تحقیقات نانو

طراحی و ساخت غشاهای نانوکامپوزیت پلیمری و بررسی خواص عبوردهی گاز آنها

هدف از اجرای این پروژه مطالعه و بررسی اثرات افزودن نانوذرات به غشاهای پلیمری، ساخت و ارزیابی خواص عبوردهی غشاهای نانو کامپوزیت های پلیمری است.

غشاهای نانو کامپوزیتی کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف مرتبط با جداسازی و خالص سازی دارند؛ بعنوان مثال در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی از این غشاها می‌توان برای جداسازی و خالص سازی گازها، شیرین سازی گاز طبیعی جداسازی هیدروکربنهای سنگین از گاز طبیعی، جداسازی اولفینها از پارافینها، خالص سازی هیدروژن، جداسازی بخارات آلی از گازهای دائمی و همچنین در فرآیندهای جداسازی مایعات و فرایندهایی مانند  Pervaporation استفاده کرد. 

در این پروژه، پس از بررسی نظری انواع پلیمرهای مورد استفاده در غشاها و بررسی اصول انتقال گاز در غشاهای لاستیکی و شیشه ای و همچنین بررسی عوامل موثر بر عبور دهی و انتخاب پذیری در غشاهای پلیمری، پلیمرهای مناسب برای تهیه نانو‌‌ کامپوزیت و غشاهای نانو کامپوزیت با هدف جداسازی گازها انتخاب شدند و خواص آنها مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی افزودن نانو ذرات به غشاهای پلیمری نیز، نانو ذرات مناسب انتخاب گردید. در مراحل آزمایشگاهی پروژه، نمونه های نانو کامپوزیت با درصدهای مختلف تهیه گردید و خواص عبور دهی آنها با گازهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت.

 

 بررسی آسیب های فناوری نانو بر سلامت انسان  و ارائه راهکارهای پیشگیرانه

استنشاق یکی از عمده راه‌های تماس انسان با نانو ذرات در هوا می‌باشد. ذرات معلق در هوا بویژه در مقیاس نانو در مسیرهای هوایی بر جداره ریه ها آسیب رسانده و از لایه های مخاطی و درون پوشش جابجا می‌شوند و در قسمت انتهایی ریه ها باعث التهاب ریه می‌گردند. در ناحیه کیسه های هوایی نانو ذرات وارد جریان خون وارد و از طریق آن به سایر قسمت های بدن منتقل می‌شوند. نانو ذرات در خون با چسبیدن بر روی سلولهای خونی باعث انعقاد خون و ایجاد تصلب شریان‌ها و عوارض قلبی و عروقی می‌گردند. نانو ذرات در جریان خون به سمت مغز از موانع خونی احاطه کننده مغز گذشته و به آن وارد می‌شوند و باعث تنش اکسید اتیو و آسیب به مغز می‌شوند .نانو ذرات می‌توانند از پوست بویژه از منافذ رویش مو در پوست وارد شوند و باعث ایجاد حساسیت، التهاب، خارش و قرمزی پوست شوند. از طریق جریان خون نانو ذرات وارده به بدن (از طریق استنشاق‌‌ پوست و بلع) به اندامهای کبد، کلیه ها، قلب، استخوانها و ... می‌رسند و به آنها آسیب می‌رسانند که از جمله می‌توان به عوارض فیبروسیس، سیلیکوسیی، آندروسیس ریه ها اشاره نمود. تحقیقات انجام شده عمدتا بر روی موش آزمایشگاهی بوده و اثرات مسمومیت در موجودات بزرگتر چون خرگوش، خوکچه، سگ مشاهده نشده و یا دارای تفاوتهایی می‌باشد. شواهدی مبنی بر اثرات مسمومیت نانو ذرات مهندسی شده بر انسان تاکنون گزارش نشده است.

 

ارزیابی کاربرد نانو فناوری و بررسی فنی - اقتصادی آن در کاهش و کنترل آلودگی های زیست محیطی به منظور راهبری طرح

کاربردهای زیست محیطی نانو تکنولوژی پتانسیل لازم برای متحول ساختن صنایع مرسوم را دارا می‌باشد. لذا بررسی وجوه مهم و تاثیر گذار کاربرد این فناوری در کاهش و کنترل آلودگی های زیست محیطی کاملاً ضروری است.

