• بازدید : 27 views
  • بدون نظر

قیمت : ۵۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۱۱۱    کد محصول : ۱۸۷۶۸    حجم فایل : ۵۴۶ کیلوبایت   

دانلود تحقیق کامل در مورد فناوری نانو ، نانو تکنولوژی و کاربردهای نانو که شامل 111 صفحه و بشرح زیر میباشد:  نوع فایل : Word

دانلود تحقیق کامل در مورد فناوری نانو ، نانو تکنولوژی و کاربردهای نانو که شامل ۱۱۱ صفحه و بشرح زیر میباشد:

نوع فایل : Word

فناوري‌نانو واژه‌اي است كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود ۱نانو متر تا ۱۰۰ نانو متر میباشد. (۱ نانومتر يک ميليارديم متر است). اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال ۱۹۵۹ زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم. واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال ۱۹۷۴ بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال ۱۹۸۶ اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو» بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد. هدف فناوری نانو یا نانوتکنولوژی تولید مولکولی یا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول مواد و ماشین‌ها توسط بازوهای روبات برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتریک است (نانومتر یک میلیاردم متر است یعنی پهنای معادل با ۳ تا ۴ اتم). رایانه‌ها اطلاعات را تقریباً بدون صرف هیچ هزینه‌ای باز تولید می‌کنند. اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی ساخته شوند که تقریباً بدون هزینه – شبیه عمل بیتها در رایانه – اتمها را به صورت مجزا به هم اضافه کنند (کنار هم قرار دهند). این امر ساختن خودکار فراورده‌ها را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر می‌کند. صنعت الکترونیک با روند کوچک‌سازی احیاء می‌گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری می‌شود که قادر به دستکاری اتم‌های منفرد مثل پروتئین‌ها در سیب‌زمینی و همانندسازی اتم‌های خاک، هوا و آب از خودشان می‌گردد. نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر و بهره برداری از خواص و پدیده‌های نو ظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته‌اند ….

فهرست

فصل ۱ ؛ مقدمه فناوري نانوچيست؟
فصل ۲ ؛ كاربردهاي نانو تكنولوژي
فصل ۳ ؛ تحولات نانوتكنولوژي
فصل ۴ ؛ نانو تكنولوژي و جهان امروز
فصل ۵ ؛ نتيجه گيري
فصل ۶ ؛ منابع
  • بازدید : 25 views
  • بدون نظر

قیمت : ۵۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۷۷    کد محصول : ۱۰۸۶۳    حجم فایل : ۷۰۳۹ کیلوبایت   

خرید و دنلود سمینار پایان نامه ی کارشناسی ارشد رشته مهندسی نساجی – شیمی نساجی و علوم الیاف

این پروژه در قالب pdf ودر ۷۷ صفحه خدمت شما دوستان عزیز

الیاف رشته‌های بسیار باریکی هستند که دارای طول بلندی نسبت به قطر خود بوده و کاربردهای متفاوتی دارند

روش های متعددی برای تولید الیاف وجود دارد، ولی روش هایی که می توانند منجر به تولید

الیاف با قطرهای نانومتری یا نانوالیاف شوند عبارتند از کشش، تولید از قالب، جدایش فازی، خودآرایی و الکتروریسی

  • بازدید : 43 views
  • بدون نظر


 امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن، برنده جایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال ۱۹۵۹ اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتب کوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد . همین عبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانو ماشینهایی در…

  • بازدید : 53 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

اولين كسي كه مفاهيم نانوتكنولوژي را پيشنهاد نمود، ريچارد فينمن- برنده جايزه نوبل فيزيك در سال ۱۹۶۵ بود. او در سخنراني تاريخي خود با عنوان “در آن پايين اتاقها (فضاهاي) بسياري وجود دارد” چشم انداز جالبي را از ساخت و ساز در مقياس اتمي و مولكولي را متصور ساخت. او عقيده داشت در مقياسهاي بسيار كوچك خواص مواد با خواص فعلي اشان فرق مي كند و لذا با كنترل ماده در مقياس اتمي و مولكولي مي توان به خواصي از مواد دست يافت كه اكنون از آنها استفاده نمي كنيم.
در سال ۱۹۷۴، Taniguchi ايده هاي فينمن را نانوتكنولوژي ناميد. او بين مهندسي در اندازه ميكرومتر مانند ميكروالكترونيك كه در آنها روزها دوران اوجش را مي‌گذارند و مهندسي در مقياس زير ميكرومتر تفاوت قائل شد.
از آن زمان تا كنون تلاش براي كشف خواص جديدي از مواد در در مقايس نانومتر با سرعت روبه پيشرفت است. دو تا از دستاوردهاي بزرگ آن ميكروسكوپهاي SPM (Scanning Probe Microscope) و كشف آلوتروپي جديدي از كربن به نام Buckminister Fullerenene يا Buckyball هستند. اختراع ميكروسكوپهاي SPM كه دو تا از معروفترين آنها STM و AFM هستند كار مطالعه و بررسي ساختارهاي بسيار ريز و در حد نانومتر را تسهيل كردند و كشف باكي بال ها باعث ايجاد ساختارهاي تيوب- مانند شد كه در آنها ورقه هاي گرافيت به شكل لوله در مي آيند و دو سر آنها با دو نيم فولرن بسته مي شود. ضخامت اين لوله ها فقط چند ميليونيم متر يا چند نانومتر و طول آنها به حدود ۱۰۰ ميكرومتر مي رسد. اين نانولوله ها از فولاد محكمتر اما سبك وزن اند، خم شدنهاي پي در پي، تابيدن و پيچيدن را تحمل مي كنند، مي توانند به اندازه مس رساناي الكتريسيته و يا مانند سيليسيم خاصيت نيم رسانايي از خود نشان بدهند. بهتر از هر ماده شناخته شده ديگري گرما را منتقل مي كنند و خاصيت جذب هيدروژن را نيز دارا مي باشند. 
علم و تكنولوژي نانو در واقع يك نگاه و يك رويكرد جديد در علوم و مهندسي با كنترل ماده از مقياس اتم و مولكول و يا از مقياس نانومتر مي باشد و لذا در تمامي حوزه هاي علم و تكنولوژي و صنايع مختلف تحول و تغيير ايجاد خواهد كرد.
سير پيشرفت مواد با ساختار بسيار ظريف يا نانو ساختار :
در زمينه علم مواد مي توان دو مرحله را به عنوان مراحل توسعه و پيشرفت مواد با ساختار Ultrafine يا همان مواد با ساختار نانومتر مشخص كرد.
اولين مرحله را مي توان از سال ۱۸۷۰ تا سال ۱۹۷۰ دانست. در اين مرحله ميكرو ساختار به عنوان پارامتر اصلي كنترل كننده خواص مكانيكي، مغناطيسي و الكتريكي معرفي شد. سرآغاز آن كارهاي Sorby روي خواص مكانيكي آهن بود كه نشان داده سختي مارتنزيت بخاطر تغييرات آلوتروپيك در آلياژهاي آهن و ميكروساختار بسيار ظريف باقي مانده است. پديده رسوب سختي نيز ارتباط بين ميكروساختار و خواص را پيشنهاد نمود. Wilm در سال ۱۹۰۶ آلياژ Ag-Co-Mg-Mn را كوئينچ نمود و بعد از چند هفته مشاهده نمود كه سختي آن بيشتر شده است. بعدها متوجه شدند كه اين افزايش سختي ناشي از رسوب يك فاز جديد در مقياس زير ميكرومتر است. در سال هاي بعد نظريه هاي عيوب شبكه ايي و مشخصه هاي آن روي جامدات كريستالي و اختراع ميكروسكوپهاي با قدرت تفكيك پذيري بالا باعث پيشرفت بسيار زيادي در درك خواص وابسته به ساختار و ميكرو ساختار شد.
و دومين مرحله را نيز مي توان بعد از سال ۱۹۷۰ دانست. در اين زمان Gleiter، Turnball و ديگران با روشهاي گوناگون مواد با ساختار بسيار ريز (Ultrafine) يا نانومتري توليد مي كردند و سپس خواص آنها را بررسي مي نمودند. به عنوان مثال Gleiter و همكارانش توسط روش Inert Gas Condensation پودرهاي نانومتري فلزي توليد مي كردند و سپس تحت محيط با خلاء بسيار بالا آنها را به صورت ديسكهاي كوچكي متراكم مي نمودند و آنها را آناليز مي كردند. مطالعات آنها نشان داد كه با تغيير آرايش مواد و دستكاري در ميكروساختار مواد مي توان جامداتي با ساختار اتمي/ الكتروني جديد ساخت. اين پيشرفتها ايده هاي فينمن در مورد نانوتكنولوژي را به حقيقت بيشتر نزديك كرد.
معرفي مواد نانوساختار (Introduction to Nanostructured Materials):
مواد نانو ساختار جامداتي هستند كه اجزاي ساختار آنها حداقل در يك بعد در حد نانومتر باشد. در واقع فقط نانوساختار به موادي (فلز، سراميك، پليمر، كامپوزيت، نيمه هادي، شيشه) گفته مي شود كه شامل دانه ها يا كلاسترها يا لايه ها و يا فيلامنت هايي كمتر از ۱۰۰ نانومتر باشند و در واقع مي توان آنها را به چهار گروه زير تقسيم بندي نمود.
تقسيم بندي (Classification):
۱- صفر بعدي يا همان كلاسترهاي اتمي.
۲- تك بعدي يا لايه هاي نانوساختار كه در آنها طول و پهنا از ضخامت بيشتر است. مثل thin filmها و thin winrها.
۳- ساختارهاي دوبعدي كه در آنها طول از پهنا يا قطر بسيار بيشتر است. مثل فيلامنت‌ها و يا سطوح آزاد با ضخامت نانومتر مثل پوششهاي نانومتري.
۴- ساختارهاي سه بعدي مانند كريستالهاي نانو ساختار يا مواد آمورف يا quasicrystalline نانو ساختار .
  • بازدید : 57 views
  • بدون نظر
همگرايي فناوري نانو و علم غذا منجر به بروز قابليت هاي فراواني مي شود كه همين امر باعث شده است كه حدود ۲۰۰
شركت بزرگ در سراسر دنيا در اين زمينه سرمايه گذاري هاي كلان نموده و محصولاتي نيز به بازار عرضه كنند. گذشته
از محصولات ارائه شده با توجه به پتانسيل فوق العاده كاربرد فناوري نانو در صنايع غذايي انتظار مي رود طي دو دهه
آينده انقلاب بزرگي در زمينه صنايع غذايي و كشاورزي پديد آيد به گونه اي كه اثرات آن بسيار فراتر از كشاورزي مكانيزه و انقلاب سبز

خواهد بود. شركت هاي بزرگ صنايع غذايي و دولت ها درصدند 
حوزه كاربردي فناوري نان و در صنايع غذايي را به كمك دانشمندان صنايع غذايي مشخص كنند و از آن در جهت رفع
نيازها استفاده نمايند . از موارد فوق چنين استنباط مي گردد كه كشور ما نيز ناگزير بايستي به اين عرصه وارد گردد و
نيازسنجيهاي ممكن بايستي هر چه سريعتر انجام گيرد . در اين مقاله ابتدا به بررسي و جايگاه صنايع غذايي در ايران
پرداخته شده و سپس كاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي ذكر شده و بازار آن مورد بحث قرار گرفته است.



