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) از انواع فاضلاب‌ها داشته‌اند، اما تحقیقات عمدتاً بر مکانیسم‌های متعارف مانند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون همزمان (SND) و حذف پیشرفته فسفر بیولوژیکی (EBPR) متمرکز بوده است. بر این اساس، هدف اصلی این پایان‌نامه طراحی شرایط عملیاتی و فرآیندی بهینه برای ایجاد مکانیسم‌های مختلف نوین جهت حذف همزمان کربن، نیتروژن و فسفر (CNP) در یک راکتور زیستی هیبریدی ایرلیفت تک‌مرحله‌ای با چرخش داخلی دوگانه (DCAL-A2O) می‌باشد. در این مطالعه، تاثیر انواع ترکیبات نیتروژن‌ به صورت نسبت NH??-N/NH??-N + NO??-N   در محدوده ?.? تا ?.?، و زمان ماند هیدرولیکی (HRT) بین ? تا ?? ساعت بر عملکرد راکتور مورد بررسی قرار گرفت. اثر هم‌افزایی مکانیسم‌های زیستی مختلف نقش کلیدی در دستیابی به حذف همزمانCNP   در یک راکتور تک ‌مرحله‌ای ایفا کرد. در شرایط بهینه (نسبتNH??-N/NH??-N + NO??-N   معادل ?.?? و زمان ماند هیدرولیکی ??.? ساعت)، بیوراکتور هیبریدی ایرلیفت حداکثر راندمان فرآیندی را نشان داد. تحت این شرایط، راندمان حذف TCOD، TN، TP و کدورت خروجی به ترتیب ??.?? (ورودی: ???? میلی‌گرم بر لیتر)، ??? (ورودی: ??? میلی‌گرم بر لیتر) و ??? (ورودی: ?? میلی‌گرم بر لیتر) همراه با کدورت خروجی NTU 9 گزارش شد. علاوه بر این، راکتور هیبریدی DCAL-A2O در تصفیه فاضلاب با غلظت بالای نیترات (???.? میلی‌گرم بر لیتر)، راندمان حذف نیترات را تا ??? بهبود بخشید. بنابراین، راکتور هیبریدی DCAL-A2O به‌عنوان یک سیستم بسیار کارآمد برای حذف همزمان کربن، نیتروژن و فسفر شناخته شد و توانایی قابل توجهی در حذف نیترات از فاضلاب­هایی با غلظت بالای نیترات نشان داد.

   I sincerely thank God, Merciful and Almighty, for the divine guidance and i  iration that enabled me to pursue this path and reach this academic level. I sincerely thank my supervisors, Prof Ali Akbar Zinatizadeh, and Dr. Sirus Zinadini, as well as my advisers, Dr. Sara Ivani, and Dr. Mehdi Khiadani, for their invaluable support and insightful recommendations throughout this project, which significantly contributed to its success. I sincerely thank the referees for their thorough review of this thesis and my supportive friends and colleagues for the enjoyable moments we shared. It is worth mentioning that the completion of this thesis owes to the knowledge, patience, and extraordinary attention of these magnanimous professors, and I once again thank them. And I am thanking God for putting these magnanimous professors on the path to completion of this project. And in the end, I sincerely appreciate my parents for their massive support at all stages of life.   

   در این پروژه، یک غشای پلیمری نانوفیلتراسیون با هدف دستیابی به عملکرد بالا از نظر شار، خواص ضد رسوب و حذف رنگ سنتز شد. عملکرد بالا در این غشاء با افزودن نقاط کوانتومی کربن و پلیمر پلی اتر سولفون سولفونه شده به ماتریس غشا بدست آمد. کربن کوانتوم دات از ضایعات کارخانه مخمر (ویناس) با استفاده از روش حلال گرمایی (solvothermal) با حلال DMAc تهیه شد. پلیمر پلی اتر سولفون سولفونه شده از طریق فرآیند سولفوناسیون با استفاده از کلروسولفونیک اسید از پلی اتر سولفون سنتز شد. تجزیه و تحلیل های مختلفی برای توصیف CQD های سنتز شده استفاده شد. از FTIR برای بررسی گروه های عاملی آبدوست، XRD برای نشان دادن ساختار بلوری، DLS برای اندازه گیری توزیع اندازه ذرات و EDX برای بررسی عناصر موجود در CQD ها استفاده شد. علاوه بر این، از آنالیز FTIR برای تایید سولفوناسیون پلیمر PES استفاده شد. روش ماتریس مخلوط برای سنتز غشا استفاده شد که درصدهای مختلف CQD و SPES را در خود جای داده است. عملکرد غشاها از نظر شار، مقاومت در برابر رسوب، استحکام مکانیکی و حذف رنگ ارزیابی شد. نتایج نشان داد که افزودن CQD به ساختار غشا باعث افزایش شار به اندازه 3.82 برابر و افزایش نسبت بازیابی شار عبوری به اندازه 1.69 برابر نسبت به حالت اصلاح نشده شد. برای افزایش و حفظ عملکرد غشاء، SPES به عنوان یک تثبیت کننده برای CQD در ساختار غشا استفاده شد. ترکیب 10% از پلیمر پلی اتر سولفون سولفونه شده و 0.1 درصد نانوذره در غشاء منجر به افزایش 4.6 برابری در شار و افزایش 2.27 برابری در FRR در مقایسه با حالت اصلاح نشده شد. غشای بهینه سنتز شده توانایی حذف 95.12 درصد رنگ از فاضلاب را دارد. علاوه بر این، ترکیب SPES در ساختار غشا نه تنها عملکرد غشا را از طریق حضور گروه‌های آبدوست سولفون افزایش می‌دهد، بلکه یک پیوند متقابل بین گروه‌های آمین در CQD و گروه‌های سولفون در SPES ایجاد می‌کند. این امر باعث تثبیت CQD در ساختار غشا می شود و تضمین می کند که عملکرد غشا برای مدت طولانی حفظ می شود.

   فلزات دارای خواص منحصر به فردی هستند که شامل فعالیت اکسیداسیون و احیا، حالات کئوردیناسیونی متغیر و واکنش پذیری نسبت به بسترهای آلی است. کمپلکس های کئوردیناسیونی به عنوان دارو یا پیش دارو به پروب های بسیار جذابی به عنوان عوامل ضد سرطانی بالقوه تبدیل می شوند. کمپلکس آزیترومایسین با فلزات مختلفی ساخته شده است اما دراینجا ازمس(II)  به عنوان یک فلز زیست سازگاراستفاده کردیم وکمپلکس آن با آزیترومایسین ساخته شد و توسطFT-IR, UV   وتجزیه عنصری  شناسایی شد. برهمکنش کمپلکس مورد نظر با DNA و HSA با کمک روش های طیف سنجی و دو رنگی دایره ای (CD) انجام شد. با محاسبه ثابت های اتصال   به این نتیجه رسیدیم که مکانیسم خاموش کردن فلورسانس در برهمکنش DNA با کمپلکس مس (II) آزیترومایسین از طریق استاتیک انجام می شود و حالت اتصال از طریق شیار خواهد بود. در مورد HSA، خاموش کردن فلورسانس از طریق استاتیک و محل اتصال از طریق سایت I واقع در زیر دامنه IIA انجام می شود. همچنین ارزیابی پارامترهای ترمودینامیکی در ارتباط با DNA و HSA نشان داد که اتصال کمپلکس با DNA و HSA گرمازا بوده و به صورت خود به خود انجام می پذیرد.کلمات کلیدی: آزیترومایسین;مس (II); برهمکنش DNA؛ برهمکنشHSA؛ روش های طیف سنجی؛ خاموش کننده فلورسانس.