نانو فناوری توانایی تحول عظیمی را در صنایع مختلف دارد و می‌توان از آن در بخشهایی مانند محیط زیست، الکترونیک، داروسازی و ارتباطات بهره گرفت. بااین همه در بررسیهای انجام شده مشخص شده است که مطالعات اندکی در خصوص اثرات این فناوری بر محیط زیست و سلامت انسانها انجام پذیرفته است. به این ترتیب ضرورت تحقیق و تفحص در این خصوص و توسعه این فناوری درجهت توسعه پایدار کاملا الزامی به نظر می‌رسد. در این پروژه علاوه بر بررسی اسناد و گزارشهای متنوع، سعی بر آن بوده است که ضمن تحقیق در مورد مزایای کاربرد نانو فناوری در محیط زیست به خطرات و اثرات سوء احتمالی نیز پرداخته شود. در این تحقیق به بررسی فنی و اقتصادی استفاده از نانو فناوری و کاربرد نانو فناوری در کنترل آلاینده‌‌ های زیست محیطی پرداخته می‌شود. ارزیابی فناوری و ارزیابی ریسک و ایمنی فناوری نانو نیز بخشهای دیگری از این پروژه می‌باشند.

 

ساخت نانوذرات آهن و اکسید آهن و بررسی کاربردهای آنها

هدف از انجام این پروژه، ساخت نانو ذره اکسید آهن،‌ آهن و پوشش دهی آن و بررسی کاربردهای آن در کاهش آلودگی محیط زیست می‌باشد.

در این پروژه نانو ذرات آهن و اکسید آهن به روش میکرواموسیون تهیه شدند و مشخصات فیزیکی آنها توسط تکنیک های TEM، BET، SEM، XRD بدست آمد. کاربرد نانو ذره آهن برای برطرف کردن آلودگی زیست محیطی مورد بررسی قرار گرفت. آلودگی نیترات تا حدود 95% و آلودگی جیوه تا حدود 99% برطرف شده است. نمونه سنتزی دو برابر بهتر از نمونه خارجی عمل کرده است. بررسی اقتصادی اولیه نیز نشان دهنده سودمند بودن تولید این نانو ذرات می‌باشد.

 

طراحی دوغابهای سیمان سنگین وزن با کمک نانوفناوری به منظور بهبود بخشیدن خواص رئولوژیکی و بالا بردن مقاومت تراکمی سنگ سیمان

 

تکنولوژی سیمان سنگین وزن که بر مبنای افزایش مواد افزودنی سنگین کننده بنا شده جهت حل مشکلات سیمانکاری چاههای نفت و گاز در نظر گرفته شده است، چرا که بدست آوردن استحکام تراکمی کافی و زود هنگام با نفوذ پذیری پایین و با قابلیت مهار مهاجرت گاز در هنگام استفاده از دوغابهایی با چگالی بالا در شرایط چاه بسیار مشکل است. لذا جهت جلوگیری از هرزروی سیال، خالی ماندن فضای حلقوی بین لوله جداری و دیواره چاه، ایجاد ایزولاسیون مناسب لایه ها، زمان کمتر WOC،پوشش سیمانی محکمتر، نفوذپذیری و تراوایی کمتر، مهار مهاجرت گاز و ...... اجرای این تحقیق ضروری به نظر میرسد. نتایج حاصل از پروژه در کلیه شرکتها و بخش خصوصی و دولتی که در امر سیمانکاری چاههای نفت و گاز فعالیت دارند قابل کاربرد است.

 

امکان سنجی اولیه جداسازی الماسواره ها از میعانات گازی

الماسواره ها ترکیبات هیدروکربنی می‌باشند که همراه با میعانات گازی هستند و موجب ایجاد رسوب در خطوط  انتقال و همچنین تجهیزات پالایشگاهی می‌شوند، بطوریکه با جداسازی آنها این مشکل می‌تواند مرتفع گردد. از طرف دیگر، کاربردهای این مواد در زمینه های تحقیقاتی نانوتکنولوژی و همچنین داروسازی و میکرو الکترومکانیک رو به گسترش می‌باشد. بنابراین این پروژه در راستای حصول به روشهای جداسازی این ترکیبات از میعانات گازی تعریف شده است. البته باید توجه داشت که جداسازی الماسواره ها هزینه کمتری نسبت به سنتز آنها دارد و در این زمینه روش کروماتوگرافی ستونی با جاذب زئولیت و روش دستگاهی ستون HPLC مطرح می‌باشد.

 

ساخت فرمولاسیون میکروامولسیونی از دو نوع سم در حد نانو و مقایسه کارایی آنها با فرمولاسیونهای رایج در کنترل آفات صنعتی بهداشتی

هدف از انجام پروژه ساخت یک فرمولاسیون از نوع میکروامولسیون جهت کنترل آفات صنعتی و مقایسه آن با فرمولاسیونهای رایج در مقیاس ریز نانو به منظور مصرف کمتر و کاراتر سموم مصرفی می‌باشد. سموم مورد استفاده به شکل ذرات ریز در حد نانو و به صورت امولسیون ساخته خواهد شد. در انجام این پروژه از دو سم پرمترین، بوتاکلر، سورفکتانت، کوسورفکتانت و افزودنیهای دیگر استفاده خواهد شد.