در ادامه با ما همراه باشید……………

  • بازدید : 57 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۷۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل مواردز یر است:

یک نانومتر یک میلیاردم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲ تا ۱۵ نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌آ نزدیک به ۲ نانومتراست. و از سوی دیگر کوچک‌ترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد
یک نانومتر چقدر است؟ 
یک نانومتر یک میلیاردم متر است. این مقدار حدودا چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد ۲٫۵ نانومتر ممکن است حدود ۱۰۰۰ اتم را شامل شود. کوچکترین آی سیهای امروزی با ابعادی در حدود ۲۵۰ نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود ۱۰ نانومتر ، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است. 
امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن، برنده جایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال ۱۹۵۹ اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتب کوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد .
همین عبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانو ماشینهایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکــــزی هستند، هر دانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمـــــــندانی مثل جی استورس هال و اریک درکسلر این روباتها یا ماشینهای مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی در می‌آیند.
شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوان به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر ، تخت خوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید.
چرا این مقــیاس طول اینقدر مهم است؟
خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی ) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب ، خواص مغناطیسی ، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژی های جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود .
نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری ، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرار داده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پر قدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرآیندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد .
ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانو ذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت ، واکنشهای شیمیایی ، تهیه دارو و ذخیره انرژی ایده‌ال می‌سازد. سرامیکهای نانوساختاری غالبا سخت‌تر و غیرشکننده‌تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند . وسایل الکترونیکی جدید ، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانند با کنترل واکنشها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است .
منافع نانوتکنولوژی چیست؟
مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تاثیر بگذارد.محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتنداز:لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها به دست آمده اند،شیشه هایی که خود به خود تمیز میشوند،مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده اند،ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان ساز ها،هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه ها از یفیت بالاتری برخوردارند،چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگدانه و غیره.

قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از:
 1-محصولات خوداسمبل 
۲-كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
  3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
۴-سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه 
 5-نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد. 
 6-دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
احياء و سازماندهي اراضي                                                                  7-
 
نانوتكنولوژي به زبان ساده 

علم و فناوری نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژی) توانائی بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتری (ملكولی) و بهره برداری از خواص و پديده های اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم های نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادی است. به عنوان مثال فناوری نانو با طبيعت فرا رشته ای خود، در آينده در برگيرنده همه فناوريهای امروزين خواهد بود و به جای رقابت با فناوریهای موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « يك حرف از علم» يكپارچه خواهد كرد.
ميليونها سال است كه در طبيعت ساختارهای بسيار پيچيده با ظرافت نانومتری – مثل يك درخت يا يك ميكروب – ساخته می شود. علم بشری اينك در آستانه چنگ اندازی به اين عرصه است، تا ساختارهائی بی نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمی شوند. فناوری نانو كاربردهای را به منصه ظهور می رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائی را در جامعه برجا می گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال: 
ساخت مواد بسيار سبك و محكم برای مصارف مرسوم يا نوورشكستگی صنايع قديمی همچون فولاد با ورود تجاری مواد نو كاهش يافتن شديد تقاضا براي سوخت های فسيلی همه گير شدن ابر كامپيوترهاي بسيار قوي، كوچك و كم مصرف سلاحهای سبك تر، كوچكتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئی تر برای رادار شناسایی فوری كليه خصوصيات ژنتيكی و اخلاقی و استعدادهای ابتلا به بيماری ارسال دقيق دارو به آدرس های مورد نظر در بدن و افزايش طول عمر از بين بردن كامل عوامل خطرناك جنگ شيميائی و ميكروبی از بين بردن كامل ناچيز ترين آلاينده های شهری و صنعتی سطوح و لباسهای هميشه تميز و هوشمند توليد انبوه مواد و ابزارهائی كه تا قبل از اين عملی و اقتصادی نبوده اند ، و بسياری از موارد غير قابل پيش بينی ديگر… 

 دکتر درکسلر در همايش جهانی نظام علمی در زمينه نانوتكنولوژی اظهار كرده است: “در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهای ديجيتالی را سريع، ارزان، كامل و عاری از هزينه‌بری يا پيچيدگی محتوايی كپی ‌برداری نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه می‌شود. هزينه توليد يك تن ‌تري بيت تراشه‌های تقريبا معادل با هزينه بری ناشي از توليد همان مقدار فولاد میشود.
دکتر بوکی بالز رییس هییت تحقیقاتی دانشثگاه رایس و کاشف اسمبلی میگوید:”نانوتکنولوژی روند زیانبار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس خواهد کرد.”
در مقدمه مقاله نانوتکنولوژی که توسط آقایان پرگمیت و پترسون در سال ۱۹۹۳ نگاشته شده چنین آمده است:
تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايی ۴ نفره كه به دور مدار زمين میگردد با هزينه‌ای در حدود يك خودروی خانوادگی تجسم كنيد.
موارد فوق، فقط تعداد محدودی از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژی هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعی تسريع شده و قدرتمند است كه ناشی از علم نانوتكنولوژی است. در آينده نزديك گروهی از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهنی با مقياس نانومتری می‌گردند كه قادر به همانندسازی است. طی چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا تمامی فرايندهای صنعتی و نيروی كار كنونی از رده خارج خواهند شد. كالاهای مصرفی به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومی را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهای فضايی و همانندسازی امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلی ديگر، سبكهای زندگی روزمره در جهان بطور زيربنايی متحول خواهد شد و الگوی رفتاری انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت. 

سه فناوري تسخيركننده: 
از طرفی شايد بتوان گفت تسخيركنندگان علم و فناوری آينده در سه گروه فناوری اطلاعات، نانوفناوری و زيست فناوری خلاصه می شوند.
قرارگيری مقادير و حجم زيادی از اطلاعات در فضائی كوچك از ابعاد هم گرائی نانوفناوری و فناوری اطلاعات می باشد از طرفی در زيست فناوری و يا به عبارتی برای زيست شناسان قرار گيری حجم زيادی از اطلاعات در يك فضای بسيار كوچك موضوعی بسيار آشنا می باشد. 
در كوچكترين سلول انسانی همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتي در قسمت بسيار كوچكی از سلول كه شامل حدوداً پنجاه اتم می باشد همه اين اطلاعات ذخيره مي گردد (به نام دی ان ا  نه تنها سطح يا به عبارتی تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازی اطلاعات زيستی اهميت دارد). شايد يكی از علل هم گرائی اين فناوری و فناوری اطلاعات وجود همين مسائل مشترك اين سه فناوری است.
 
چه انتظاری بايد از نانوتكنولوژی داشت: 
 اين تكنولوژی جديد توانايی آن را دارد كه تاثيری اساسی بر كشورهای صنعتی در دهه های آينده بگذارد . در اينجا به برخي از نمونه های عملی در زمينه نانوتكنولوژی كه بر اساس تحقيقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود.
انتظار می رود كه مقياس نانومتر به يك مقياس با كارايی بالا و ويژگيهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد كه روش شيمی سنتی پاسخگوی اين امر نمی تواند باشد.
 نانوتكنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه ۳۰۰ ميليارد دلار برای صنعت نيمه هاديها و ۹۰۰ ميليون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی ۱۰ تا ۱۵ سال آينده شود.
نانوتكنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، كيفيت و تواناييهای جسمي بشر را افزايش خواهد داد.
تقريبا نيمی از محصولات دارویی در ۱۰ تا ۱۵ سال آينده متكی به نانوتكنولوژی خواهد بود كه اين امر ، خود ۱۸۰ ميليارد دلار نقدينگی را به گردش درخواهد آورد
  • بازدید : 61 views
  • بدون نظر

تحقيقات اخير روي نانوسيالات، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوذرات و يا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان مي‌دهد. از ديگر تفاوت‌هاي اين نوع سيالات، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما، همچنين افزايش فوق‌العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست. 