   هدف اصلی این پایان نامه تهیه غشاهای نانوفیلتراسیون (NF) با شار آب خالص و خاصیت ضد گرفتگی بالا و به کارگیری آن ها برای رنگ زدایی فاضلاب می باشد. برای دستیابی به این هدف، پتانسیل استفاده از نقاط کوانتومی کربنی(CQD) به عنوان یک نانو ذره آب دوست برای تقویت غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اترسولفون (PES) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا   نقاط کوانتومی کربنی مورد نظر از ویناس تولیدی ازکارخانه تولید خمیر مایه (CQD-V) به روش حلال گرمایی (Solvothermal) سنتز شد. CQD-V سنتز شده از نظر اندازه ذرات، خصوصیات مورفولوژیکی، ساختاری و فلورسانس مورد بررسی قرار گرفت. وجود گروه ‌های عاملی آب دوست در سطح CQD-V سنتز شده توسط طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ATR-FTIR) اثبات شد. از پراش پرتو ایکس (XRD) برای نشان دادن ساختار کریستالی و از پراکندگی دینامیکی نور(DLS) جهت اندازه گیری و ارزیابی توزیع اندازه ذرات CQD-V استفاده شد. همچنین از طیف سنجی فوتولومینسانس(PL) جهت بررسی خاصیت فوتولومینسانسی و نوری CQD-V سنتز شده استفاده شد. با استفاده از روش وارونگی فاز، غشاهای نانوکامپوزیتی حاوی درصد وزنی های مختلفی از CQD-V ساخته شدند. مورفولوژی مقطع عرضی و ساختار غشاها به کمک آنالیز SEM رصد شد. زبری سطح غشاها به کمک آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) تعیین شد. میزان آب دوستی سطح غشاء به کمک آزمون زاویه تماس و تخلخل غشاء بررسی شد. عملکرد غشاء نانوفیلتراسیون با اندازه گیری شار آب خالص(PWF)، توانایی حذف رنگ، میزان گرفتگی و نسبت بازیابی شار(FRR) بررسی شد. شارآب خالص غشاهای نانوکامپوزیت پس از افزودن CQD-V به محلول ریخته‌گری، به دلیل آب دوستی بالاتر غشاهای آماده شده به طور قابل توجهی بهبود یافت و بالاترین شار برای غشای 1 درصد وزنی CQD-V (Kg/m2 .h 95/115) بدست آمد. نتایج زاویه تماس افزایش آب دوستی غشاهای اصلاح شده را تایید کرد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که غشای 1 درصد وزنی   CQD-V دارای بالاترین تخلخل است. عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون ساخته شده با بررسی حذف رنگ Direct Red 23   انجام شد. تمامی غشاها حذف رنگ را بالای 97 درصد نشان دادند و حداکثر راندمان حذف برای غشای 07/0 درصد وزنی CQD-V (67/98 درصد) به دست آمد. بررسی مقاومت در برابر گرفتگی غشاها در برابر شیر خشک به عنوان عاملی برای گرفتگی نشان داد که غشاء 1/0 درصد وزنی CQD-V با نسبت بازیابی شار 26/99 درصد در مقایسه با غشای اصلاح نشده (53/62) خواص ضد گرفتگی بهتری دارد. همچنین این غشاء پایداری عملکرد مناسبی را در طول پنج چرخه فیلتراسیون با محلول شیرخشک نشان داد. به علاوه، کمترین مقدار زبری برای غشاء 1/0 درصد وزنی CQD-V مشاهده شد به گونه ای که میانگین زبری   از 20/7 نانومتر برای غشای اصلاح نشده به 53/2 نانومتر برای غشای 1/0 درصد وزنی CQD-V کاهش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده، غشاء 1/0 درصد وزنی CQD-V به عنوان غشای بهینه انتخاب شد. به منظور بررسی تاثیر دو متغیر موثر بر فرآیند جداسازی شامل غلظت رنگ خوراک اولیه از فاضلاب کارخانه تولید شیرین بیان و فشار عملیاتی، روی پاسخ های فرآیندی شامل شار آب خالص، FRR ، راندمان حذف COD و حذف رنگ از نرم افزار طراحی آزمایش ((Design Of Experiment, ver.12.0. استفاده شد. مقادیر راندمان حذف COD، حذف رنگ، FRR و شار به ترتیب 50/79 درصد، 90/83   درصد، 92/89   درصد وKg/m2h   09/62 در شرایط عملیاتی بهینه (فشار 4 بار و غلظت رنگ خوراک اولیه 200 میلی گرم بر لیتر) به دست آمد. داده های حاصل از این مطالعه نشان دادند که غشاهای ساخته شده برای فناوری نانوفیلتراسیون در جهت بهبود شار، گرفتگی و حذف رنگ بسیار کارآمد بوده است. همچنین این مطالعه یک رویکرد مثبت اقتصادی را در تبدیل ویناس به عنوان یک پسماند صنعتی به مواد افزودنی مفید برای بهبود عملکرد جداسازی غشایی نشان داد.

بیلی روبین BR یک رنگدانه صفراوی در سرم انسان به دو شکل مختلف بیلی روبین Bu غیر کونژوگه و بیلی روبین کونژوگه BC وجود دارد. اهمیت بالینی تعیین بیلی روبین نقش عمده ای در پیش بینی تشخیص و درمان اختلالات همولیتیک در بزرگسالان و نوزادان دارد. BR، محصول تجزیه هموگلوبین، نشانگر قابل توجهی برای تشخیص اختلالات همولیتیک است. غلظت پایین BR در خون ناشی از خطر بالای بیماری عروق کرونر قلب و کمبود آهن است و سطح بالای آن منجر به هیپربیلی روبینمی می شود، بنابراین یافتن روش های آسان، ارزان و حساس برای تعیین درصد BR مهم است. روش های زیادی برای تعیین BR وجود دارد، یکی از آنها "روش فلورومتری" است که دارای چندین ویژگی جذاب از جمله هزینه کم، آماده سازی آسان و پاسخ سریع است که می تواند پتانسیل زیادی برای کاربردهای تشخیصی داشته باشد. BR به عنوان یک مولکول bichromophoric عمل می کند. این ویژگی برای تغییرپذیری جذب BR و خواص فلورسانس و رویدادهای انتقال انرژی اکسایتون بین کروموفور، بسته به غلظت مولکول و ریزمحیط آن در محلول، و در طول موج بازجویی نور سنسور فلورسنت مقرون‌به‌صرفه توسعه‌یافته است. تشخیص زودهنگام و آسان هیپربیلی روبینمی نانوخوشه‌های مس فلورسنت به دلیل اکسیداسیون سریع سطحی خود ممکن است برای آماده‌سازی آن با چالش مواجه شوند. با این حال ویژگی هایی مانند هزینه کم نیز دارد. اما دارای برخی ویژگی‌ها از جمله هزینه کم، حلالیت خوب در آب و در دسترس بودن گسترده پیش ماده به یک منطقه تحقیقاتی فعال تبدیل شده است، نانو خوشه مس دارای خواص فلورسنت عالی است که راه را برای توسعه سنسورهای جدید کمپلکس شده با کیتوزان به عنوان یک عامل تثبیت‌کننده هموار می‌کند. نانو خوشه های مس و ردیابی حضور BR. طیف‌های گسیل در محدوده طول موج 300 تا 500 نانومتر هنگام تحریک در 330 نانومتر ثبت شدند. استراتژی سنجش حاضر دارای ویژگی‌های جذابی از جمله هزینه کم، آماده‌سازی آسان و پاسخ سریع است که می‌تواند پتانسیل زیادی برای کاربردهای تشخیصی بیولوژیکی و بالینی داشته باشد. نانو مواد متعددی که قادر به ساطع نور فلورسنت هستند، برای سنجش زیستی، تصویربرداری زیستی، و دارورسانی برای سنجش زیستی، تصویربرداری زیستی و تحویل دارو ساخته شده‌اند. اینها شامل نانوخوشه، مواد مبتنی بر سیلیس، نانوذرات، نقاط کوانتومی QD می باشد. بنابراین، دومین سنسور CQD نقطه‌های کوانتومی کربن (اندازه معمولی <10 نانومتر) است. که توسط کربن‌سازی هیدروترمال تهیه می‌شود و از کورکومین با اسید سیتریک و تیوره برای تولید این نقاط کوانتومی کربنی استفاده می‌کند. بنابراین، مانند کورکومین جدید به دلیل پایداری، حلالیت کم در آب و جذب، محدودیت هایی در مطالعات بالینی دارد. بنابراین، برای بهبود خواص کورکومین و استفاده از حامل های مواد نانوساختار و افزایش در دسترس بودن کورکومین. این سنسور برای تعیین BR بسیار انتخابی و بسیار حساس است.  

   در این مطالعه، یک کمپلکس مس (II) با لیدوکائین ([Cu(LC)2(H2O)2](NO3)2) سنتز و با استفاده از طیف‌سنجی UV-Vis، آنالیز عنصری و FT-IR مشخصه یابی شد. پتانسیل این کمپلکس به عنوان یک داروی بهبودیافته از طریق اثرات آن بر سلول های سرطان سینه (MCF-7) مورد بررسی قرار گرفت، جایی که سمیت سلولی قابل توجهی را به ویژه پس از 72 ساعت با مقدار IC50 برابر 145.15 میکروگرم بر میلی لیتر نشان داد. برهمکنش بین کمپلکس مس (II) و DNA تیموس گوساله (ct-DNA) با استفاده از روش‌های طیف‌سنجی و داکینگ مولکولی در بافر فیزیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت. این کمپلکس از طریق اتصال شیاری به ct-DNA متصل می‌شود، که تشکیل آن توسط پیوندهای هیدروژنی و نیروهای واندروالس انجام می‌شود، همانطور که توسط مطالعات تجربی و داکینگ تایید شده است. علاوه بر این، اتصال کمپلکس به آلبومین سرم انسانی (HSA) با استفاده از تکنیک‌های جذبی، نشر فلورسانس و داکینگ مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اتصال قوی از طریق یک مکانیسم خاموش کننده استاتیک رخ می دهد و پیوندهای هیدروژنی و برهمکنش‌های واندروالس نقش کلیدی را در این اتصال دارند. محل اتصال به عنوان سایت دو در دامنه سه   پروتئین شناسایی شد.