اغلب سموم بکار رفته در فرمولاسیون آفت کش در آب حلالیت کمی دارند، بنابراین از حلالهای آلی بطور گسترده استفاده می‌شود. این حلالها هم سرطان زا بوده و هم سبب آلودگی محیط زیست می‌گردند. برای کاهش عمده بروز این مشکلات از فرمولاسیون نوع میکروامولسیون استفاده میشود. با استفاده از این فرمولاسیون آزاد شدن و رسیدن ماده موثر به محل تاثیر (آفت) به نحو کنترل شده ای صورت می‌گیرد. با ایجاد یک مانع بین ماده موثره و محل اثر، می‌توان به جذب کنترل شده ماده موثره دست یافت. از این دو فرمولاسیون برای کنترل علفهای هرز و حشرات ناقل بیماری استفاده می‌شود. با استفاده از نتایج حاصل از این پروژه می‌توان به مزایای ذکر شده  دست یافت که در مجموع موجب مصرف کمتر ولی کاراتر سموم مصرفی خواهد شد.

در این پروژه تعداد هفتاد و هفت فرمولاسیون از دو سم ساخت پتروشیمی اراک که از نوع میکروامولسیونی (ME) بودند انجام گردید. با انجام ارزیابیهای سریع بر روی نمونه های فرموله شده نظیر مشاهده آنها از نظر کدورت یا دو فاز شدن و تستهای رقیق سازی، حدود ده فرمولاسیون مناسب تشخیص داده شد. نمونه های انتخاب شده جهت انجام تست های ترمودینامیکی آماده شدند. در نهایت دو نمونه انتخاب گردیدند و از این دو نمونه برای انجام تستهای گلخانه ای و اندازه گیری قدرت کشندگی حشرات و مقایسه آنها با فرمولاسیونهای رایج نظیر کنسانتره های امولسیونی (EC)  استفاده شد. هر دو نمونه میکروامولسیونی فرموله شده مناسب تشخیص داده شد که قابل مقایسه با فرمولاسیونهای رایج (EC)  بوده و هیچگونه تفاوت معنی داری بین آنها وجود ندارد.

 

ارائه روش و ساخت نانوذرات اکسید روی به روش سوزاندن امولسیونی

هدف پروژه ارائه روش و ساخت اکسید روی در مقیاس نانو ابعاد کنترل شده به روش احتراق امولسیونی می‌باشد. این نانو اکسید به عنوان جاذب سولفید و H2S در محیط های سیال حفاری مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

در این پروژه با بررسی مواد اولیه معدنی و آلی حاوی روی، ترکیب مناسب روی با توجه به قابلیت انحلال، پایداری محلول و امولسیون انتخاب گردید. با توجه به نتایج حاصله، روش احتراق محلول های پایه آبی برای تولید نانو اکسید روی در نظر گرفته شد. محلول هایی با درصدهای مختلف وزنی از نمک آلی روی تهیه و فرآیند سوزاندن در شرایط مختلف دما، سرعت پاشش و نسبت هوا به محلول، اسپری انجام شد. همچنین ارزیابی جذب H2S توسط نمونه های ساخته شده در محیط گل حفاری صورت گرفت . مواد اولیه استفاده نشده و بخصوص انتخاب حلال آب برای ساخت نانو ذرات اکسید روی باعث شده است که فرآیند به کاربرده شده، یک فرآیند سبز و سازگار با محیط زیست باشد.

 

ساخت مشتقات فولرن از مخلوط تجاری فولرنها

هدف از انجام این پروژه تهیه مشتقات (محلول در روغن) فولرن از دوده (به عنوان ماده اولیه) جهت بهبود عملکرد روغن های موتور تجارتی در فشارهای زیاد است.

بنابر نتایج اولیه بدست آمده در پژوهشگاه در ارتباط با ساخت مواد افزودنی فولرن دار و استفاده از آنها در فرمولاسیون روغنهای موتور تجاری، معلوم شده است این ترکیبات شیمیایی خواص روغن های مذکور را از نظر نقطه ریزش روغن و عملکرد آن در فشارهای زیاد به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشند. همچنین این نتایج نشان  می‌دهند که سازگاری خوبی با اجزای اصلی روغن دارند.