تحقيقات اخير روي نانوسيالات، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوذرات و يا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان مي‌دهد. از ديگر تفاوت‌هاي اين نوع سيالات، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما، همچنين افزايش فوق‌العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتايج آزمايشگاهي به دست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي‌توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري‌هاي موجود اشاره کرد. اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدل ها در پيش‌بيني صحيح خواص نانوسيال است. بنابراين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم‌هاي جديد، بايد اقدام به طراحي و ايجاد مدل‌ها و تئوري‌هايي شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهاي سياليت نانوذرات و تصحيحات مربوط به آن کرد

  • بازدید : 65 views
  • بدون نظر


دانلود پاورپوینت کمک پایان نامه کاربرد نانو در فولاد



تعداد صفحات: ۳۸ حجم فایل:۱,۷۳ MB نوع فایل :power point


توضیحات:


از آن جایی که محصولات ساخته شده از طریق تکنولوژی نانو دارای مشخصات منحصر به فردی هستند، این تکنولوژی می تواند در بسیاری از فرآیندهای ساخت و طراحی به کار برده شود. این مشخصات منحصر به فرد قادر هستند که مشکلات کنونی در ساختمان سازی را حل کرده و در فرآیند ساخت تغییراتی را به وجود آورند. پیشرفت علم در حوزه نانو ذرات فلزی و دستاوردهای بزرگ در این زمینه باعث بهبود وبژگی های فلزات ساختمانی از جمله فولاد شده است. اضافه کردن نانو ذراتی مانند مس، مولیبدن و وانادیم باعث بهبود خواص مکانیکی فولاد و کاهش هزینه های ساخت شده است. ساخت نانو کابل ها، نانو پوشش هایی نظیر دی اکسید تیتانیم و استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید پیچ و مهره ها تحول عظیمی را در سازه ها ایجاد کرده است


دانلود پاورپوینت کمک پایان نامه کاربرد نانو در فولاد



تعداد صفحات: ۳۸ حجم فایل:۱,۷۳ MB نوع فایل :power point


توضیحات:


از آن جایی که محصولات ساخته شده از طریق تکنولوژی نانو دارای مشخصات منحصر به فردی هستند، این تکنولوژی می تواند در بسیاری از فرآیندهای ساخت و طراحی به کار برده شود. این مشخصات منحصر به فرد قادر هستند که مشکلات کنونی در ساختمان سازی را حل کرده و در فرآیند ساخت تغییراتی را به وجود آورند. پیشرفت علم در حوزه نانو ذرات فلزی و دستاوردهای بزرگ در این زمینه باعث بهبود وبژگی های فلزات ساختمانی از جمله فولاد شده است. اضافه کردن نانو ذراتی مانند مس، مولیبدن و وانادیم باعث بهبود خواص مکانیکی فولاد و کاهش هزینه های ساخت شده است. ساخت نانو کابل ها، نانو پوشش هایی نظیر دی اکسید تیتانیم و استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید پیچ و مهره ها تحول عظیمی را در سازه ها ایجاد کرده است

  • بازدید : 49 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده:

انواع كاتاليزور:
كاتاليزورها را  مي توان به ۳ دسته بزرگ تقسيم كرد:
۱٫ كاتاليست هاي هموژن
۲٫ كاتاليست هاي هتروژن
۳٫ آنزيم ها (بيوكاتاليست ها)
۱-۲-۱-كاتاليست هموژن: هنگاميكه كاتاليست ها با واكنش دهنده ها در يك فاز باشند هموژن  ناميده مي شوند.
اين كاتاليست ها معمولاً بصورت مايع يا گاز مي باشند بعنوان مثال در واكنش تهيه اتر از اتانول، اسيد فسفريك يا اسيد سولفوريك بكار گرفته مي شود كه با محيط واكنش دهنده ايجاد فاز نمي كند.
۱-۲-۲-كاتاليست هاي هتروژن يا ناهمگن: هنگاميكه واكنش دهنده ها با كاتاليزور حداقل ايجاد دو فاز نمايند كاتاليزور را ناهمگن نامند. اكثر اين كاتاليزور جامد بوده و واكنش روش فصل مشترك كاتاليزرورهاي هموژن ارجحيت دارند زيرا در كاتاليزورهاي هتروژن مي توانند از سيستم Cointinus استفاده كرد. ولي براي جدا كردن كاتاليزورهاي هموژن هزينة زيادي صرف مي شود.
كاتاليست هاي زيستي يا آنزيمها: آنزيمها پروتئين هايي با وزن ۱۲۰۰۰ تا ۰۰۰/۰۰۰/۱ مي باشند كه عمل كاتاليتيكي روي آنها به غايت مخصوص مي باشد و در مكانهاي فعال يا Site انجام مي گيرد. اينگونه كاتاليزورها در واكنش هاي مربوط به موجودات زنده و نيز در سنتز بسياري از فرآورده هاي دارويي و غذايي شركت دارند و داراي اهميت قابل توجهي مي باشند نخستين بار لويي پاستور در دهه ۱۸۵۰ با تحقيق دربارة تخمير اين كاتاليست ها نتايج جالبي بدست آورد. وي نشان داد كه اورگانيسم ذره بيني مخمر باعث تبديل گلوكز به اتانول مي گردد او نتيجه گرفت كه تخمير از فرايندهايي است كه درون سلولهاي زنده انجام مي گيرد. ادوارد بوخنر در سال ۱۸۹۷ گفت كه عمل تخمير در مادة موجود در عصارة مخمر حاصل مي شود و اين ماده را آنزيم ناميد. هنگامي كه مواد ديگر كشف شدند و توانستند در فرايندهاي زيستي عمل كنند به آنها نام عمومي آنزيم اطلاق گردردي واژة آنزيم از واژه يوناني آنزيموس گرفته شده است كه به معني مادة حاوي خمير مايع است (واژة ZYME به معني خيمر مايع) واكنش كاتاليستي در قسمتي خاص از آنزيم انجام مي شود كه به آن مكان فعال يا سايت گفته مي شود. يكي از محققين به نام فيشر نظريقة قفل و كليد را در رابطه با واكنش‌هاي آنزيمي پيشنهاد كرد.
۱-۳-كاتاليست هاي هتروژن (ناهمگن) (Heterogeneous):
همانطور كه قبلاً گفته شده اگر كاتاليزورها و مواد واكنش دهنده حداقل در دو فاز قرار گرفته باشند كاتاليزور را هتروژن يا ناهمگن مي نامند.
كاتاليزورهاي صنعتي معمولاً جامد مي باشند و قسمت عمدة واكنش هاي صنعتي روي اينگونه كاتاليزورها انجام مي گيرد.
كاتاليست هاي هتروژن به دو دستة بزرگ تقسيم مي شوند:
۱٫ كاتاليزورهاي توده اي (۱)
۲٫ كاتاليزورهاي پايه اي (۲)

۱-۳-۱-كاتاليزورهاي توده اي:
در صورتي كه فاز فعال تشكيل دهندة كاتاليست تنها به صورت فلز يا پاية خالص باشد كاتاليزور را توده اي گويند مانند كاتاليزور نيكل.
۱-۳-۲-كاتاليزورهاي پايه اي:
در اين حالت معمولاً سايتهاي فعال كه عمدتاً عناصر واسطه مي باشند روي يك پايه (معمولاً سيليس، اكسيد تيتان، اكسيد منيزيم، كربن فعال، غيره) قرار مي گيرد و پايه نقش نگه دارندة عناصر را دارد. بيشتر كاتاليست هاي صنعتي از اين نوع مي باشند به عنوان مثال كاتاليست هاي  .
بطور كلي كاربرد كاتاليست ها بدين صورت باعث افزايش سطح به ميزان قابل توجهي مي‌شود كه به علت وجود Rugosity يا ناهمواري و همچنين خلال و فرج و منافذ يا Poreهاي درون جامدات مي‌باشد.
نقش Pore بسيار با اهميت است و اين نقش نه تنها به دليل ايجاد سطح بيشتر جهت افزايش سرعت واكنش است بلكه به علت ايجاد انتقال مواد مي باشد.
۱-۴-فعاليت و گزينش Activity And Selectivity:
فعاليت كاتاليستي عبارت از ميزان سرعت بخش فعل و انفعال است بنابراين اين يك واكنش ممكن است با يك كاتاليست سرعت بيشتري داشته باشد تا با كاتاليست ديگر، يا ممكن است يك مادة دو گونه فرايند با دو نوع كاتاليست نشان دهد . Catalyist Selectivity
عبارت است از قدرت كاتاليست در مورد يك فرايند بخصوص در صورتي كه امكان ايجاد فرايندهاي ديگر نيز موجود باشد.
هر چه نوع كاتاليست مورد استفاده واكنشي را بيشتر در جهت توليد محصولات دلخواه سوق دهد به اصطلاح آن كاتاليست سلكتيوتر خواهد بود.
گزينش معمولاً با فشار، دما و تركيبات شركت كننده در فعل و انفعال و همچنين طبيعت كاتاليست بستگي دارد به طور مثال عمل كاتاليست را در تجزية كاتاليستي اتانول آورده مي شود. اين واكنش بر روي مس به صورت زير توليد فرمالدئيد و بر روي آلومين توليد اتيلن و اتر مي نمايد.
 