اصطلاح مایعات یونی (IL) به نمک هایی اطلاق می شود که به شکل مایع در دمای زیر 100 درجه سانتی گراد یا حتی در دمای اتاق وجود دارند. مایع یونی ترکیبی از کاتیون ها، معمولا آلی، و آنیون ها، آلی یا معدنی است. مایعات یونی به دلیل داشتن فشار بخار بسیار پایین در شرایط محیطی به عنوان حلال های سبز در نظر گرفته می شوند و بنابراین غیرفرار شناخته می شوند و در طیف وسیعی از دماها مایع باقی می مانند و همچنین به دلیل ترکیباتشان. تنظیم آنیون ها و کاتیون ها طیف وسیعی از حلالیت بیوپلیمرها را نشان داد. ما در مورد مزایای ترکیبات مایع یونی بحث کردیم، اما معایبی مانند جداسازی دشوار و فعالیت کاتالیزوری کم در مقادیر کم به عنوان دو مشکل اساسی برای این ترکیبات مایع یونی ارائه شده است. یک راه حل منطقی برای حل این دو مشکل، مایعات یونی ناهمگن روی بسترهای پلیمری است. بر این اساس، در پروژه اول، یک مایع یونی اسیدی بر روی بستر لیگنین قرار می گیرد که گروهی از پلیمرهای آلی پیچیده است که سازگار با محیط زیست، بسیار قابل تغییر، ارزان و به راحتی در دسترس هستند. برای این منظور ابتدا سطح لیگنین را با 3-aminopropyltrioxysilane (APTES) اصلاح می کنیم تا گروه های آمینه روی سطح لیگنین ایجاد شود. سپس با افزودن اسید فسفومولیبدیک، یک ترکیب مایع یونی پشتیبانی شده با ویژگی اسیدی ایجاد می شود و در نهایت این کاتالیزور برای سنتز چند جزئی ترکیبات هتروسیکلیک مانند 2,3-dihydro-4(1H) quinazolinone استفاده می شود. ماهیت پایدار و ناهمگن کاتالیزور نیز با استفاده از آزمون فیلتراسیون داغ تحت شرایط واکنش بهینه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین محاسبات متریک شیمی سبز نشان داد که این روش در مقایسه با سایر سیستم‌های کاتالیزوری همگن و ناهمگن کاملاً کارآمد بوده و در عین حال ضایعات کمتری تولید می‌کند که از نظر شیمی سبز مطلوب‌تر است. علاوه بر این، EDX، FT-IR و XRD کاتالیزور مورد استفاده مجدد پس از ششمین بازیابی پایداری خوبی از خود نشان دادند.  

   در کار تحقیقاتی حاضر، برای شروع از یک روش تهیه سبز جهت سنتز نانوذرات نقره به روش گرما آبی[1] با استفاده از مواد طبیعی پوست تازه و سبز گردو، پیاز و توت بهره گرفته شد. میانگین اندازه قطر نانوذرات نقره از طریق میکروسکوپ الکترونی عبوری[2] حدود 16 تا 22 نانومتر برآورد شد. در کار اول از نانوذرات نقره ساخته شده برای شناسایی انواع آب با منشا متفاوت استفاده شد. بر این اساس با بهره گیری از روش پردازش تصویر بر مبنای تغییر رنگ محلول نانوذرات نقره بعد از اضافه کردن آب های مختلف به آن پیشنهاد شد. برای انجام آزمایش ها از صفحه دارای بشقابک استفاده شد که در نهایت توسط دوربین تلفن همراه از بشقابک ها عکس تهیه کرده و از عکس ها توسط نرم افزار image analyzer، RGB گرفته سپس از داده های RGB برای تجزیه تحلیل نمونه ها استفاده شد. بر اساس این روش صحت داده های به دست آمده برای نمونه های آب71.7 درصد به دست آمد. در کار دوم با استفاده ازکمومتری و طراحی حسگر رنگ سنجی بر اساس نانوذرات نقره روشی برای تشخیص درصد اتانول در مخلوط آب – اتانول ارائه شد. در این کار نیز با استفاده از بشقابک ها و تهیه تصاویر از آنها و تحلیل داده های RGB ترکیب درصد نمونه های مجهول از مخلوط آب – اتانول شناسایی گردید. [1] Hydrothermal [2] TEM

   یون‌های جیوه تجزیه‌پذیر نیستند و تجمع غیرطبیعی آن در بدن انسان می‌تواند باعث بیماری‌های مختلفی شود. توسعه یک روش با عملکرد عالی برای شناسایی یون جیوه در محیط بسیار مهم است. کاوشگر فلورسنت به دلیل خواص عالی خود (به عنوان مثال، عملکرد آسان، حد تشخیص کم) توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. کامپوزیت های نقاط کربنی و چارچوب های آلی فلزی به دلیل سهولت سنتز، گزینش پذیری بالا و حساسیت به آنالیت ها   به عنوان حسگرهای فلورسنت در حال ظهور هستند. سنسورهای نقاط کربنی و چارچوب های آلی فلزی مزایای هر دو نقاط کربنی   و چارچوب های آلی فلزی   از جمله خواص نوری عالی نقاط کربنی   و سطح بالا، تخلخل قابل تنظیم و قابلیت‌های قابل طراحی چارچوب های آلی فلزی را با هم ترکیب می‌کنند که منجر به افزایش عملکرد می‌شود. در این کار با استفاده از کامپوزیت های حاوی نقاط کربنی و چارچوب های آلی فلزی همراه با نانوخوشه های فلزی کاوشگر هایی را طراحی کردیم که مقادیر جزئی از جیوه را بتوانیم تشخیص دهیم .

  در این پژوهش به ساخت هیدروژل کربوکسی متیل کیتوسان/پلی وینیل الکل حاوی درصد های مختلف نانو ذرات اکسید روی عنوان پانسمان زخم پرداخته شد.هدف از این پژوهش بررسی عملکرد نانوذرات اکسید روی در فرآیند ترمیم زخم و مقایسه آن با پماد زینک اکساید در فرآیند بهبود زخم است.نتایج بررسی درون تنی ، نشان داد که هیدروژل حاوی نانو ذرات اکسید روی در مقایسه با پماد زینک اکساید (گروه کنترل مثبت) باعث بهبود سریع ترزخم میشود. هیدروژل حاوی نانو ذرات ?.? درصد وزنی اثر بخشی بهتری در مقایسه با سایر گروه ها درروند بهبود زخم نشان داد. گروه تحت درمان با هیدروژل حاوی نانوذرات اکسید روی ?.? درصد وزنی باعث بهبود سریعتر زخم در مقایسه با گروه های دیگر شد .نتایج نشان داد که ترمیم زخم با استفاده از هیدروژل حاوی نانوذرات اکسید روی بهتر از استفاده از پماد زینک اکساید است.

  در این پژوهش، شبیه سازی و محاسبات کوانتومی مایعات یونی سه کاتیونی برپایه ایمیدازولیوم و پیریدینیوم انجام شد. ابتدا محاسبات کوانتومی در فاز گاز برای مایعات یونی انجام شد و ساختمان هندسی بهینه شده آنیونها و کاتیونها و ساختار الکترونی آنها در فاز گاز به دست آمدند. نتایج محاسبات کوانتومی نشان داد که بین آنیونها و کاتیونها برهمکنشهای قوی وجود دارد. سپس در فاز مایع با استفاده از میدان OPLS شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام شد. خواص ساختاری مانند دانسیته و تابع توزیع شعای RDF و خواص دینامیکی مانند میانگین مربع جابجای MSD و نفوذ از داده های شبیه سازی به دست آمدند. نتایج شبیه سازی نشان داد که آنیونها متمایلند که در نزدیک حلقه ها قرار گیرند. سپس خواص ساختاری و دینامیکی این مولکولها بحث شدند.