فولرن به عنوان یکی از آلوتروپ های کربن ، از ساختاری تقریبا" کروی برخوردار است. به دلیل همین ساختار کروی و قابلیت تحمل فشار زیاد آن به میزان 3000 اتمسفر، می‌توان از آن به عنوان ساچمه ( در ابعاد مولکولی ) در میان سطوح روانکاری شونده استفاده نمود. به این ترتیب ضمن کاهش قابل توجه اصطکاک میان این سطوح فرسایش قطعات داخل موتور به حداقل کاهش می‌یابد. علاوه بر این با در نظر گرفتن اینکه فولرن فقط از کربن ساخته شده است، از قابلیت خوبی در جلوگیری از اکسایش روغن موتور و تشکیل رسوبات حاصل از این فرآیند در داخل موتور برخوردار است.

در این پروژه دستگاه تولید فولرن با روش قوس الکتریکی در پژوهشگاه صنعت نفت طراحی و ساخته شد و اجزای مورد نیاز برای این منظور برای راکتور اصلی نصب گردید. به این ترتیب دوده حاوی مخلوط فولرن ها C60 و C70 با برقراری قوس الکتریکی میان دو الکترود گرافیتی در اتمسفر گاز هلیم و فشارهای کمتر از یک اتمسفر تهیه شد. همچنین عوامل موثر بر تشکیل این مخلوط مانند اختلاف پتانسیل میان دو الکترود، میزان جریان و فشار گاز هلیم، زمان جرقه و  الکترودها مورد ارزیابی قرار گرفت.

 

تهیه مشتق محلول در بنزین نانولوله های کربنی و بررسی تاثیر آنها بر عملکرد بنزین و آلاینده های آن

هدف از انجام این پروژه ساخت مشتق آمین دار نانو لوله های تهیه شده در پژوهشگاه با روش بدون حلال و فرمولاسیون این مشتق در بنزین و بررسی تاثیر آنها بر عملکرد بنزین از لحاظ عدد اکتان و تولید آلاینده ها می‌باشد.

حلالیت بسیار کم نانو لوله های کربنی در حلال های آلی و نفتی باعث شده است تا کاربردهای آنها محدود شده و ناشناخته بماند. یکی از بهترین و موثرترین روشها برای این منظور، افزایش حلالیت و قابلیت توزیع نانو لوله ها در حلال های نفتی با شیوه مشتق سازی است. استفاده از مشتقات نانو لوله های کربنی در بنزین به دلیل قابلیت جذب رادیکالها مزایایی چون بهبود عدد اکتان و کمک به بهسوزی آن را به همراه دارد. از سوی دیگر چون نانو لوله ها نقش کاتالیزگری دارند، می‌توانند ضمن بهسوزی بنزین آلاینده های منتشر شده از آن را کاهش دهد.

در این پروژه مشتق نانو لوله های تک جداره، چند جداره و مخلوط تهیه شده در پژوهشگاه با آمین های چرب تهیه می‌شوند. در مرحله بعد این مشتقات به عنوان مواد افزودنی در بنزین حل شده و با روش های استاندارد تاثیر آنها بر خیزان عدد اکتان بنزین و انتشار آلاینده های اگزور مورد بررسی قرار می‌گیرد. این نتایج نشان می‌دهند که با به کارگیری مشتقات نانو لوله ای تک جداره و مخلوط در بنزین عدد اکتان به میزان 7/2 و 6/2  واحد نسبت به بنزین بدون سرب (و بدون افزودنی ) قابل افزایش است.

 

بررسی تاثیر فولرن C60 و مشتقات آن بر عملکرد بنزین

هدف از انجام این پروژه بررسی تاثیر فولرن و مشتقات آن بر عملکرد سوخت بنزین در موتور اتومبیل و میزان مصرف آن است.

بر اساس یافته های موجود در منابع و محصولات تجارتی موجود در بازار، پیش بینی میشود با افزودن فولرن C60  یا مشتقات آن به سوخت اتومبیل نه تنها از حجم رسوبات محفظه احتراق کاسته می‌شود بلکه با تشکیل یک لایه مقاوم از فولرن بر روی قطعات در حال تماس این محفظه ضریب اصطکاک موتور کاهش یابد. به این ترتیب با افزایش فضای مفید محفظه احتراق موتور قدرت آن به نحو محسوسی افزایش یافته و مصرف سوخت نیز کاهش می‌یابد.

در این پروژه نخست تاثیر فولرن و مشتق آن بر میزان غلظت آلاینده های موتور یک اتومبیل (در غلظتهای مختلف ترکیبات فوق) مورد ارزیابی قرار میگیرد. سپس غلظت ترکیب موثر و غلظت بهینه از آن تعیین می‌شود. در مرحله بعد فرمولاسیون مناسب از بنزین تهیه شده و تاثیر این سوخت بر کاهش مصرف سوخت و پاک کنندگی موتور اتومبیل تعیین خواهد شد. همچنین ضمن سنتز سه مشتق آمینی، اتری و الکیلی فولرن ، شرایط انحلال این نانوذره در بنزین فراهم می‌آید. علاوه بر این میزان کاهش فولرن و مشتقات آن بر کاهش مصرف سوخت و آلاینده های موتور خودرو های پژو تعیین می‌گردد.