اين مسئله را مي توان چنين توجيه كرد كه در مورد اول مس جاذب هيدروژن و در مورد دوم و سوم آلومين جاذب آب مي باشد. يك كاتاليست ممكن است يا از لحاظ گزينش يا فعاليت و يا هر دو مناسب باشد فاكتور Selectivity از اهميت بيشتري برخوردار است.
معمولاً افزايش دما عمر كاتاليست را كاهش مي دهد ولي با وجود اين فعاليت را افزايش مي دهد در صورتي كه واكنش گرمازا باشد افزايش دما درصد تبديل را كاهش مي دهد گزينش معمولاً تابعي از درجه تبديل و شرايط فعل و انفعال است. در رابطه با گزينش پارامترهاي ديگري از جمله تبديل و بهره نيز عنوان مي شود.
(۱-۸)  = گزينش
(۱-۹) =    تبديل
 (1-10) =     بهره
۱-۵-مراحل فعل و انفعال كاتاليستي:
در يك فعل و انفعال سرعت واكنش برحسب تغيير در مولهاي يك تركيب در واحد زمان براي واحد حجم مخلوط تعريف مي شود. معمولاً مناسب خواهد بود كه در رابطه سرعت جرم را به جاي حجم مبنا قرار دهيم. بنابراين سرعت واكنش را مي توان بصورت رابطة رياضي چنين نوشت:
(۱-۱۱)  
كه V: حجم مخلوط تركيب شونده ها، N: تعداد مولهاي يكي از تركيب شونده ها، F: تعداد مولهاي شركت كننده در واكنش در آغاز، W: وزن كاتاليست، X: تبديل، t: زمان.
بين سرعت واكنش و غلظت تركيب شونده ها رابطة سادة زير وجود دارد:
(۱-۱۲)  
كه Ca و Cb به ترتيب غلظت تركيب شونده هاي B, A و   اعداد ثابت و K سرعت است طبق معادله آرينوس   با دما تغيير مي كند. بعنوان مثال دو واكنش فرضي شيميايي يكي هموژن و بدون كاتاليست و ديگري همراه با كاتاليست را در نظر مي‌گيريم معمولاً سرعت واكنش كاتاليستي از سرعت واكنش هموژن بدون كاتاليست بيشتر است.
۱-۶-كاتاليزور ايده آل: 
كاتاليزوري ايده آل است كه داراي مشخصات زير باشد:
۱-فعاليت بالا، ۲-گزينش پذيري بالا، ۳-پايداري بالا، ۴-هزينه هاي توليد پايين.
۱-Activity يا فعاليت به طرق مختلف بيان مي شود كه در هر صورت با سرعت واكنش ارتباط دارد.
(۱-۱۳)  
ساده ترين روش براي بررسي فعاليت محاسبه درصد تبديل يا Conversion مي باشد درصد تبديل عبارت است از جمع جبريكل مواد توليد شده يا (مقدار اولية باقيمانده ماده-۱۰۰) 
۱-۷-سرعت ويژه كاتاليست: Specific Rate
عبارت است از تعداد مولهاي ماده تبديل شده بوسيله يك گرم فاز فعال (معمولاً فلز)
(۱-۱۴)  = سرعت ويژه
(۱-۱۵) Q= Flow Rate
Q: عبارت است از حجم در حالت مايع خوراك در واحد زمان كه وارد راكتور مي شود.
P: دانسيتة خوراك، M: جرم مولي خوراك و در صورتيكه چند جسم باشد جرم مولي متوسط.
Conversion: تعداد مولهاي تبديل شده
  تعداد مولها در ساعت كه وارد راكتور مي شوند.
%Metal: به ازاء  يك گرم فلز
MCetal: جرم كاتاليست، محاسبة فعاليت بر حسب واحد Site كه به آن TNH-1=Turn Over Numb يا شماره چرخش گفته مي شود.
 
D:Dispersion
 = تعداد مولهاي فلز بكار گرفته شده.
۱-۸-گزينش پذيري:
پارامتر بسيار مهمي در مشخص كردن يك كاتاليزور ايده آل است. هنگاميكه يك واكنش انجام مي‌شود. مادة بخصوصي براي توليد مورد نظر مي باشد و معمولاً گزينش پذيري نسبت به ماده مورد نظر محاسبه مي گردد ولي همزمان مواد ديگري نيز بطور ناخواسته توليد مي شود. پس كاتاليزوري مناسب است كه بتواند واكنش را در جهت مورد نياز به سرعت بيشتر پيش ببرد چنين كاتاليزوري را در اصطلاح Selevtivity مي گويند.
(۱-۱۷)  
SelctivityB=  *100= 
هنگامي كه گزينش پذيري صد در صد باشد Selectivity همان درصد محصول است. در پاره اي موارد گزينش پذيري نسبت به تمام محصولات محاسبه مي شود به عنوان مثال در واكنش فوق:
 
Selectivity از نظر صنعتي بسيار با اهميت است. در صورتي كه كاتاليزوري با فعاليت كم ولي گزينش پذيري بالايي داشته باشد در بسياري از موارد از كاتاليزور گزينش پذيرتر استفاده مي شود، زيرا كاتاليزوري كه محصول مورد نظر را با درصد بالايي توليد كند باعث مي شود كه عمليات بعدي روي جداسازي كمتر باشد.