  چکیدهدر حال حاضر، سوخت های فسیلی منبع اصلی تامین انرژی در جهانهستند. اما به دلیل نیاز روز افزون به انرژی و محدودیت منابع فسیلی و آلودگی هایزیست محیطی ناشی از سوزاندن آنها، تمایل برایاستفاده از انرژی های پاک مانند انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، هیدروژنی وزیست توده به جای سوخت های فسیلی افزایش یافته است. زیست توده چهارمین منبع بزرگانرژی در جهان است و حدود 14 درصد انرژی جهانرا تامین می کند و تولید انرژی از این مواد تجدید پذیر باعث کاهش انتشار دی اکسیدکربن در جو می شود. پیل سوختی میکروبی (MFC) یک سیستمالکتروشیمیایی زیستی   (BES)است و میتواند از باکتری های موجود در فاضلاب به عنوان کاتالیزور استفاده کند و در عین حال، علاوه برتولید الکتریسیته، فاضلابرا نیز تصفیه کند. البتهتولید الکتریسیته،مهم ترین کاربرد MFCاست. اما،میزان تولید این انرژی در MFC کماست و برای حل این مشکل،روش های گوناگونی مانند استفاده از نانو ذرات مختلف برای افزایش میزان الکتریسیتهتولید شده و رسانایی پروتون و راندمان کولمبیک بالاتر و کاهش هزینه های ساخت نسبتبه غشای تجاری نفیون مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، هدف اصلی این مطالعه ساخت و اصلاح یکغشای مقرون به صرفه مبادله پروتون مبتکرانه برای بهبود انتقال پروتون، افزایشتولید توان و راندمان کولمبیک است. لذا در این مطالعه، غشاهای نانوکامپوزیت EP-PWA/SPESبا بارگذاری درصد های مختلف (wt.% 0.1، 0.3، 0.5، 1 و 5ـ1) از نانوذرات جدید EP-PWA ، سنتز و مشخصشدند. تجزیه و تحلیل EDAX،MAP ،FT-IR ،SEM ، XRD و CA برای بررسی عملکردنانوذره روی غشاهای سنتز شده با درصد های مختلف، انجام شد. نتایج نشان داد که نانوذرهEP-PAWاز عملکرد بسیارخوبی برخوردار است. عملکرد غشاهای ساخته شده در MFCاز نظر میزان چگالی توان، حذف COD، جذب آب و بازدهکولمبیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که غشا   ESبا 0.5 درصد وزنیاز نانوذره EP-PWA به عنوان غشابهینه انتخاب شد و حداکثر چگالی توان، حذف COD، راندمان کولمبیک وجذب آب را به ترتیب mW.m-2 107.69،% 90.79، % 65.18 و79.85%   نشان داد.خواص مشاهده شده بیانگر چگالی توان، جذب آب و راندمان کولمبیک بالاتر و نفوذپذیریاکسیژن کمتر در غشاهای سنتز شده نسبت به غشای تجاری نفیون 117 بود. نتایج بدستآمده نشان داد که غشای بهینه M3  (EP-PWA/SPES 0.5 wt.%)با توجه به افزایش کارایی سیستم و کاهشبسیار چشمگیر در هزینه های ساخت آن، پتانسیل لازم برای بهبود میزان قابل توجهی در بهرهوری سلسوختی میکروبی (MFC) را دارد.

In this study, Fe3O4-(3-aminopropyl) triethoxysilane nanocomposite was modified with a biocompatible carbohydrate D-(+)-ribonic ?-lactone (RL) and then, it was immobilized with CuO nanoparticles to produce Fe3O4-APTES-RL-CuO as a Lewis acid catalyst. The obtained catalyst was used as a green and effective heterogeneous catalyst for the one-pot ultrasound-assisted synthesis of 1,4-dihydropyridines in ethanol. For establishing the optimum conditions, different parameters such as solvent, ultrasound power, temperature, time, and catalyst loading were investigated. Due to the presence of metal nanoparticles (Fe3O4, CuO) and D-(+)-ribonic ?-lactone with plenty of hydroxyl groups on its surface for catching CuO   , this green nanocatalyst can be used for synthesis of different organic compounds such as 1,4-dihydropyridines (1,4-DHPs) with high yields (95?) and short reaction time (15 min). This nanomagnetic catalyst can be separated easily and cleanly and also can be reused five times without remarkable loss of its activity. To illustrate the structure of the catalyst and characterize its physicochemical properties, various techniques like FT-IR, XRD, FE-SEM, EDS, TGA, and VSM were applied.

هدف اصلی این پایان نامه افزایش شار آب، کاهش شار نمک معکوس و حذف رنگ با استفاده از غشاهای PES اسمز جلویی سنتز شده است. در بخش اول، غشاهای PES/CMK-5/EDTA FO با روش غشای ماتریس مخلوط (MMM) با استفاده از نانوذرات CMK-5/EDTA اصلاح شدند. برای مشخص کردن غشای اصلاح شده، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، بازتاب کامل مادون قرمز تبدیل فوریه (ATR-FTIR)، طیف‌سنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی (EDX) زاویه تماس آب (WCA) و اندازه گیری تخلخل انجام شد. تصاویر SEM منافذ انگشت مانند را در مقایسه با غشاهای PES برهنه نشان دادند. همچنین، تصاویر AFM نشان داد که افزودن نانوذرات CMK-5/EDTA به ماتریس پلیمری به طور مثبت زبری سطح را کاهش داد و سطح غشای بهینه به طور قابل توجهی صاف شد. بیشترین شار آب و کمترین مقدار شار نمک معکوس در غشای ماتریس مخلوط مربوط به غشایی با محتوای 1 وزنی بود. % CMK-5/EDTA    (هنگامی که از 2 مولار Na2SO4 به عنوان محلول کشش استفاده شد، شار آب = 31.8 LMH و شار نمک معکوس = 24.1 gMH بود). شار آب در کودها به صورت محلول های کششی به ترتیب (NH4)2SO4>K2SO4>KCl کاهش یافت که با توجه به فشار اسمزی توجیه شده است. با وجود فشار اسمزی یکسان برای محلول های کششی Na2SO4، (NH4)2SO4، و K2SO4، شاهد روند کاهشی شار آب بودیم که ممکن است به دلیل شعاع یونی Na+، NH4+ و K+ باشد. شعاع یونی Na+، NH4+ و K+ به ترتیب 0.117 نانومتر، 0.148 نانومتر و 0.149 نانومتر است. (NH4)2SO4 به عنوان محلول کشش بیش از 95 درصد حذف رنگ راکتیو Blue 5 را نشان داد که عملکرد بالای کودها را نشان می دهد. بخش دوم غشاهای اصلاح سطح را توسط پلیمر PAT سنتز شده تهیه کرد. غشای اصلاح شده با 3 وزن. درصد پلیمر PAT (M3) بهترین عملکرد را نشان داد. هنگامی که از 2 مولار Na2SO4 به عنوان محلول کشش استفاده شد، شار آب برای این غشاء 26.5 LMH بود، و شار نمک معکوس 7.0 gMH بود.

      First of all, thanks God for countless blessings all through my life. Without his assistance, no work was possible. There is no doubt that no one can complete his dissertation without a good deal of help along the way and this thesis is certainly not an exception. I would like to express my sincere thanks to my supervisor, Dr. Kiumars Bahrami, who encouraged and guided me to finish this thesis. I don't think I can fully express my sincere gratitude and I am always indebted to him and I wish him health and success. I am also very grateful to the members of my thesis committee who read my thesis.

حذف رنگ، فلزات سنگین و نمک از محلول های آبی با استفاده از غشاهای نانوفیلتراسیون با خواص آبدوستی و ضدگرفتگی   اصلاح شده با تیوایمیدازول برپایه SBA-15 کلردار شده

     هدفاصلی این پایان نامه اصلاح سطح پلی ساکارید مبتنی بر کاپا کاراگینان (?-Car)با استفاده از گروه های عاملی اسیدی و بازی بهعنوان کاتالیزورهای کارآمد در سنتز واکنش آلی است.   در این راستا، در مطالعه اول، کاتالیزوراسید-باز در سه مرحله سنتز شد. با توجه به گروه های هیدروکسیل (-OH) موجوددر سطح ?-Car،می توان آن را به راحتی تغییر داد. در ابتدا گروه های هیدروکسیل با استفاده از4-تولوئن سولفونیل کلرید به گروه های خروجی مناسب تبدیل شدند. سپس، متفورمین از طریقمکانیسم جایگزینی نوکلئوفیلی با سطح آن ادغام شد. در نهایت سطح آن توسط نانوذرات Fe3O4(M  ) مغناطیسی شد. نانوکامپوزیت معرفی شده با رویکردهای مختلفیمانند آنالیزهای FT-IR، VSM،FE-SEM/EDS،TGAو XRD مشخصشد. نانوکاتالیست به‌دست‌آمده فعالیت قابل‌توجهی در واکنش‌های چند جزئی برای سنتز دی هیدروپیرانو [2,3-c] پیرازول­ها بابازده 94 درصد نشان داد.در مطالعه دوم، کاتالیزور با خاصیتاسیدی در دو مرحله تهیه شد. مانند مرحله اول، شامل تهیه نانوکامپوزیت بر اساس شکلهسته-پوسته است. سپس سطح پوسته ?-Car توسط گلیسیدول و اسید کلروسولفونیک (ClSO3H) اصلاحشد. سپس با روش های فوق مشخص شد. در نهایت، عملکرد نانوکاتالیست تهیه شده در سنتزمشتقات 1-آمید آلکیل-2-نفتول و تبدیل فروکتوز به 5-هیدروکسی متیل فورفورال باراندمان 95% و 75% استفاده شده است. جالب توجه است که سیستم های کاتالیزوریآماده شده را می توان به راحتی توسط یک آهنربای خارجی جدا کرد و پنج بار بدون کاهشقابل توجهی در فعالیت آنها استفاده کرد. هم چنین، به دلیل وجود گروه های گوگرد درسطح آن، فعالیت قابل توجهی دربرابرباکتری‌هایگرم مثبت (استافیلوکوکوس اورئوس ) وگرم منفی (ارشریشیا اکولای) از خود نشان داد.