 

ساخت نانو ذره سیلیکا (SiO2)

در این پروژه نانو ذره اکسید سیلیسیوم به دو روش میکروامولسیون و سل - ژل تهیه شد. در روش میکروامولسیون نانو ذره هیدروفیل بدست آمد. در روش سل- ژل با استفاده از عامل هیدرونوب کننده نانوذره هیدرونوب تهیه شد. مشخصات فیزیکی آن توسط تکنیکهای دستگاهی BET،TEM و XRD بررسی شد. طیفها نشان دهنده شباهت نمونه خارجی یا نمونه داخلی بودند. در تست کاربردی نیز نمونه سنتز شده کاملا شبیه نمونه خارجی عمل کرده است.

 

سنتز دوده فولرین در مقیاس آزمایشگاهی بروش تخلیه الکتریکی

هدف از اجرای این پروژه تولید دوده فولرن از تخلیه الکتریکی الکترودهای گرافیتی است. همچنین دراین پروژه پارامترهای موثر بر تولید تعیین شده و بهینه سازی می‌شوند.

در این پروژه دستگاه تولید فولرن با روش قوس الکتریکی جریان متناوب در پژوهشگاه صنعت نفت طراحی و ساخته شد و اجزای مورد نیاز برای این منظور برای راکتور اصلی نصب گردید. به این ترتیب دوده حاوی مخلوط فولرن ها C60 و C70 با برقراری قوس الکتریکی میان دو الکترود گرافیتی در اتمسفر گار هلیم و فشارهای کمتر از یک اتمسفر تهیه شد. همچنین عوامل موثر بر تشکیل این مخلوط مانند اختلاف پتانسیل میان دو الکترود، میزان جریان و فشار گاز هلیم، زمان جرقه و الکترودها مورد ارزیابی قرار گرفت.

 

طراحی و ساخت کاتالیست های جدید جهت ساخت کربن نانوتیوب به منظور کاهش قیمت محصول

در این پروژه سعی بر آن است که کاتالیست های جدید طراحی و ساخته شود و اثربخشی آنها در ساخت کربن نانوتیوب به روش رسوبدهی در فاز بخار (CVD) مورد آزمایش قرار گیرد.

در صورت موفقیت آمیز بودن پروژه، کاتالیست های جدیدی جهت سنتز کربن نانوتیوب تهیه خواهد شد. کاتالیست مورد نظر ما را قادر خواهند ساخت که تولید کربن نانوتیوب را به روش شناورسازی (fluidization) و با قیمت مناسب تر به انجام برسانیم.

امروزه کربن نانوتیوب به روشهای مختلفی تولیدمی گردد که روش رسوب گذاری در فاز بخار (CVD) اقتصادی ترین روش گزارش شده است و روش CVD نیز به دو صورت تک مرحله ای و  دو مرحله ای قابل انجام است. روش تک مرحله ای به لحاظ تجهیزات لازم و هزینه های تولید روش مناسب تری است ولی مشکل آن این است که پیش ماده های مورد استفاده جهت ساخت کاتالیست معمولا گران قیمت بوده لذا این روش کمتر اقتصادی می‌باشد. در این پروژه اگربتوان پیش ماده های کاتالیستی ارزان تری را جایگزین ترکیبات مرسوم مثل فروسن نمود، روش دوم اقتصادی تر و تولید کربن نانوتیوب ارزان تر خواهد شد.

 

ساخت آلومینا با ساختار نانو در اشل آزمایشگاهی بعنوان پایه کاتالیست های فرایند CNT\GTL

در این پروژه ابتدا آلومینای نانو ساختاری با تغییر پارامترهای مختلف از قبیل ماده اولیه و PH های مختلف بررسی گردید و PH بهینه برای ساخت آلومینای نانو ساختاری بدست آمد. همچنین بررسی ماده اولیه مناسب برای ساخت این نوع خاص از آلومینا ماده اولیه مناسب مشخص گردید که با وجود معدنهای فراوان در ایران ساخت آن نیز میسر می‌باشد.

با خشک کردن Precourser در شرایط فوق بحرانی الکلها می‌توان به موادی دست یافت که از نظر مورفولوژی و سطح ویژه و حجم منافذ کاملا با آلومینای معمولی متفاوت می‌باشد. در این پروژه موفق به ساخت آلومینای ائروژل تا سطح  m2/g 426 و با حجم منافذ تا  cm3/g  1,2 شده ایم.