۱-۹-پايداري:
يكي از پارامترهاي مهم براي ارزيابي كاتاليزورها مي باشد يك كاتاليزور پايدار (Stable) بايد داراي خصوصيات هاي زير باشد:
۱-از نظر مكانيكي مقاوم باشد تا در راكتور فرسوده نشود و بتواند مدت زمان طولاني دوام داشته باشد در غير اينصورت در اثر حرارت و جريان سايش پيدا كرده و به تدريج پودر شده و با جريان خوراك از راكتور خارج مي گردد و مشكلاتي از قبيل: افت فشار در راكتور، بسته شدن شيرها و .. پديد مي آورد مقاومت مكانيكي هنگامي مفهوم خود را داراست كه كاتاليزور با دانه بندي خاص مشخص شود. طبيعتاً در كاتاليزورهاي پودري كه در راكتورهاي همزمان دار استفاده مي شود. 
۱-مقاومت مكانيكي بي معني است.
۲-مقاومت در مقابل حرارت يا شوك حرارتي
۳-مقاومت در مقابل سموم
يكي از مهمترين فاكتورها براي ارزيابي يك كاتاليزور تغييرات فعاليت آن نسبت به زمان مي باشد اكثر كاتاليزورها در شروع واكنش داراي فعاليت نسبتاً بالايي هستند ولي بتدريج فعاليت خود را از دست مي دهند.
هر چه شيب كاهش فعاليت كمتر باشد كاتاليزور مناسب تر است. دو دليل اساسي دما پايين آمدن فعاليت كاتاليزور با گذشت زمان است.
۱-سمومي كه همراه خوراك وارد راكتور مي شود.
۲-سمومي كه در راكتور توليد مي شود.
۱-۱۰-خصوصيات فيزيكي كاتاليست:
افزايش سطح يك جامد اثر چشمگيري بر مقدار جذب گازهاي مختلف بر روي آن داشته و فعاليت آن را بعنوان كاتاليست مي افزايد براي استفاده هاي كاتاليستي خواه بطور مستقيم يا بعنوان پايه كاتاليست موادي با سطح حتي بيش از ۱۰۰ متر مربع ساخته شده است. خصوصيات ديگر كاتاليست (علاوه بر كميت سطح) نيز مي تواند نقش مهمي در تعيين فعاليت كاتاليست ايفا نمايد.
بعنوان مثال در شرايط خاصي با اينكه سطح يك كاتاليست خيلي بالا است ولي به علت كوچك بودن منافذ مولكولهاي مواد شركت كننده در واكنش نمي توانند به سرعت در منافذ نفوذ نمايند و از مقاوم سطح موجود استفاده نمايند و در شرايط ديگري ممكن است نحوة توزيع منافذ اهميت پيدا كند حال به پارامترهايي كه علاوه بر سطح در بالا بردن و يا پايين آوردن فعاليت كاتاليست مي توانند موثر باشند مي پردازيم.
۱-دانسيته: براي يك جامد داراي منفذ دانسيته هاي مختلفي تعريف مي شود.
الف) دانسيته توده اي و bulk density: عبارت است از وزن تقسيم بر حجم بستري كه آن مقدار كاتاليست در آن جاي داده شده است.
ب)دانسيتة ظاهري: عبارت است از وزن واحد حجم كاتاليست. براي كاتاليست هاي با شكل هندسي يكدست و يكنواخت، وزن نمونه اي از آن براي محاسبة دانسيته كفايت مي كند براي محاسبة دانسيته ظاهري روشهاي گوناگون وجود دارد ولي قابل اطمينان‌ترين روش، روش افت فشار است كه در توده اي از كاتاليست در يك بستر به ارتفاع L مي‌تواند بوجود آيد.
ج)دانسيتة حقيقي: عبارت است از وزن واحد حجم جزء كاتاليست 
۲-اندازة منافذ: با وجود اينكه سطح زياد كاتاليست مي تواند نشان دهندة فعاليت بالاي آن باشد ولي نبايد مقايسة كاتاليست ها فقط بر مبناي كم و زياد بودن سطح انجام شود زيرا سطوح منافذ كاتاليست ممكن است كلاً در دسترس مواد شركت كننده در واكنش نباشند از جمله دلايلي كه براي اين موضوع وجود دارد اين است كه اندازة منافذ داخل كاتاليست به قدري كوچك باشد كه مواد شركت كننده در واكنش نتوانند براحتي در آن وارد شوند بنابراين لازم است كه متوسط شعاع منافذ- چگونگي توزيع منافذ و چگونگي ارتباط اين منافذ نيز مشخص باشد.
۱-۱۱-خصوصيات مكانيكي كاتاليست:
۱-آزمايش مقاومت در مقابل فشار:
يكي از روشهاي معمول اين است كه به آهستگي بر روي توده اي از كاتاليست كه در سيلندر قرار دارد بوسيلة يك پيستون فشار وارد آوريم و جابجايي كاتاليست را بر حسب فشار وارد آمده اندازه گيري مي نمائيم.
دانه هاي كاتاليست را مي توان بطور مجزا نيز تحت فشار قرار داد در اندازه گيري مقاومت كاتاليست ها مقاومت شعاعي از مقاومت محوري داراي اهميت بيشتري است.
۲-مقاومت در برابر سايش:
مقاومت در مقابل سائيدگي براي كاتاليست هاي با بستر ثابت به اين دليل اهميت دارد كه سايش را در موقع پر كردن راكتور به حد مينيمم برسانند يكي از روشها اين است كه تعداد از دانه هاي كاتاليست را در سيلندرهايي كه در آن دانه هاي سراميكي قرار داده شده‌اند ريخته و در مدت زمان معيني بر روي دستگاههاي مخصوص بچرخانيم و ميزان سايش را با وزن مقدار كاتاليست پودر شده مشخص نموده و درصد آن را تعيين نمائيم.
۳-آناليز دانه اي كاتاليست ها:
براي اندازه گيري توزيع پراكندگي ذرات با اندازه هاي مختلف كاتاليست از الك هائي با اندازة سوراخهاي مختلف و استاندارد استفاده مي شود. براي اين كار يك سري الك كه به ترتيب از بالا به پايين اندازة منافذ صفحة الك كوچكتر مي شود را بر روي دستگاهي كه مرتب و بطور يكنواخت الك‌ها را تكان مي دهد و بدين ترتيب وزن مشخصي از كاتاليت كه بر روي اولين الك قرار دارد بسته به اندازة ذرات آن از الكهاي متوالي رد مي‌شود و بر روي هر الك مقداري از آن باقيمانده و بقيه رد شده و به الك بعدي وارد مي‌شود و بدين ترتيب درصد اندازه ذرات و توزيع آن معلوم مي شود.
۱-۱۲-تهيه كاتاليست:
علم تهيه كاتاليست از جمله عواملي است كه اطلاعات مربوط به ساخت آن كمتر گزارش شده است و گرچه اغلب كتب و مجلات علمي از مقالات و داده هاي مربوط به آن انباشته است ولي به علت سوددهي فراوان اين ماده سازندگان سعي دارند كه جزئيات روشهاي تهيه را منتشر نكنند و در مقابلات فقط به كلي گويي اكتفا شده و اطلاعات اساسي حفظ مي شود.
براي توليد و ساخت كاتاليست فقط داشتن تركيبات شيميايي آن كافي نيست بلكه در اغلب موارد خصوصيات فيزيكي كاتاليست از قبيل: ساخت سطح ويژه، اندازة ذرات، اندازة منافذ، چگونگي توزيع منافذ و ساختمان كريستالي نقش اساسي در ميزان فعاليت و گزينش آن براي استفادة يك فعل و انفعال شيميايي خاص بازي مي نمايد.
۱-۱۳-موارد مورد استفاده در ساخت كاتاليست:
كاتاليست هاي تجاري ندرتاً از يك تركيب درست شده اند در هر كاتاليست مورد استفاده در صنايع علاوه بر عوامل فعال تركيبات ديگري از جمله محمل ها يا پايه ها، پرموترها (Promoters) و عوامل گيرنده (Binders) مورد استفاده قرار مي گيرد.
۱-۱۴-پايه كاتاليست:
به مواردي اطلاق مي شود كه قسمت بدنة كاتاليست را تشكيل مي دهند و تركيبات آن فعال كننده بر روي آنها قرار مي گيرند. در اغلب موارد پايه كاتاليست اصلاً فعاليت كاتاليستي ندارند پايه كاتاليست به علل زير استفاده مي شود.
الف) دادن ساخت سطح بيشتري به عوامل فعال كاتاليست كه داراي مساحت سطح پاييني مي باشد.
ب) افزايش پايداري كاتاليست
ج) افزايش فعاليت و گزينش (Selectivity) تركيبات فعال كاتاليست
د) بالا بردن فعاليت سطح با افزايش سطح فعال
هـ)كم كردن احتمالي حساسيت در مقابل سموم با افزايش سطح فعال
و) عامل كاتاليستي براي يكي از مكانيسم ها در مواقعي كه مكانيسم دوگانه وجود دارد.
ز)كمك  در پخش حرارت و جلوگيري از افزايش حرارت در يك نقطه و در نتيجه جلوگيري از عمل كلوخه شدن
در انتخاب پايه كاتاليست بايستي فاكتورهاي زير را در نظر داشت:
الف) امكان فعاليت كاتاليستي
ب)چگونگي تحت تاثير قرار گرفتن خصوصيات مواد فعال كاتاليستي بوسيله پايه
ج) مساحت سطح
د)منافذ
هـ)گرماي ويژه 
و)هدايت حرارت
ز) اندازه ذرات
ك) دانسيته
ل)مقاومت در برابر سائيدگي- سختي و مقاومت در مقابل فشار
م) مقاومت و پايداري در شرايط فعل و انفعال
۱-۱۵روشهاي ساخت كاتاليزورها:
مطلبي كه مهمترين قسمت كاتاليزور را در بر مي گيرد و از نظر تحقيقاتي و صنعتي بسيار مورد توجه است ساخت كاتاليزورها مي باشد ساخت كاتاليزورها بخصوص كاتاليزورهاي ناهمگن بصورت تجربي تحقق مي يابد و گرچه مطالعات مختلف و مقالاتي كه در اين زمينه وجود دارد مي تواند ما را به انتخاب بهترين ماده براي ساخت كاتاليزورها هدايت نمايد ولي ساخت آنها تكنيك خاصي لازم دارد كه در هنگام تهيه بايد مورد توجه قرار گيرد. پارامترهاي مختلفي مي تواند روي يك كاتاليزور تاثير بگذارد مانند اندازه ذرات- حجم منافذ- سطح ويژه- پراكندگي- خاصيت اسيدي، بازي با خنثي بودن و غيره. روشهاي مختلفي براي ساخت كاتاليزورها وجود دارد كه به طور خلاصه به چند مورد اشاره مي شود:
۱-۱۵-۱-روش رسوب گيري: روشي است كه توسط آن محلولهايي كه Precursor يا پيش ساز مي باشند رسوب داده مي شوند و سپس عمليات مختلفي روي آن انجام مي شود تا كاتاليزور مورد نظر بدست آيد. بطور كلي روش رسوب گيري از ۸ مرحله تشكيل شده است:
۱٫ مرحلة رسوب گيري
۲٫ مرحله صاف كردن
۳٫ مرحله شستشو دادن
۴٫ خشك كردن
۵٫ شكل دادن نوع شكل به راكتور مورد استفاده بستگي دارد.
۶٫ خشك كردن
۷٫ كلسيناسيون
نقش بسيار مهمي در پراكندگي اتمها دارد و بر اساس تجربه  معلوم شده است هر كاتاليزور بخصوصي در دماي خاصي باعث افزايش پراكندگي اتمها مي شود.
۸٫ مرحله احياء
در اين مرحله معمولاً كاتاليزور در جريان يك گاز (عمدتاً H2) در دماي معين قرار مي‌گيرد و عناصر بصورت عنصري روي سطح قرار مي گيرند در اين حالت پتانسيل لازم براي شركت در واكنش را دارند.
۱-۱۵-۲-روش Copercipitation: اين روش، مانند روش قبلي است با اين تفاوت كه در اين جا كاتاليزورهاي چند فلزي ساخته مي شود.
۱-۱۵-۳-روش Raney:نخستين بار اين روش توسط Raney براي ساخت كاتاليزور Ni مورد استفاده قرار گرفت ابتدا آلياژي از ۵۰ درصد Ni و ۵۰ درصد Al ساخته شده و سپس توسط روش leaching با استفاده از سود Al از آلياژ جدا مي شود و يك جامد بسيار متخلخل بوجود مي آيد كه داراي سطح ويژه نسبتاً بالايي است. در اين روش سود آلومينيوم را بصورت هيدروكسيد آلومينيوم از آلياژ جدا مي كند و با آنكه در اين روش تمام اتم هاي آلومينيوم بصورت هيدروكسيد خارج مي شود كاتاليزور بدست آمده از اين روش داراي فعاليت زياد است. امروزه از اين روش براي ساخت كاتاليزورهاي ديگر نيز استفاده مي شود مانند راني مس و راني كبالت. معمولاً آلياژهاي ۵۰-۵۰ نتايج مناسبي را داده است روشهاي ديگري نيز براي تهيه كاتاليست وجود دارد مانند روش تلقيح و روش Reffling يا دوباره پوشاني و غيره كه از توضيح آن صرفنظر مي شود. 
۱-۱۶-كاتاليزورهائي كه غير فعال مي شوند:
اثر كاتاليزرها در تسريع واكنش هاي شيميايي با زمان تغييري نمي نمايد. ولي اغلب اينطور نبوده و فعاليت كاتاليزر در ضمن مصرف كاهش مي يابد. بعضي اوقات اين كاهش بسيار سريع و در حدود فقط چند ثانيه حادث مي شود و گاهي به اندازه اي آهسته است كه تجديد حيات و با تعويض كاتاليزر پس از سالها مصرف ضرورت پيدا مي كند. ولي بهرحال در صورتي كه كاتاليزرها غير فعال شوند، تحديد حيات و يا تعويض آنها ضروري است.
اگر غير فعال شدن سريع بوده و به علت نشست جامد و انسداد فيزيكي سطح كاتاليزر صورت گيرد، به «چركين شدن» موسوم است و خارج كردن اين جامد، احياء يا تحديد حيات ناميده مي شود. راسب شدن كربن در هنگام كراكينگ كاتاليستي يك مثال معمولي در مورد چركين شدن است.
 (1-18) روي كاتاليزر                
اگر سطح كاتاليزر به علت جذب شيميايي موادي در نقاط فعال آن به آهستگي تغيير شكل بدهد، چنين تحولي مسموميت كاتاليزر گفته خواهد شد. بازپس دادن فعاليت كاتاليزر در صورت امكان فعال شدن مجدد ناميده مي شود. اگر جذب سطحي برگشت پذير باشد، ممكن است تنها تغيير در شرايط عملكرد جهت بازيابي فعاليت كاتاليزر كفايت كند و در صورتيكه جذب سطحي برگشت ناپذير باشد با مسموميت دائم كاتاليزر سر و كار خواهيم داشت و چنين حالتي نيازمند به فعل و انفعال شيميايي در سطح كاتاليزور و يا تعويض كامل آن مي باشد.
غير فعال شدن ممكن است بطور يكنواخت در تمام نقاط فعال ديده شود و يا بصورت انتخابي ايجاد گردد كه در اينحالت نقاط فعال تر كه قسمت اعظم كاتاليزر مربوط به آنها است بيشتر مورد حمله قرار خواهند گرفت.
ما عنوان غير فعال شدن را جهت هر نوع فساد كاتاليزر، خواه سريع و يا كند بكار خواهيم برد و هر قسم ماده اي كه بر سطح كاتاليزر رسوب نموده و موجب كاهش فعاليت آن شود سم ناميده خواهد شد.
۱-۱۷-مكانيسم غير فعال شدن كاتاليزر:
غير فعال شدن يك دانه متخلخل كاتاليزر بستگي به عوامل مختلفي دارد كه از آن جمله واكنش هاي حقيقي فساد، وجود يا عدم نفوذ حره اي در مورد اجسام داخل تركيب و سموم، طرز عمل سموم در سطح كاتاليزر و غيره را مي توان ذكر كرد.
۱-۱۷-۱-واكنشهاي فساد: بطور كلي فساد مي تواند از چهار طريق ايجاد گردد.
اول در ضمن واكنش ممكن است يك محصول جانبي توليد شود كه رسوب نموده و عدم فعاليت سطحي را سبب گردد. اين پديده به غير فعال شدن موازي موسوم است.
دوم محصول واكنش ممكن است تجزيه و يا مجدداً داخل فعل و انفعال شده و ايجاد ماده‌اي كند كه راسب گرديده و عدم فعاليت سطح كاتاليزر را موجب گردد. اين تحول غير فعال شدن پشت سر هم ناميده مي شود.
سوم، ناخالصي موجود در خوراك ممكن است روي سطح كاتاليزر نشسته و آن را غير فعال نمايد. اين پديده به غير فعال شدن دوش به دوش معروف است. بطور كلي اگر ماده‌اي كه بر روي سطح كاتاليزر رسوب نموده و آن را غير فعال مي كند، P بناميم، واكنش هاي مذكور در فوق را به ترتيب زير مي توان نشان داد:
(۱-۱۹) غير فعال شدن موازي                
(۱-۲۰) غير فعال شدن پشت سر هم      
(۱-۲۱) غير فعال شدن دوش به دوش               
(۱-۲۲)  
تفاوت عمده در اين سه شكل از واكنش هاي فساد در اين است كه ميزان ايجاد رسوب بر سطح كاتاليزر تابع غلظتهاي تركيب شونده، محصول و يا ساير مواد موجود در خوراك است. نظر به اينكه تزيع اين اجسام در قسمتهاي مختفل يك دانه كاتاليزر متفاوت مي باشد محل و مقر عدم فعاليت بستگي به نوع واكنش فساد خواهد داشت.
نوع چهارم فساد كاتاليزر، شامل تغيير ساختمان و يا ايجاد رسوب بر سطح آن مي باشد كه در اثر قرار گرفتن كاتاليزر در شرايط بحراني ايجاد مي گردد. اين نوع فساد فقط بستگي به زمان باقي ماندن كاتاليزر در دماي بالا دارد و به علت آنكه در ايجاد آن مواد خارجي نقشي ايفاء نمي نمايند بنام غير فعال شدن مستقل معروف مي باشد.
۱-۱۷-۲-نفوذ حفره اي: در پيشرفت فساد دانه هاي كاتاليزر، نفوذ حفره اي ممكن است بسيار موثر باشد، ابتدا غير فعال شدن موازي را در نظر مي گيريم. مي دانيم كه تركيب شونده ممكن است بطور يكنواخت در تمام قطعة كاتاليزر قطع شود (Ml<$=1) و يا نزديك به سطح خارجي آن قرار گيرد (mL>1$<1). بنابراين سم نيز بر كاتاليزر رسوب خواهد كرد. يعني بطور يكنواخت در حالتي كه نفوذ حفره اي موجود نباشد، و در سطح خارجي، در موردي كه مقاومت شديد حفره اي مشاده شود. در وضعيت حدي مقاومت بسيار شديد نفوذي،  ابتدا غشاء نازكي در خارج دانه كاتاليزر مسموم مي گردد. غشا مذكور با گذشت زمان ضخيم تر شده و بداخل دانه كشيده مي شود. و اين تحول را مدل غشائي مسموميت مي نامند.
اكنون غير فعال شدن پشت سر هم را مورد بررسي قرار مي دهيم. در حالت مقاومت شديد حفره اي، غلظت R در داخل دانه ها بزرگتر از غلظت آن در سطح خارجي كاتاليزر خواهد بود. نظر به اينكه R منبع توليد سم مي باشد، ميزان نشست و در نتيجه غلظت سم در داخل دانه ها بيشتر از قسمتهاي ديگر خواهد گرديد. پس در مورد غير فعال شدن پشت سر هم، مسموميت از داخل به خارج گسترش مي‌يابد.
بالاخره، غير فعال شدن دوش به دوش را در نظر مي گيريم. بدون توجه به غلظت تركيب شونده ها و محصولات، سرعت تركيب سم موجود در خوراك با سطح كاتاليزر، محل نشست سم را مشخص خواهد نمود. در صورتيكه ثابت سرعت واكنش كوچك باشد، سم بطور يكنواخت به قسمتهاي مختلف كاتاليزر نفوذ كرده و بنحو يكساني كلية اجزاء سطحي آن را غير فعال مي نمايد. در مورد ثابت سرعت بزرگ، مسموميت به محص رسيدن سم به سطح كاتاليزر در قسمت خارجي دانه ايجاد خواهد گرديد.
توضيحات فوق نشان مي دهد كه پيشرفت عدم فعاليت در كاتاليزر بطرق مختلفي بسته به نوع واكنش فساد و ميزان عامل نفوذ حفره اي انجام مي گيرد. در مورد مسموميت هاي موازي و پشت سر هم. مدول Thiele واكنش اصيل، پارامتر مهم نفوذ حفره اي را تشكيل مي دهد و براي واكنش هاي دوش به دوش، مدول Thiele مربوط به عدم فعاليت، پارامتر اصلي محسوب خواهد شد.
وجود اثرات مربوط به غير يكنواختي دما در داخل دانه ها نيز ممكن است سبب تغيير شدت مسموميت در نقاط مختلف كاتاليزر شود. بخصوص وقتي عدم فعاليت حاصل از تغيير شكل سطحي بواسطة دماي زياد باشد.
۱-۱۷-۳-انواع حمله سموم به سطح كاتاليزور: يك قطعه از سطح فعال كاتاليزري را در يك محيط گازي در نظر مي گيريم. نقاط فلعال اين سطح ممكن است در اثر پديده هاي كاملاً متفاوتي غير متحرك شوند. مثلاً چنين تحولي مي تواند به طور يكنواخت صورت گيرد، به عبارت ديگر كلية نقاط، چه آنهائي كه بسيار فعال هستند و نيز آن دسته اي كه كمي فعال مي باشند بدون استثناء و تفاوت مورد حمله واقع گردند. بالعكس ممكن است نقاط بيشتر فعال ترجيحاً مورد حمله قرار گرفته و غير متحرك شوند. اين حالات را به ترتيب «حملة ترجيحي به نقاط فعال» مي ناميم.
حملة متجانس به نقاط فعال مبين مسموميت در اثر نشست مواد بر سطح كاتاليزر است مانند پديدة چركين شدن، بالعكس حملة ترجيحي به نقاط فعال محتملاً بواسطة جذب شيميايي مقادير اندك سم حادث مي گردد.
در حملة متجانس به نقاط فعال ممكن است عامل ديگري نيز موثر باشد. اگر نشست فيزيكي مواد بر سطح كاتاليزر توليد لاية رشد كنندة متخلخلي را بنمايد، فعاليت كاتاليزر ممكن است به تدريج با مشكل تر شدن عمل نفوذ تركيب شونده از ميان اين لايه، كاهش پيدا كند.
۱-۱۷-۴-ديگر عوامل موثر در فساد: عوامل متعدد ديگري ممكن است در تغيير فعاليت كاتاليزر موثر باشند. از آن جمله مي توان مسدود شدن دهانة خلل و فرج كاتاليزر بواسطة رسوب مواد جامد، مسموميت برگشت پذير يا تعادلي كه در اين موارد هميشه مقداري از فعاليت كاتاليزر باقي مي ماند، و بالاخره عمل احياء (اين عمل اغلب سطح خارجي را فعال ولي هستة كاتاليزر را بدون فعاليت باقي مي گذارد) را ذكر كرد.
ولي مهمتر از همه، عدم فعاليت كاتاليزر ممكن است نتيجة فرايندهاي متعددي باشد كه بطور همزمان صورت مي گيرند، مثلاً غير متحرك شدن سريع نقاط بسيار فعال بوسيلة سم P1 كه به نقاط كمتر فعال حمله نمي كند  و سپس حمله  آهسته تر سم Pa به نقاط باقيمانده.
با وجود آنكه اثر كلية اين عوامل را در حالت حقيقي بايستي مورد رسيدگي قرار داد ولي در اين مطالعه مقدماتي ما بيشتر به دو عامل اول توجه مي نمائيم كه عبارتند از: واكنش فساد و نفوذ حفره اي.