در پایان نامه حاضر، امکان استفاده از نانومواد مختلف در ساخت حسگرهای ایمنی موثر برای تشخیص سریع سرطان پروستات و به دنبال آن ساخت دستگاه های مربوطه بررسی شده است. در فصل 1، ما عمدتاً بر روی اطلاعات نظری در مورد حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی و حسگرهای ایمنی مبتنی بر نانوذرات و نانوکامپوزیت ها تمرکز کردیم. در فصل 2، یک حسگر ایمنی الکتروشیمیایی از نوع ساندویچی جدید برای تشخیص کمی آنتی ژن اختصاصی پروستات (PSA) با استفاده از اندازه‌گیری‌های آمپرومتریک معرفی شد. نتایج در مورد کاربرد اکسید گرافن کاهش یافته (rGO) و نانوذرات طلا (Au  ) به عنوان یک اصلاح‌کننده و نانوخوشه‌های طلا-نقره (Au-Ag NCs) به عنوان برچسب در حسگر ایمنی گزارش شده‌اند. ولتامتری چرخه ای (CV)، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) برای توصیف الکترود اصلاح شده استفاده شد. خطی بودن حسگر ایمنی در محدوده غلظت بسیار پایین (100.0 fg/ml تا 10.0 میکروگرم بر میلی‌لیتر) و حد تشخیص پایین (LOD) 56.01 fg/ml حساسیت بالای آن را برای PSA تایید می‌کند. فصل 3، ساخت یک ایمونوسنسور حساس بدون برچسب برای PSA بر اساس rGO و هیدروکسید دو لایه آهن-مس (Fe-Cu LDH) با استفاده از ولتامتری پالس تفاضلی (DPV) را گزارش می دهد. اصلاح الکترود گرافیتی مدادی (PGE) با نانوکامپوزیت پیشنهادی، پاسخ آن به PSA را افزایش داد و به LOD پایین 63.24 fg/ml دست یافت. علاوه بر این، ساختار پیشنهادی با تجزیه و تحلیل محاسباتی، مورفولوژیکی و الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. در نتیجه، این پایان نامه می خواهد به عنوان یک جهت گیری بالقوه برای غلبه بر کاستی های آزمایش فعلی سرطان پروستات و کمک به توسعه حسگرهای ایمنی موثر برای تشخیص بیومارکر PSA و امیدواریم که تشخیص و پیش آگهی سرطان پروستات را افزایش دهد.      

این مطالعه، یک راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) برای حذف همزمان کربن و مواد مغذی از پساب صنعتی فرامان به کار گرفته شد که به دنبال آن یک غشای نانوکامپوزیتی پلی‌وینیل‌دن فلوراید (PVDF) برای به دست آوردن پساب با کیفیت بالا انجام شد. عملکرد MBBR بیش از 20 شرایط آزمایشی مختلف طراحی شده توسط Design Expert Software ارزیابی شد. تاثیر سه متغیر مستقل در سه متغیر شامل زمان ماند هیدرولیک (HRT)، سرعت جریان هوا (AFR) و نسبت پر شدن (FR) بر عملکرد بیوراکتور از نظر حذف اکسیژن محلول شیمیایی (sCOD)، نیتروژن کل (TN) ) حذف، پساب N-NO3، حذف N-NH4 و کدورت پساب بررسی شد. 5، 10، 15 ساعت HRT. 1، 2.5، 4 ساعت AFR، و 30، 50، 70 درصد از FR برای مدل سازی عملکرد بیوراکتور مورد بررسی قرار گرفت. بازده حذف sCOD و TN در شرایط بهینه با HRT 10 ساعت، AFR 2 لیتر در دقیقه و FR 70 درصد به ترتیب 93.37 و 27.61 درصد بود. برای بررسی پایداری عملکرد حامل‌های معلق، MBBR تحت شرایط بهینه به‌دست‌آمده به مدت یک ماه مورد استفاده قرار گرفت که بیوراکتور عملکرد تقریباً پایداری در حذف کربن و نیتروژن نشان داد.

  حجم زیادی از فاضلاب روغنی را، پساب هاینفتی تولید می کنند.   پساب های نفتی اگرچه حجم کمی دارند اما آلودگیبسیار ایجاد می کنند. دفعپساب های روغنی که از نظر زیست محیطی قابل قبول باشد، یک چالش فعلی برای صنعت نفتمی باشد. دراین تحقیق، نتایج مطالعات تجربیتصفیه پساب پالایشگاه کرمانشاه با استفاده از غشا اولترافیلتراسیون اصلاح شده باچارچوب آلی-فلزی (MOF)از نوع TMU-5 به میزان غلظت 0.1 درصد وزنی ارائه شده است. برای اندازه گیری میزان تخلخل حفره ها و منافذ غشا، ازتکنیک عکسبرداری   میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و برای اندازه گیری زبری سطح غشا از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)استفاده شده است. نسبت بازیابی شار به میزان قابل توجهیبالا بود و راندمان حذف TSS و Oil &Grease، 100% درصد بود.

   در این کار، غشای ماتریس مخلوط CiE/CPES با روش وارونگی فاز به منظور بهبود همزمان خاصیت ضد رسوب و آنتی باکتریال سنتز شد. با ترکیب CPES و CiE، هر دو خاصیت ضد رسوب و ضد باکتریایی به طور قابل توجهی در غشای نانو فیلتراسیون CiE/CPES بهبود یافتند. به منظور تعیین خصوصیات غشای اصلاح شده، اندازه گیری   EM، AFM، ATR – FTIR، WCA   و تخلخل انجام شد. تصاویر SEM منافذ انگشت مانند را در مقایسه با غشای پر نشده CPES نشان داد. تصاویر AFM نشان داد که افزودن CiE به ماتریس پلیمری تاثیر مثبتی بر کاهش زبری سطح داشته و سطح غشاهای CiE/CPES   در تمام درصدهای وزنی CiE به طور قابل توجهی هموار شده است.BSA   به عنوان رسوب دهنده برای ارزیابی خواص ضد رسوب غشاهای سنتز شده استفاده شد. نتایج خواص خود تمیز شوندگی عالی (بیش از 95 درصد) را در تمام درصدهای وزنی CiE نشان داد که نشان دهنده جاسازی موفق CPES در غشا است. همچنین پارامترهای مقاومت رسوب‌پذیری مانند   Rm، Rc، Rp و Rt مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان‌دهنده بهبود عملکرد غشاء NF ماتریس مخلوط در خواص ضد رسوب بود. برای تایید خواص ضد باکتریایی   CiE، آزمایش انتشار آگار مورد بررسی قرار گرفت. یک هاله بزرگ روشن در اطراف CiE برای هر دو باکتری مدل مشاهده شد. میانگین شعاع هاله برای باکتری   E. coli، 50.98 میلی متر و برای S. aureus،52.84   میلی متر بود که در مقایسه با سایر مطالعات روتین عملکرد بهتری را نشان داد. به منظور بررسی عملکرد ضد باکتریایی غشاها، تست غوطه وری سوسپانسیون باکتری و آنالیز SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده کاهش قابل توجه باکتری در سطح نسبت به نمونه شاهد بود که عملکرد عالی CiE در غشا را تایید می کند. برای اندازه گیری عملکرد جداسازی غشاها، پس زنی BTW مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج کارایی بسیار خوبی را در تصفیه BTW ارائه کردند. در بخش دوم، خواص ضد رسوب غشاهای اصلاح شده با استفاده از رسوب BSA با غلظت هایppm   200 و 500 در PH های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. افزایش غلظت BSA منجر به کاهش شار نفوذی و افزایش مقاومت رسوب غیر قابل برگشت نسبت به غلظت کمتر شد. در pH قلیایی BSA، به دلیل نیروی دافعه بین سطح غشاء و محلول پروتئین BSA، شار نفوذ نسبت به PH پایین افزایش یافته است. بهترین نتایج از نظر شار، FRR و مقاومت در برابر رسوب مربوط به غشا با محتوای 2.50 درصد وزنی CiE بود. عملکرد فیلتراسیون غشاء مخلوط CiE/CPES در تصفیه فاضلاب ملاس در یک سیستم dead-end تحت شرایط عملیاتی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر فشار عملیاتی، غلظت خوراک، پلاریزاسیون غلظت، دمای خوراک و pH خوراک بر شار نفوذی، پس زنی، نسبت بازیابی شار، پارامترهای مقاومت در برابر رسوب بررسی شد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده در فشارهای عملیاتی بالاتر، شار نفوذ و میزان پس زنی مقادیر بالاتری نسبت به فشارهای پایین‌تر دارند. از سوی دیگر، مقدار FRR در فشارهای بالاتر به دلیل افزایش رسوب غشا کاهش یافت. در بررسی اثر غلظت خوراک بر عملکرد غشا مشاهده شد که در غلظت های خوراک بالاتر به دلیل تجمع رسوب ها در سطح غشاء، شار کاهش یافته و میزان پس زنی نسبت به غلظت خوراک کمتر افزایش یافته است. همچنین رسوب غشایی در غلظت های خوراک بالاتر بیشتر بود و در نتیجه FRR مقادیر کمتری داشت. در بررسی اثر پلاریزاسیون غلظت، هنگامی که از سیستم dead-end همزن دار استفاده شد، نتایج بهبود یافته در شار نفوذ و پس زنی و همچنین در مقدار FRR به دست آمد، زیرا اثر قطبش غلظت به دلیل هم زدن محلول کاهش یافت. ارزیابی اثر دمای خوراک بر عملکرد غشا نشان داد که ویسکوزیته محلول ملاس با افزایش دما افزایش می‌یابد و در نتیجه، شار نفوذی مقادیر بیشتری نسبت به دمای خوراک پایین‌تر دارد. علاوه بر این، دماهای بالاتر منجر به عبور بیشتر املاح از غشاء می شود، بنابراین کاهش در میزان پس زنی حاصل شد. در pH محلول ملاس اسیدی، ملانوئیدین که مسئول رنگ پساب ملاس است، رسوب می کند که منجر به کاهش شار نفوذی نسبت به pH خوراک بالاتر می شود، اما در pH قلیایی، ملانوئیدین حلالیت بیشتری دارد و در نتیجه شار افزایش می یابد. به این ترتیب با گذشت زمان رسوب غشایی بیشتری نسبت به PH اسیدی و خنثی رخ داد. بنابراین، FRR حاصل مقادیر کمتری داشت. لازم به ذکر است که در آنالیزهای انجام شده در شرایط عملیاتی مختلف، غشاء با محتوای 2.50 درصد وزنی CiE عملکرد بهتری از نظر شار، پس زنی، گرفتگی و FRR نسبت به سایر غشاهای سنتز شده نشان داد.