 

بررسی غیرفعال شدن کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا و ارائه راهکار مناسب جهت کاهش سرعت غیرفعال شدن کاتالیست

 

هدف از انجام این پروژه، شناسایی عوامل غیرفعال شدن، مدلسازی غیرفعال شدن کاتالیست و ارائه راهکار مناسب جهت کاهش سرعت و غیرفعال شدن است. نتایج حاصل از این کار در واحدهای تبدیل گاز به مایع در مقیاس نیمه صنعتی مورد نظر پژوهشگاه و همچنین مقیاسهای صنعتی بعدی استفاده خواهد شد.

دراین پروژه سنتز فیشر - تروپش با کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا مطالعه شد و مکانیزم غیر فعال شدن شناسایی شد و نتیجه اینکه آب یکی از عوامل غیر فعال ساز می‌باشد. اثر آب در سرعت غیر فعال شدن کاتالیست در فرآیند سنتز فیشر - تروپش در دو راکتور بستر ثابت و بستر دوغابی بررسی شد. با تغییر شدت جریان حجمی خوراک، میزان تبدیل منو اکسید کربن در راکتورها تغییر کرده و مقادیر مختلف فشار جزئی بخار آب در راکتور ایجاد گردید. ویژگیهای کاتالیست تازه و استفاده شده توسط روشهای مختلفی شامل XRD ، TPR ، TEMو BET تعیین شد.

 

ساخت نانو کاتالیست و بکار گیری در فرایند FT

هدف دستیابی به دانش فنی ساخت نانو کاتالیست جهت بکارگیری در فرایند FT  می‌باشد که با توجه به سطح و حجم تخلخل بالای این مواد انتظار می‌رود که بتوان به نتایج خوبی نایل گردید .

 

ساخت مواد سیلیسی نانو ساختاری MCM-41و جمع آوری داده های مورد نیاز طراحی مفهومی در مقیاس صنعتی

هدف از انجام این پروژه، ساخت مواد نانو سیلیسی نانو ساختاری MCM-41  در مقیاس پایلوت با استفاده از مواد داخلی و تجارتی می‌باشد. مساحت سطح این نوع MCM بالای هزار m2/gr بوده و جهت ساخت کربن نانو تیوپ کاربرد دارد.

به طور کلی کاربردهای عمده این نانوساختار را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

        الف) بعنوان قالب (تمپلیت) در فرآیند ساخت نانو لوله های کربنی 

        ب) بعنوان پایه کاتالیست در فرآیندهای شیمی و پتروشیمی 

         ج) بعنوان جاذب و غشاء برای جداسازی و بدنه راکتور های غشائی 

         د) کاربرد در فرآیندهای بیوتکنولوژی (ایموبلایزیشن و انکاپسولیشن میکروارگانیسم ها)

در این پروژه سعی شد که با استفاده از یک راکتور همزن دار تحت فشار و با استفاده از مواد تجارتی و داخلی ترکیب مورد نظر ساخته شود. پس از تهیه مواد اولیه و وسایل راه اندازی سیستم های راکتور یک همزن (ایمپلر)‌ مناسب برای غلظت ژل اولیه MCM-41 طراحی و ساخته شد . سنتز MCM-41 در مقیاس بنچ و بررسی اثر همزن به روش دینامیک و در مقایسه با روش استاتیک انجام شد.

سپس سنتر MCM-41 در مقیاس پایلوت و در ارتفاعات حجمی مختلف راکتور همزن دار انجام گردید. داده های لازم جمع آوری، بررسی و طراحی مفهومی بر اساس آنها انجام پذیرفت.

 

بررسی قابلیت های دستگاه AFM برای مطالعه رشد کریستال، ایجاد خراش روی سطح نمونه و مقایسه آن با سایر دستگاه ها

هدف از انجام این پروژه، بررسی کارآیی دستگاه AFM موجود در پژوهشگاه برای تشخیص کریستالیزاسیون، مراحل رشد کریستال و ایجاد خراش روی سطح نمونه های متفاوت می‌باشد.

در بخشی از این پروژه نانو لیتوگرافی بر روی پایه های HOPG, PMMA/Si PMMA/glass  و پلی اتیلن مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام این کار از سوزن های گوناگون استفاده شد. در این بررسی ها اثر سرعت، دور خراش، مقدار نیرو و زمان، بر روی عمق خراش ها بررسی شدند.