شكل ۱-۱- نمودار غير فعال شدن سطح كاتاليز
براي درك بهتر نانوكاتاليست بهتر است كه با جذب سطحي و كاتاليست هاي ناهمگن آشنا بشويم لذا در انتهاي فصل جذب سطحي را مورد بررسي قرار مي دهيم.
۱-۱۸-جذب سطحي:
يك پيشرفت بزرگ در كاتاليزر ناهمگن، تجمع بسيار جديد داده ها درباره سينتيك مراحل بنيادي بر روي سطوح خوش تعريف است. اينها، وجوه تميز و هموار بلورهاي تكين بزرگ هستند. پاكي از طريق تخليه در دماي بالا، دستكاري با گازهاي واكنش پذير و يا بمباران يوني حاصل مي شود. ساختار سطح از طريق پراش الكترون كم انرژي تعيين مي شود، تركيب آن بررسي مي شود و با استفاده از طيف بيني الكترون اوژه ها تعيين مي‌گردد. تمامي مشاهدات با نمونه اي در يك محفظه  مافوق خلا با فشار نهايي در حدود ۸-۱۰ تا ۱۰-۱۰ پاسكال انجام شده اند. تركيب گاز باقيمانده با طيف بيني جرمي تعيين مي‌شود. گازهاي بسيار خالص در فشارهاي ۳-۱۰ تا ۷-۱۰ پاسكال به درون نمونه نفوذ مي‌كنند. اگر چه مطالعاتي بر روي مواد مختلف انجام شده است ما بايد توجه خود را غالباً، اما نه منحصراً به فلزاتي كه در اين موضوع مورد تاكيد قرار گرفته اند محدود كنيم.
يك مدل عمومي از سطوح بلوري تكين (شكل ۱-۲) كه از تحقيقات در مورد رشد بلور نتيجه شده به تحقيقي اوليه سترنسكي (۱۹۲۸، ۱۹۳۱، و كاسل ۱۹۵۷) بر مي گردد كه هرت و پوند (۱۹۶۳) به طر كامل تهيه كرده اند.
شكل۱-۲- نمايش طرح واره اي سطح يك بلورتكين
يك سطح بلوري تكين تراسهاي T را نشان مي دهد كه صفحاتي با انديس ميلر پايين و چگالي سطحي بالا هستند كه به وسيله لبه هاي L كه ممكن است داراي گوشه هاي K يك تراس بين دو لبة يك پله به شمار مي آيد. نقصهاي تراسها شامل تهيجا يا اتمهاي جذب سطحي شده (آداتمز) هستند. بنابراين سطح همواره ممكن است در واقع در مقايس اتمي ناهموار باشد.
اين مدلي است كه TLK خوانده مي شود. استفاده سيستماتيك از بلورهاي تكين پله اي با لبه هاي منظم در فضا را سومورجاي (۱۹۸۱) تعميم داده است. اين سطوح صفحات موثري با انديس ميلر بالا هستند.
براي ذرات فلزي بسيار كوچك كه خوشه خوانده مي شود، صفحات معنايي ندارند. بهتر است كه ساختار سطح با علايمي كه وان هاردولد و هارتوگ (۱۹۶۹) معرفي كرده اند تعريف شود. آنها عدد كوئوردينايسون / يك اتم سطحي و عدد كوئوردينايسون يك محل سطحي را در نظر مي گيرند. در صورتي كه يك اتم سطحي داراي همسايه نزديك باشد يا C1 نشان داده مي شود. وقتي كه يك محل داراي هماسه نزديك است با B نشان داده مي شود. مثالهاي اتمهاي C6 , C2 و C7 در شكل زير نشان داده شده اند. چند محل B7, B6 , B5 , B4 در شكل صفحه بعد نمايش داده شده 
  • بازدید : 50 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