حسگرهای   الکتروشیمیایی به دلیل مزایای بسیاری از جمله سادگی، هزینه کم، گزینش پذیری زیاد و حساسیت بالا مورد توجه هستند. از این رو، به ابزارهای قدرتمندی جهت اندازه­گیری نمونه­های مختلف از جمله مواد غذایی، محیط زیست، تشخیص بیماری، بررسی­های پزشکی و سیستم­های امنیتی تبدیل شده­اند. حسگرهای الکتروشیمیایی به حسگرهای آمپرومتری، پتانسیومتری و هدایت سنجی طبقه بندی می­شوند.تهی? مواد الکترودی جدید با رسانایی، پایداری و مساحت سطح بالا از اهمیت بالایی برخوردار است. در دو دهه اخیر، نانومواد به دلیل مزایای مختلفی از جمله خواص الکترونیکی، مکانیکی و کاتالیزوری به طور گسترده در ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گرفته و الگوی توسعه حسگرها را به طور قابل توجهی تغییر داده­اند.    در فصل اول این بخش، معرفی مختصری از حسگر و انواع آن، تکنیک­های ولتامتری، الکترود اصلاح شده شیمیایی، مواد مورد استفاده برای اصلاح الکترود، بررسی آنالیت­های مورد مطالعه و پیشین? پژوهش­ها ارائه شده است.    در فصل دوم، یک حسگر ولتامتری حساس و انتخابی که بر اساس الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت اکسید زیرکونیوم?کربن متخلخل / اکسید گرافن احیا شده (rGO) برای تشخیص آسکوربیک اسید (AA) ارائه شده است. این نانوکامپوزیت با کربونیزاسیون یک چارچوب فلز-آلی (MOF) متصل به اکسید گرافن به دست آمد. روش­های مختلفی برای تعیین خصوصیات سطح استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترود آماده شده برای تعیین AA به طور سیستماتیک با ولتامتری چرخه­ای (CV)، ولتامتری پالس تفاضلی (DPV) و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. در مقایسه با الکترود کربن شیشه ای (GCE)، ZrO2-PCs/rGO/GCE فعالیت الکتروکاتالیستی بسیار بالاتری را در اکسیداسیون AA با افزایش جریان پیک و کاهش اورپتانسیل اکسیداسیون نشان داد. تحت شرایط بهینه، الکترود اصلاح شده پاسخ خطی به غلظت AA در محدوده3+10×8/9 - 1-10× 49/1 میکرومولار نشان داد و حد تشخیص روش2-10×2/5 میکرو مولار محاسبه شده (3S/N = ). حسگر الکتروشیمیایی دارای مزایای گزینش­پذیری بالا، تکثیر پذیری (379/0RSD %= )   و تکرار پذیری عالی (162/0 RSD %= ) و پایداری طولانی مدت بود. علاوه بر این، حسگر ZrO2-PCs/rGO/GCE برای اندازه­گیری AA در نمونه­های مختلف غذایی ودارویی با موفقیت بکار رفت. در فصل سوم، با روش کربونیزاسیون یک چارچوب فلز-آلی (MOF)، نانوکامپوزیت کربنی متخلخل حاوی اکسید زیرکونیوم (ZrO2-PCs) تهیه شد که برای تعیین همزمان آسکوربیک اسید (AA)، دوپامین (DA) و اوریک اسید (UA) پیشنهاد شد. مورفولوژی و ساختار ZrO2-PCs با روشهای مختلف شناسایی شد. علاوه بر این، الکترد اصلاح شده با نانوکامپوزیت توسط روشهای مختلف الکتروشیمیایی یعنی ولتامتری چرخه ای (CV)، ولتامتری پالس تفاضلی(DPV) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) برای بررسی رفتار الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. ZrO2-PCs/GCE گزینش پذیری بالا و فعالیت الکتروکاتالیستی عالی برای تمایز سه مولکول زیستی نشان داد. در شرایط بهینه، محدوده خطی گسترده ،3+10×6-100×1، 2+10×21/2-1-10×5، 10+2×71/10-1-2×5 میکرومولار به ترتیب نسبت به AA، DA و UA در مخلوط سه تایی مشاهده شد. الکترود اصلاح شده گزینش پذیری، تکرارپذیری ( UA71/4 DA, 22/2 AA, 0/2 =RSD %) و تکثیرپذیری ( UA37/1 DA, 48/4 AA, 59/2 =RSD%) خوب و پایداری طولانی مدت را نشان داد.علاوه بر این، ZrO2-PCs/GCE با موفقیت برای اندازه­گیری همزمان AA، DA و UA در نمونه­های حقیقی بکار رفت.   

کمبود منابع انرژی و آلودگی های ناشی از مصرف سوخت های فسیلی،دانشمندان را به دنبال جایگزین‌های پاک‌تر سوق داده است. پیل سوختی میکروبی (MFC)به عنوان یکی از سیستم های بیوالکتروشیمیایی، به دلیل تولید انرژی و تصفیه همزمانفاضلاب، مورد توجه محققین قرار گرفته است. غشاهای تبادل پروتون نقش حیاتی درعملکرد MFC دارند. اصلاحآنها می تواند منجر به بهبود عملکرد MFC و تولید برقشود. در مطالعه حاضر، از پلی اتر سولفون سولفونه شده (SPES)به عنوان ماتریس پلیمری استفاده و نانوذرات در سه درصد وزنی (?.? و ?.? و ?) در آنقرار گرفته و نتایج مقایسه شدند. در کار اول، از بتا سیکلودکسترین (CD)و   بتا سیکلودکسترین سولفونه (SCD)به عنوان نانوذرات استفاده شد. در کار دوم از هیدروکسید دوگانه لایه ای نیکل-کروم(LDH) استفاده شد کهتوسط سولفانیلامید عامل دار شده و(FLDH) بدست آمد. درنهایت، در کار سوم نیز ترکیبی از SCD و LDHبه عنوان نانوذره SCDFLDH استفاده شد.بررسی نانوذرات و غشاهای ساخته شده توسط آنالیزهای مختلفی از جمله FTIR , SEM , EDX , WU , WCA   و... انجام شد. عملکرد سیستمنیز توسط متغیرهایی از جمله   بازده کلمبیکو توان تولیدی بررسی شد. مشاهده شد که اصلاح غشای SPESتوسط این نانوذرات به دلیل ساختار آن ها و گروه های عاملی فراوان منجر به بهبود ویژگیهای غشا از جمله آبدوستی و هدایت پروتون شد. در نهایت، با مقایسه نتایج در هر یکاز کارها، غشایی که عملکرد مطلوب تری از خود نشان داد معرفی شد که به ترتیب SPES/S?CD 0.5% در کار اول و SPES/FLDH 0.5%و 0.5% SCDFLDH در کار دوم وسوم بودند. در مجموع نیزغشای 0.5% SCDFLDH بهترین عملکردرا داشت. این نتیجه با بررسی طولانی مدت عملکرد غشای مذکور در MFCتایید شد که توان تولیدی 7.122 W/m2 بدست آمد. درنتیجه، غشاهای فوق میتوانند به طور موثر در MFCها برای تولید برق و تصفیه فاضلاب اعمال شوند.کمبود منابع انرژی و آلودگی های ناشی از مصرف سوخت های فسیلیمنجر شده است که دانشمندان به دنبال راه های جایگزین پاک تر باشند. MFCبه عنوان یکی از سیستم های بیوالکتروشیمیایی، به دلیل تولید انرژی و تصفیه همزمانفاضلاب، توجه محققان را به خود جلب کرده است. مطالعه حاضر با هدف اصلاح غشای تبادلپروتون توسط نانوذرات و بررسی عملکرد آن ها در پیل سوختی میکروبی انجام شده است.در تمامی کارها از پلی اتر سولفون سولفونه شده (SPES)به عنوان ماتریس پلیمری استفاده و نانوذرات در سه درصد وزنی (?.? و ?.? و ?) در آنقرار گرفته و نتایج مقایسه شدند. در کار اول، از بتا سیکلودکسترین (CD)و   بتا سیکلودکسترین سولفونه (SCD)به عنوان نانوذرات استفاده شد. در کار دوم از هیدروکسید دوگانه لایه ای نیکل-کروم(LDH) استفاده شد کهتوسط سولفانیلامید عامل دار شده و(FLDH) بدست آمد. درنهایت، در کار سوم نیز ترکیبی از SCD و LDHبه عنوان نانوذره SCDFLDH استفاده شد.بررسی نانوذرات و غشاهای ساخته شده توسط آنالیزهای مختلفی از جمله FTIR , SEM , EDX , WU , WCA   و... انجام شد. عملکرد سیستمنیز توسط متغیرهایی از جمله   بازده کلمبیکو توان تولیدی بررسی شد. مشاهده شد که اصلاح غشای SPESتوسط این نانوذرات به دلیل ساختار آن ها و گروه های عاملی فراوان منجر به بهبود ویژگیهای غشا از جمله آبدوستی و هدایت پروتون شد. در نهایت، با مقایسه نتایج در هر یکاز کارها، غشایی که عملکرد مطلوب تری از خود نشان داد معرفی شد که به ترتیب SPES/S?CD 0.5% در کار اول و SPES/FLDH 0.5%و 0.5% SCDFLDH در کار دوم وسوم بودند. در مجموع نیزغشای 0.5% SCDFLDH بهترین عملکردرا داشت. این نتیجه با بررسی طولانی مدت عملکرد غشای مذکور در MFCتایید شد که توان تولیدی 7.122 W/m2 بدست آمد. درنتیجه، غشاهای فوق میتوانند گزینه مناسبی برای کاربرد در پیل های سوختی میکروبیباشند.  