در بخش دیگری از این پروژه، رشد یک نوع زئولیت در مقیاس نانو متر مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی افزون بر AFM از روش های TEM، SEM، XRD و XPS  نیز استفاده و قابلیت های AFM با روش های یاد شده مقایسه شد. تصاویر به دست آمده به وسیله دستگاه AFM شکل دقیق ذره کریستالی را نشان می‌دهد. همچنین بررسی همزمان تصاویر دو بعدی و سه بعدی نیز در این روش میسر است. تحقیقات انجام شده به وسیله AFM در زمان های ماند متفاوت، چگونگی رشد دانه های کریستالی را نشان می‌دهد.

بررسی های انجام شده با دستگاه TEM نشان داد که با این روش افزون بر تعیین اندازه و شکل ذره کریستالی، مشاهده کانال های موجود در داخل ساختار زئولیت نیز امکان پذیر است. در پایان عناصر موجود در سطح زئولیت از لحاظ کمی و کیفی با دستگاه XPS بررسی شد.


شناسایی خاک های طبیعی ایران و فعالسازی آنها در مقیاس نانو به منظور ساخت نانو کامپوزیتهای پلیمری و بررسی قابلیت به کارگیری آنها در کاتالیستها

هدف از انجام این پروژه، آماده سازی خاک های مناسب برای ساخت نانوکامپوزیت های پلیمری و بررسی قابلیت به کارگیری آنها در کاتالیستها می‌باشد.

در حال حاضراین نوع خاک ها با قیمت گزافی از خارج خریداری می‌شوند. با توجه به معادن غنی خاک رس در ایران و قیمت بسیار ارزان آن می‌توان از خاک های داخلی برای کاهش هزینه استفاده نمود. با توجه به کاربردهای متنوع خاک رس فعال شده علاوه بر نانو کامپوزیت های پلیمری از تجربیات و نتایج بدست آمده از این پروژه  می‌توان در ساخت کاتالیست ها، پوشش دهی، به عنوان ماده افزودنی به روان کننده ها و گل حفاری و ... نیز استفاده نمود.

دراین کار تحقیقاتی از خاک های رس داخل کشور که حاوی مونت موریلونیت هستند، استفاده شد. درابتدا معادن مربوط به این نوع خاک ها شناسایی و با بررسی ابتدایی 20 نوع خاک از شرکتهای بهره برداری از این معادن، تهیه شد. پس از انجام یک سری عملیات فراوری ، خاک آلی تهیه شده به همراه یک ترکیب سازگار دهنده با نسبت های متفاوت با پلی پروپیلن مخلوط و صفحه های نانو کامپوزیت تهیه شد. آزمایش های انجام شده برای بررسی مقاومت مکانیکی و کیفیت این صفحه ها حاکی از همخوانی خوب آنها با نمونه های استاندارد است. همچنین ویژگی چسبانندگی خاک های تهیه شده برای استفاده از آن ها در ساخت کاتالیست ها مورد بررسی قرار گرفت. برای شناسایی، بررسی ریخت شناسی و ویژگی های  خاک های تهیه شده ، خاک آلی و نانو کامپوزیت های ساخته شده از روش های XRD تجزیه عنصری SEM، TEM، AFM و اندازه گیری سطح، مقاومت مکانیکی و ضربه پذیری استفاده شد.

 

بررسی استفاده از نانو روانکارها در روانکاری تجهیزات

هدف از اجرای این پروژه، تعیین روان کننده های پر مصرف، گرانقیمت و استراتژیک مورد استفاده در شرکت ملی حفاری است که امکان ارتقاء کارایی آنها با نانو مواد افزودنی وجود دارد.

با توجه به روند صنعتی سازی ترکیبات نانو روانکار در جهان، این محصولات در بازار آتی جایگاهی قطعی و روبه رشد خواهند داشت. در صورت اجرای این پروژه ضمن اخذ نتایج ذیل امکان استفاده از نانو روان کننده ها در بهبود وضعیت روانکاری تجهیزات صنعتی تعیین خواهد شد.

پروژه فوق الذکر در چارچوب طرح بهبود وضعیت روانکاری شرکت ملی نفت ایران با استفاده از ترکیبات نانو روانکاری به اجرا در آمده است. هدف از اجرای پروژه بررسی امکان استفاده از نانو فناوری جهت بهبود روان کننده های پرمصرف ، مهم و استراتژیک با در نظر گرفتن جوانب علمی، فنی و زیست محیطی بوده است. در این پروژه با توجه به بالا بودن مصرف و تنوع روان کننده های مصرفی، صنعت حفاری به عنوان یکی از زیر مجموعه های صنعت نفت کشور، جهت مطالعه و بررسی انتخاب گردیده است. این بررسی شامل دستیابی به مبانی مطالعاتی کاربرد نانو فناوری در روان کننده ها و اثرات زیست محیطی نانو روان کننده ها، شناسائی مجموعه روان کننده های مصرفی در شرکت ملی حفاری ایران و شرکت حفاری شمال و نهایتا انتخاب روان کننده های پرمصرف، گران قیمت و استراتژیک می‌باشد. بهبود خواص روانکارهای انتخاب شده با استفاده از نانو ذرات در ادامه طرح بررسی می‌شود.