نانو، دلالت بر يک واحد بسيار کوچک در علم اندازه گيري دارد. يک نانومتر معادل ۹-۱۰ متر يا به عبارتي يک ميلياردم متر است. اخيراً با ورود فناوري هاي نوين از قبيل زيست فناوري و نانو فناوري، مواد و راهکارهاي جديدي براي تصفيه آب و نيز آب و فاضلاب هاي صنعتي و کشاورزي معرفي شده و يا مي شوند. کاربردهاي فناوري نانو در اين خصوص عبارتند از : نانو فيلترها، نانو فتوکاتاليست ها، مواد نانو حفره اي، نانو ذرات، نانو سنسورها، توانايي هاي اين فناوري در تصفيه آب و با توجه به انواع آلودگي هاي نقاط مختلف ايران مورد ارزيابي قرار گرفته است. 
نانو، دلالت بر يک واحد بسيار کوچک در علم اندازه گيري دارد. يک نانومتر معادل ۹-۱۰ متر يا به عبارتي يک ميلياردم متر است. اخيراً با ورود فناوري هاي نوين از قبيل زيست فناوري و نانو فناوري، مواد و راهکارهاي جديدي براي تصفيه آب و نيز آب و فاضلاب هاي صنعتي و کشاورزي معرفي شده و يا مي شوند. کاربردهاي فناوري نانو در اين خصوص عبارتند از : نانو فيلترها، نانو فتوکاتاليست ها، مواد نانو حفره اي، نانو ذرات، نانو سنسورها، توانايي هاي اين فناوري در تصفيه آب و با توجه به انواع آلودگي هاي نقاط مختلف ايران مورد ارزيابي قرار گرفته است. 
در گذشته نه چندان دور اهداف تصفيه خانه هاي آب آشاميدني کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بيماري زا در آب بود که با روشهاي متداول فيلتراسيون و گندزدايي قابل حصول بوده اند. ليکن با افزايش غلظت مواد ريزدانه، ترکيبات ازته، مواد آلي و معدني و فلزات سنگين به منابع آب روش هاي متعارف جوابگوي نيازتصفيه خانه ها نبوده و لازم است از فرآيندهاي نسبتاً جديد در تصفيه خانه ها استفاده شود. 
اخيراً نيز با ورود فناوري هاي نوين از قبيل زيست فناوري و نانو فناوري، مواد و راهکارهاي جديدي براي تصفيه آب و نيز آب و فاضلاب هاي صنعتي و کشاورزي معرفي شده و يا مي شوند. 
مفهوم نانوفناوري به حدي گسترده است که بخش هاي مختلف علوم و فناوري را تحت تأثير خود قرار داده و در عرصه هاي مختلف از جمله محيط زيست کاربردهاي وسيعي يافته است. در اين مقاله به بررسي کاربردهاي فناوري نانو در صنعت آب مي پردازيم. 
نانو فيلترها 
تاريخچه نانو فيلتراسيون به دهه هفتاد ميلادي زماني که غشاهاي اسمز معکوس با فشارهاي نسبتاً پايين همراه با جريان آب تصفيه اي قابل قبول، بسط و توسعه پيدا کردند باز مي گردد. استفاده از فشارهاي بسيار بالا در فرآيند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهيه آب با کيفيت بسيار عالي مي شد، وليکن به همان نسبت هزينه گزاف انرژي مصرفي عاملي نگران کننده به شماره مي آمد. در نتيجه، تهيه آب با استفاده از اين روش از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نبود. بنابراين استفاده از غشاهايي با ميزان درصد حذف پايين تر ترکيبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بيشتر و به طبع آن، افزايش حجم آب تصفيه شده با کيفيتي مطلوب (درحد استانداردهاي مورد نظر) در فناوري جداسازي يک پيشرفت قابل ملاحظه، به شمار مي آمد. از ين رو غشاهاي اسمز معکوس با فشار پايين، بعنوان غشاهاي نانو فيلتراسيوني شناخته شدند. 
نانو فيلتراسيون فرآيند غشايي جديدي است که خواص آن بين فرايندهاي اسمز معکوس و اولترافيلتراسيون قرار دارد و در اختلاف فشار پايين (۱۰-۲۰ بار) قابل استفاده مي باشد. به علت عمل نمودن در فشار پايين و بازيابي بالاتر، هزينه هاي عملياتي و نگه داري اين فرآيند به مواد شيميايي نياز نبوده و پساب توليدي فشرده و غليظ مي باشد. لذا هزينه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهيزات خاص غشاء ها به طور خودکار تميز مي شود. در مورد فرآيند نانو فيلتراسيون، هزينه انرژي به مراتب از اسمز معکوس کمتر مي باشد. نکته حائز اهميت در مورد نانو فيلترها نسبت به ساير غشاها، قدرت انتخاب گري در حذف يون هاست. 
غشاهاي نانو فيلتراسيون معمولاً از دو لايه تشکيل مي شود. لايه نازک و متراکم عمل جداسازي و لايه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سيستم را انجام مي دهد. غشاهاي نانو فيلتراسيون معمولاً در دو نوع باردار و غيرباردار موجود هستند. مکانيسم اصلي در حذف ملکول هاي بدون بار، خصوصاً ترکيبات آلي بر پايه غربالسازي استوار مي باشد. در حال که حذف ترکيبات يوني به دليل بر عم کنش هاي الکتروستاتيک بين سطح غشا و گونه هاي باردار، حذف مي شوند. 
امروزه غشاهاي نانويي تجاري، در اشکال متفاوتي استفاده مي گردند. اين اشکال شامل، سيستم هاي مارپيچي، صفحه اي، جعبه اي، لوله اي و فيبري مي باشد. شکل هر يک از غشاهاي نانويي براساس نوع غشا و نانويي براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب مي گردد. 
نانو مواد 
نانومواد در مقايسه با مواد در ابعاد بزرگ داراي سطوح بسيار وسيع تري هستند. به علاوه اين مواد قادر به بر هم کنش با گروه هاي شيميايي مختلف به منظور افزايش ميل ترکيبي آنها با ترکيبات ويژه مي باشند. همچنين نانومواد مي توانند به عنوان ليگندهاي قابل بازيافت با ظرفيت و عملکرد انتخابي بسيار بالا براي يون هاي فلزي سمي به هسته هاي رايواکتيو، حلال هاي آلي و معدني به شمار مي آيند. 
جاذب ها به طور وسيعي به عنوان جداساز محيطي در خالص سازي آب و براي حذف آلاينده هاي آلي از آب آلوده استفاده مي شدند. تحقيقات وسيعي در اين زمينه صورت گرفته است از جمله مي توان به کاربرد نانو تيوپ هاي کربني تک ديواره براي حذف يون هاي سنگين ماننده ۲Pb، ۲Cu، ۲Cd، چيتوزان با گروه هاي عاملي فسفاته براي حذف ۲Pb، ترکيب کربن نانوتيوپ- اکسيد سديم براي حذف As (V) ، نانو بلورهاي FeO(OH) – براي جذب AS (V) و Cr (VI) ، زئوليت هاي تعويض يون NaP1 براي حذف فلزات سنگين از پساب هاي معدني اسيدي مانند ۳Cr، ۲Ni، ۲Zn، ۲Cu، ۲Cd، نانو مواد کربني براي جذب مواد آلي فرار، رنگ هاي آلي و ترکيبات آلي و ترکيبات آلي کلره، فولرن براي جذب ترکيبات آروماتيک چند حلقوي مانند نفتالين اشاره نمود. 
نانو مواد حفره اي 
مواد نانو حفره اي به عنوان يک زير مجموعه مواد نانو ساختار با دارا بودن سطح منحصر به فرد، شکل ساختماني و خواص حجمي در زمينه هاي مختلف از جمله، فرايندهاي تعويض يوني، جداسازي، کاربردهاي کاتاليستي، ساخت حسگرها، ايزولاسيون ملکولي هاي زيستي و خالص سازي کاربرد دارند. 
به طور کلي مواد نانو حفره اي را مي توان براساس دامنه قطر منافذ نانويي به سه دسته ميکروپور، مزوپور و کاروپور تقسيم نمود. براساس سيستم آيوپاک، حفره هاي مواد ميکروپور داراي قطري کمتر از ۲ نانومتر 
مي باشند. مزوپورها داراي حفره هاي به قطر بين ۲ تا ۵۰ نانومتر و ماکروپورها داراي حفره هايي با قطر بيشتر از ۵۰ نانومتر هستند. 
مواد نانوحفره اي را مي توان براساس جنس، از قبيل آلي يا معدني، سراميک يا فلز و يا خواص آنها دسته بندي نمود. در سيستم هاي پلي مري، سراميکي و يا کربني نيز مشابه اين چنين حفره هايي ديده مي شود که البته شکل حفره ها در آن متفاوت هست. 