  پلیمر پلی آمیدوآمین پرشاخه عامل دار شده با کوکوربیتوریل (HBPA@Cucurbituril)   برای افزایش خواص ضد رسوب غشای پلیاتر سولفونPES)) برای حذف یون های فلزات سنگین (مانند As3+ و Hg2+) ساخته شد. برای بررسی مورفولوژی غشاهای اصلاح شده از آنالیزهای ATR-FTIR، TGA، SEM، پتانسیل زتا، AFM، WCA و SEM استفاده شد. ارزیابی زاویه تماس آب نشان داد که غشاهای 0.5 درصد وزنی HBPA@cucurbituril بهترین بهبود آب دوستی را در مقایسه با غشای اصلاح نشده (از 66.6 درجه تا 37.9 درجه) نشان دادند. در بهترین حالت، غشا اصلاح شده بهینه (0.5 درصد وزنی HBPA@Cucurbituril) بهترین نفوذپذیری (L/m2.h.bar 8.5) ، مقاومت در برابر رسوب (92.42 درصد)، رد رنگ (Direct Red 16:98.7, Reactive Blue 19:99.8, Crystal Violet: 97.3 and Methylene Blue: 98.4%) و حذف فلزات سنگین (As3+: 99.7 درصد و Hg2+

  هدف اصلی این پایاننامه اصلاح غشای مبتنی بر PES با استفاده از نانوکامپوزیت فوتوکاتالیستی با پایهTiO2   جهت بهبود عملکرد و کاهش گرفتگی غشای نانو فیلتراسیوناست. در راستای تحقق این هدف ، دو تکنیک ترکیب و پیوند به واسطه تابش نور فرابنفشبه ترتیب، به منظور اصلاح ماتریس و سطح غشاء پلیمری PES با استفاده از نانوفتوکاتالیست L-Lysine (C, N codoped)-TiO2/WO3   استفاده و مورد مقایسه قرار گرفتند. غشاهایفوتوکاتالیستی ترکیبی(MMM) با بارگذاری چهارنسبت مختلف نانوفتوکاتالیست (0، 0.1، 0.5 و 1 درصد وزنی) در ساختار غشا ساختهشدند. همچنین به منظور اصلاح سطح غشاها از چهار نسبت مختلف نانوفتوکاتالیست (01/0،03/0، 05/0 و 07/0 درصد وزنی) استفاده شد. غشاهای اصلاح شده با دو روش متفاوت، ازطریق آنالیزهای   ATR-FTIR، EDX، SEM، AFM، WCA، تخلخل و میانگین شعاع منافذ موردشناسایی قرار گرفتند. عملکرد غشاهای فوتوکاتالیستی اصلاح شده، بهبود قابل توجهی رادر مقایسه با غشای اصلاح نشده نشان داد. در میان غشاهای ترکیبی و غشاهای اصلاح شدهسطحی، BM-2 با 0.5 درصد وزنی و SM-2 با 0.03 درصد وزنی از   نانوکامپوزیت به عنوان غشاهای بهینه انتخاب شدند. غشای ترکیبی عملکرد عالی شامل فلاکس آب مقطر بالا (Kg/m2.h 50.84)، نسبت بازیابی شار (FRR) بالا (85.25?) نشان داد. ایننتایج کاملا با زاویه تماس آب) ? 47.1 برای BM-2 در مقابل ? 63.4 برای (M-0، تصویر SEM و پارامترهای زبری مطابقت داشت . در مقابل، غشاهایی که سطحآنها به واسطه تابش نور UV   اصلاح شده بود، علیرغم فلاکس کمی کمتر از غشاهایترکیبی (kg/m2.h 49.65 )، قابلیتضد رسوب بهتری را نشان دادند) ?   FRR= 96.96،? Rr = 65.04، ?3.04 (Rir =. این نتایج مبین تغییر در شیمی سطح غشا است که با آنالیز ATR ، AFM (سطح صاف تر) وزاویه تماس آب (آب دوستی بالاتر = ? 42.6) مطابقت داشت. به منظور ارزیابی قابلیت فوتوکاتالیستی غشاهایاصلاح شده، محلول رنگ متیل رد   (50 ppm) ، تحت تابش نور مرئی و همچنین درشرایط تاریکی از غشاها عبور داده شد. غشای SM-2 اصلاح شده با اشعه ماوراء بنفش کارایی بسیار بالاتر در حذفرنگ را تحت تابش نور مرئی (99.01?) در مقابل شرایط تاریک (90.55?) نسبت به سایرغشاها از خود نشان داد. در نتیجه، غشای SM-2 با PWF   بالا، خواصضد گرفتگی عالی و قابلیت فوتوکاتالیستی بالا به عنوان غشای مطلوب انتخاب شد. بر ایناساس، تکرارپذیری غشای SM-2 توسط شش چرخه پیوستهفیلتراسیون محلول MR مورد ارزیابی قرارگرفت. روند پایدار شار نفوذ و حذف رنگ در طول شش چرخه فیلتراسیون برای غشاء SM-2 نشان دهنده عملکرد بالای این غشا در مقایسهبا غشاء اصلاح نشده است.در نهایت، مدل‌سازیو بهینه‌سازی فرآیند فیلتراسیون با استفاده از دو متغیر کمی مستقل   (غلظت COD خوراک (C, mg/l) و فشار کاری (P, bar)) و یک متغیر کیفی (اثر تابش نور مرئی) از طریق طراحی مرکب مرکزی(CCD) و مدل‌های RSM برای مخمر نانواییتصفیه شده بیولوژیکی انجام شد. برای ارزیابی عملکرد فیلتراسیون، چهار پاسخ فرآیندشامل flux (Kg/m2.h)، FRR (%)، راندمان حذف رنگ (%) و راندمان حذف COD (%)محاسبه و ارزیابی شد. شرایط بهینه برای غشای انتخاب شدهارائه شد. نتایج به وضوح اثر مثبت تابش نور را بر عملکرد غشای فوتوکاتالیستی ازنظر پاسخ‌های ارزیابی شده نشان داد. علاوه بر این، غلظت COD خوراک اثر منفی بر بهبود عملکرد غشاء نشان داد. افزایش فشار کاریتاثیر مطلوبی بر شار نفوذ غشا بهینه داشت. با این حال، راندمان پایین حذف رنگ وحذف COD در فشارهای عملیاتی بالا یافت شد. شرایط بهینه برای دستیابی بهبهترین عملکرد غشای فوتوکاتالیستی در غلظت COD خوراک 649.1 میلی‌گرم در لیتر و فشار کاری 4.44 بار تحت تابش نور مرئی پیش‌بینیشد. با توجه به نتایج، داده‌های تجربی تطابق خوبی با موارد پیش‌بینی‌شده توسط طراحیمرکب مرکزی (CCD) با خطای کمتر از 10 درصد نشانداد.این نتایج نشان‌دهندهاصلاح موفقیت آمیز، عملکرد عالی و راندمان بالای غشای فتوکاتالیستی بهینه است.