در واقع جنس ماده، شکل حفره ها، اندازه آنها و توزيع و ترکيب حفره ها است که در نهايت مشخص کننده نوع کاربرد ماده نانو حفره اي مي باشد. اين مواد شامل 
 کربن هاي نانوحفره اي ترکيبات داراي کاربردهاي متنوعي از جمله، جذب گازهاي آلاينده، بسته هاي کاتاليستي، فيلترهاي تصفيه آب، مخزن نگهداري گاز و… باشند. 
 زئوليت هاي نانوحفره اي عمده کاربرد زئوليت هاي در فرايندهاي تصفيه اي آب (شامل تصفيه آب شرب و پساب هاي صنعتي) حذف يون هاي فلزات سنگين مي باشد. 
 پليمرهاي نانوحفره اي (نانوپروس پلي مرها عمده کاربرد پلي مرهاي نانوحفره اي براساس عملکرد آنها به عنوان جاذب تعريف مي گردد. از جداسازي ملکول هاي آلي خاص از سيستم هاي بيولوژيکي تا کاربرد آن ها را در تصفيه آب به منظور حذف آلودگي هاي ناشي از ترکيبات آلي نظير فنل ها شامل مي شود. 
نانو ذرات 
 حذف آرسنيک با نانو ذرات سريم 
 حذف آرسنيک با نانو ذرات اکسيد آهن 
 حذف کروم با نانو ذرات آهن 
 حذف مس، کبالت و نيکل با نانو ذرات آهن 
 حذف ترکيبات آلي با نانو ذرات آهن 
 حذف آلاينده ها با نانو ذرات آهن در محل 
 کاهش نيترات با نانوذرات دوفلزي پالاديم- مس 
 گندزدايي آب با نانو ذرات نقره 
نانو سنسورها در تصفية آب و پساب 
از آنجائي كه بسياري از خواصي كه انتظار مي‌رود توسط سنسورها اندازه‌گيري شود در سطح مولكولي يا اتمي هستند از نانوتكنولوژي در كاربردهاي حسگري يا شناسايي استفادة زيادي مي‌شود. 
سنسورهايي كه در ابعاد نانومتري ساخته شده‌اند از حساسيت فوق‌العاده‌اي برخوردارند، عملكرد انتخابي دارند و پاسخ‌دهنده مي‌باشند. بنابراين تأثير نانو تكنولوژي بر سنسورها فوق‌العاده عميق و گسترده است. 
به طور كلي به منظور كنترل بوي ناخوشايند، لازم است تا اندازه‌گيري‌هايي مبني بر ميزان بوي منتشر شده انجام شود. تركيبات بسياري در بوهاي ناشي از تصفية پساب شناسايي شده‌اند. به طور نمونه اين تركيبات عبارتند از: تركيبات كاهش يافتة گوگرد يا نيتروژن، اسيدهاي آلي، آلدئيدها يا كتون‌ها. 
در سال‌هاي اخير سنسورهاي تجارتي مجموعه‌اي كه بيني الكترونيكي ناميده مي‌شوند براي شناسايي ميكروارگانيسم‌ها و فلزات سنگين در آب آشاميدني (مانند كادميوم، سرب و روي) و به منظور شناسايي و تعيين مشخصات بوهاي ناشي از مخلوط بخار جمع شده در بالاي يك جامد يا مايع موجود در يك محفظة دربسته، توليد شده‌اند. اين سنسورها روش سريع‌تر و نسبتاً ساده‌اي را براي پيگيري تغييرات در كيفيت آب و فاضلاب صنعتي فراهم مي‌آورند. 
نانوفتوكاتاليست 
فتوكاتاليست ماده‌اي است كه در اثر تابش نور بتواند منجر به بروز يك واكنش شيميايي شود، در حالي كه خود ماده، دست خوش هيچ تغييري نشود. فتوكاتاليست‌ها مستقيماً در واكنش‌هاي اكسايش و كاهش دخالت ندارند و فقط شرايط موردنياز براي انجام واكنش‌ها را فراهم مي‌كنند. 
تيتانيم دي اكسيد TIO2 (با گستره اندازه بين خوشه‌ها تا كلوئيدها – پودرها و تك بلوهاي بزرگ)، نزديك به يك فتوكاتاليست ايده‌آل است و تقريباً تمامي اين خصوصيات رادارد. تنها استثناء آن اين است كه نور مرثي را جذب نمي‌كند. نانو ذرات دي اكسيد تيتانيم، بر سطح زيرلايهاي مناسبي از جمله شيشه و يا تركيبات سيليسي، پوشش داده مي‌شوند و در حوضچه‌هاي تحت تابش نور ماوراء بنفش، قرار مي‌گيرند. 
بسياري از آلاينده‌هاي موجود در آب‌هاي صنعتي كه TIO2 آن‌ها را با آب و دي‌اكسيد كربن تبديل مي‌كند عبارتند از: آلكان‌ها، آلكن‌ها، آلكين‌ها، اترها، آلدئيدها، الكل‌ها، تركيبات آميني، تركيبات سيانيدي، استرها و تركيبات آميدي.
  • بازدید : 37 views
  • بدون نظر

خرید ودانلود فایل پایان نامه ی نانو رو براتون گذاشتم.

دانلود این فایل می تواند کمک ویژه ای به شما در تکمیل یک پایان نامه ی کامل و قابل قبول و ارایه و دفاع از آن در سمینار مربوطه باشد.

برخی از عناوین موجود در این مقاله :
۱- حركت جهاني به سمت فناوري نانو
۲- زمينه هاي اصلي توسعه نانوتكنولوژي  در روسيه
۳- دور نماي استفاده از نانو تكنولوژي
۴- در الكترونيك و اوپتوالكترونيك
وبسیاری موارد دیگر…
امیدوارم این فایل مورد استفاده شما دوستان عزیز قرار بگیره.

مقدمه

فناوري نانو نقطه تلاقي اصول مهندسي، فيزيك، زيست شناسي، پزشكي و شيمي است و به عنوان ابزاري براي كاربرد اين علوم وغني سازي آنها درجهت ساخت عناصر كاملا جديد عمل مي كند. فناوري نانو منجر به انقلاب فناوري در هزاره جديد خواهد شد و كاربردهاي آن پتانسيل زيادي دارد كه جهان را تحت تاثير قرار خواهد داد، از كالاهاي مصرفي گرفته تا الكترونيك، اطلاعات، زيست فناوري، صنايع هوا فضا، محيط زيست و پزشكي.

تمام بخش هاي اقتصادي نيز بطور عمده با فناوري نانو در ارتباط مي باشند. در آمريكا، اروپا، استراليا، و ژاپن، تحقيقات مختلفي توسط دولت وبخش خصوصي به منظور افزايش تحقيقات و پيشرفت در فناوري نانو صورت گرفته و در اين زمينه صدها ميليون دلار سرمايه گذاري شده است. تحقيق و توسعه در فناوري نانو براي تغيير در روش طراحي، تحليل و ساخت بسياري از توليدات مهندسي لازم است بنابراين براي استفاده از تمام ظرفيت هاي فناوري نانو براي كمك به جامعه لازم نيست نيروي كار مورد نياز براي تحقيق،  توسعه و ساخت فراهم باشد و اين موضوع نيازمد آموزش دانشجوياني با دانش وتخصص لازم توسط دانشگاه هاست.

ازسوي ديگر در حالي كه دولت ها وبسياري از كسب و كارهاي سراسر جهان به خوبي از اثرات بالقوه فناوري نانو باخبرند، هنوز اكثريت مردم و كسب و كارها درك نكرده اند كه فناوري نانو چيست و چرا مهم است.

عمده مشكلات در نحوه اطلاع رساني اين موضوع كاملا فني(كه توسط متخصصين دانشگاهي توسعه يافته است) به عامه مردم است به منظور ارتقاي درك فناوري نانو، دولتها و شركت ها بايد تلاش بيشتري را براي مرتبط كردن آنچه در آزمايشگاه هايشان رخ مي دهدف به زندگي واقعي شهروندان معمولي صورت دهند. بر خلاف فناوري اطلاعات،كه محصولاتشان را مي توانستيد در جيب گذاشته و با آنها به اينترنت متصل شده يا ايميل بفرستيد، فناوري نانو به عنوان يك فناوري بنيادين خيلي كمتر ملموس مي باشد.

هنوز هم اين تلقي عمومي وجود دارد كه فناوري نانو علمي مربوط به آينده و روبات هاي كوچك است. در حالي كه فاصله اي عميق بين صورت گرفته از فناوري نانو و واقعيت كاربردي نانو علم در فرآيند صنعتي وتجاري وجود دارد. و اين چيزي است كه علاوه بر متخصصين هر رشته، عامه مردم نيز بايد از آن آگاه باشند.


عتیقه زیرخاکی گنج