با توجه به اینکه گرمایش جهانی به یک معضل جدی در سراسر جهان تبدیل شدهاست، حفظ منابع انرژی تجدید پذیر و پایدار حیاتی است. برای دستیابی به هدفوتوسعه یتکنولوژی های جدیدی مانند سل های سوختی میکروبی توجه بسیار زیادی را در سالیاناخیر به خود جلب کرده است. فناوری جدید بسیار کار امد بوده و شامل مزایایی از جملهتولید برق همزمان با تصفیه ی فاضلاب است. در کار اول این مطالعه، غشای جدید پلیاتر سولفون سولفونه شده/ پلی اورتان برای استفاده در سیتم های سوختی میکروبی MFC ساخته شد. تولید برق و هزینه ی ساخت دوپارامتر مهم در سیستم های سوختی میکروبی به شمار می آید. پلیمر پلی اورتان (PU) یک پلیمر مقرون به صرفه و رسانا است که می توانددر MFC ها استفاده شود. غشای ترکیبی SPES/PU در غلظت های مختلفی ازپلیمر PU (10،30و50 درصد وزنی) ساخته شد. با افزودنپلیمر PU تا 30درصد وزنی هدایت پروتون غشا به طورقابل توجهی افزایش میابد که منجر به افزایش برق تولیدی میشود.تصاویر SEMمقطعی به‌دست‌آمده نشان داد که منافذ انگشت مانند ایجاد شده برایغشاهای هیبریدی SPES/PUگسترده‌تر از غشاهای SPESبرهنه است. تصاویرAFM نشان می دهد که غشاهایی باسطح صاف تر خاصیت ضد رسوب بیشتری دارند. خاصیت جذب اب غشای SPES با افزودن پلیمر PU به طور محسوسی کاهش پیدامیکند,که این به دلیل کاهش در مقدار گروه های سولفونه در محلول ریخته گری غشا میباشد. اندازه‌گیری‌هایزاویه تماس آب (WCA) نشان‌دهنده آب‌دوستی کمترغشاهای هیبریدی SPES/PU نسبت به غشای SPESبرهنه است. نفوذپذیریاکسیژن توسط DO متر اندازه گیری شد. غشای ترکیبی SPES/PU با 30 درصد وزنی از PU نشان دهنده نفودپذیری کمتر اکسیژن میباشد که منجر به افزایش بازدهکلومبیک میشود. علاوه بر این با توجه به نتایج گرفته شده غشای حاوی 30درصد وزنی ازPU با 70درصد وزنی از SPES بهترین عملکرد را از خود نشان داد.

-2 35 و 69 درصد است. خواص مشاهده شده نشان داد که غشاهای ساخته شده دارای خاصیتضدگرفتگی، نفوذپذیری کم اکسیژن، تولید توان بالا، و بازده کولمبی می باشد که نشانمیدهد غشاء 1wt. %Pu-HPCP/SPES پتانسیلقابل توجهی برای بهره وری MFCها را دارد.   

  در این پایان نامه ، ما تعدادی کامپوزیت ضد خوردگی با استفاده از بنتونیت ، که یک خاک رس طبیعی با بافت نرم است و قادر به تبادل کاتیون ها است ، و همچنین سریم فسفات ، که دارای نقش بازدارندگی است ، سنتز می کنیم. ما از میکروسکوپ الکترونی روبشی ، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و طیف سنجی انتشار نوری پلاسما برای توصیف نمونه های ساخته شده و تجزیه و تحلیل آنها استفاده می کنیم. همچنین ، عملکرد ضد خوردگی نمونه ها با طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمایش غبار نمک ثابت شده است و نتایج نشان می دهد که افزایش این کامپوزیت به پوشش اپوکسی ، مقاومت خوردگی پوشش را به میزان قابل توجهی افزایش داده است ، که بهتر از پوشش های اپوکسی است. در نتیجه ، رنگدانه های جدید ارزان قیمت با کاربردهای خاص در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از روشهای ساده و کارآمد سنتز شدند.

جیوه که آن را سمیاب هم می نامند عنصر شیمیایی است، که در جدول تناوبی دارای عدد اتمی 80 می باشد. جیوه که فلزی سبک، نقره ای، سمی و جز عناصر واسطه می باشد یکی از دو عنصری است که در دمای معمولی اتاق حالت مایع دارد. جیوه را چینی ها و هندی های باستان شناخته بودند. در گورهای متعلق به 1500 سال قبل از میلاد یافت شدند. یونانیان از این فلز سمی در پمادها و رومیان در لوازم آرایشی استفاده کردند. بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی، صنعتی وکاربرد برقی و الکتریکی است. وجود غلظت های قابل ملاحظه جیوه در آب معمولا در اثر تخلیه پساب های معدنی، صنعتی و کشاورزی اتفاق می افتد. جیوه به شدت سمی است اگر خورده شود منجر به ضایعات مغزی و کبدی می شود، جیوه به راحتی از طریق بافت های پوستی، تنفسی و گوارشی جذب می شود و تاثیر بسیار بدی روی لثه و دندان می گذارد. [5]  سایز نانو مواد باعث خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه و متفاوتی از مواد حجیم و یا ذرات بزرگ می شود. مواد در مقیاس نانو مفیدتر و با صرفه تر از مواد بزرگ و حجیم هستند. نانوذرات مساحت سطحی بالاتری نسبت به حجم دارند که منجر به افزایش واکنش می شوند. نانوذرات فلزی مثل طلا، مس، روی و نقره به علت سطح بزرگتر نسبت به حجم شان پتانسیل اثر ضد باکتری قوی دارند. از میان همه این ها ثابت شده که نانوذره نقره موثرترین عامل ضدمیکروبی بر علیه باکتری ها، ویروس ها و سایر میکروارگانیزم های یوکاریوتی هستند. امروزه با فن آوری نانو توانسته اند نقره فلزی را به شکل ذراتی با سایز کمتر از 100 نانومتر به دست آورند که حاوی حدود1000 تا 1500 اتم نقره است. که آن ها را نانوذرات نقره می نامند. نانوذرات نقره با قطر 5   نانومتر می توانند تکثیر ویروس ایدز و ویروس آنفلوآنزا را نیز مهار نمایند. روش های مختلفی برای سنتز نانوذرات   نقره وجود دارد ولی استفاده از گیاهان به دلیل هزینه کم، سازگاری با محیط و غیرسمی بودن بسیار مورد توجه قرار می گیرد. [11]بنابراین در مطالعه حاضر یک روش ساده و دقیق برای اندازه گیری جیوه موجود در آب را با استفاده از سنتز سبز نانوذرات نقره تهیه شده با عصاره زغال اخته معرفی می کنیم.     نیترات یک یون چند اتمی بی رنگ، بی بو و بدون طمع که جز از راه آزمایش قابل تشخیص نیست. نیترات به صورت طبیعی در آب آشامیدنی و زیرزمینی وجود دارد. در صنعت کشاورزی از نیترات سدیم و نیترات پتاسیم به عنوان کود شیمیایی استفاده می شود. مطالعات انجام شده در کلمبیا نشان داده که رابطه معنی داری بین شیوع سرطان معده و غلظت نیترات در آب آشامیدنی وجود دارد. چهار منشا برای بالا بردن میزان نیترات در آب ها می توان پیشنهاد داد :   مواد چاه های فاضلاب خانگی و مواد زاید شهری که به روش غیر بهداشتی دفع می شوند، کودهای شیمیایی و فضولات حیوانی- انسانی، انحلال نهشته های تبخیری یا خاک های غنی از نیترات، تثبیت زیستی نیتروژن در خاک توسط باکتری ها و سپس انحلال آن در آب. سازمان جهانی بهداشت مقدار مجاز نیترات در آب را 50   میلی گرم بر لیتر و برای اطفال 15 میلی گرم بر لیتر اعلام کرده است. [18

سنتزو شناسایی کمپلکس قلع دی کلرو دی متیل بای پیریدین وبررسی برهم کنش ان   با دی ان ای تیموس گوساله و پروتیین سرم خون انسان با استفاده از روشهای دستگاهی و اسپکترومتری ومشاهده وثبت نتایج برای کشف خواص دارویی ضدسرطانی و تاثیر این کمپلکس در توقف رشد سلولهای سرطانی صورت گرفت

در نهایت دریافتیم که پوشش پلیمری هیدروفوب PCL-Cur بهترین عملکرد را در طول دوره مطالعه در محیط شبیه سازی شده بدن (SBF) داشته است.

     نانوذرات آلبومین سرم انسانی به عنوان سیستم موثر انتقال داروی اگزمستان جهت درمان سرطان سینه : تهیه و آنالیز آزمایشگاهی