براساس نتایج حاصله پرمصرف ترین و مهم ترین روان کننده های مورد استفاده در تجهیزات شرکت ملی حفاری ایران، روغن های موتور می‌باشند. به منظور بهبود خواص ضد سایش و ضد اصطکاک روغن های موتور، نانو ذرات مناسب به روش مایسل های معکوس تهیه شدند.


شناسایی و فرمولاسیون یک سیستم نانو پوشش جهت سطوح خارجی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی

هدف از انجام این پروژه انجام مهندسی معکوس بر روی یک سیستم نانو پوششی تجاری جهت سطوح خارجی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی می‌باشد.

براساس ادعای تولید کننده، این نوع سیستم پوششی قادر است در کلیه شرایط جوی بر سطوح خارجی تجهیزات واحدهای صنعتی برای مدت بسیار طولانی مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر آن نتایج این پروژه اطلاعات زیادی جهت سنتز و فرمولاسیون رنگهای نانو پوششی به ما خواهد داد و روشهای اعمال و ارزیابی آن را مشخص خواهند نمود.

در سیستم های پایه آبی، علاوه بر آب دوبار تقطیر، حلال هایی چون متانول و کلروکربن ها و یا فلوروکربن ها به مقدار جزئی وجود دارند. نانو ذراتی که در فرمولاسیون رنگ  بکار می‌رود متنوع بوده و در ابعاد زیر 75 نانو متر می‌باشند.

 

 

 

امکان سنجی ساخت سیستم های پوششی نانو پایه آبی و پایه حلالی

 

رنگهای نانو برای پوشش دهی تأسیسات صنایع نفت و گاز و پتروشیمی از قبیل کف مخازن و داخل و خارج لوله های انتقال گاز و محصولات نفتی و نیز در صنایع اتومبیل‌‌ سازی و کشتی سازی کاربرد دارد. از مهمترین ویژگی های این نوع پوششها حفاظت بالای سطوح در مقابل خوردگی می‌باشد که به دلیل نفوذ خوب اجزاء پوشش به داخل خلل و فرج و ترکها صورت می‌گیرد.

مقاومت بالا در مقابل فرسایش و سایش و همچنین مقاومت حرارتی بالا و مقاومت در مقابل مواد شیمیایی این نوع پوشش را برای محافظت لوله های انتقال گاز و نفت، راکتورها، تانکها، و مبدل های حرارتی بسیار مناسب می‌سازد. علاوه بر این انواع پایه آبی پوشش های نانو به دلیل عدم استفاده از حلال های آلی فرار جهت حفاظت محیط زیست و سلامتی کارکنان مفید می‌باشد، ضمن آنکه از جنبه های اقتصادی نیز بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. همچنین در مناطقی که به دلیل وجود شرایط و عوامل آتش زا، استفاده از حلال های آلی خطرناک می‌باشد، پوشش های نانو آبی احتمال وقوع آتش سوزی را کاهش می‌دهند.

در این پژوهش شناسایی اجزاء سازنده نانو پوشش ها، روش های کاربرد و  جای دهی ذرات در ماتریس پلیمری، ویژگی ها و فواید استفاده از هر یک از ذرات نانو در پوشش ها و روش های کنترل کیفی و شناسایی نانو پوشش ها مورد بررسی قرار گرفته است.

 


بررسی ساخت نانو رزین epoxy-nano clay جهت پوششهای اپوکسی ضد خوردگی

نانو پوشش اپوکسی در صنایع مختلفی مانند صنایع نفت، خودروسازی، ... کاربرد خواهد داشت. همچنین با توجه به مصرف روزافزون رنگهای اپوکسی در صنعت نفت،‌استفاده از نانو پوشش و خواص منحصر به فرد آن در جهت افزایش طول عمر پوشش و بهبود کیفیت پوشش حاصل و نهایتاً جلوگیری از خوردگی مدنظر است.

در پروژه مذکور یک وارنیش اپوکسی - نانو کلی، یک پرایمر اپوکسی، نانو کلی و یک پرایمراپوکسی در PVC های یکسان تهیه گردید و هر یک از آنها مورد آزمایش تست های چسبندگی ، مه آب نمک، رطوبت صددرصد، الکتروشیمیایی امپدانس قرار گرفتند. نتایج حاصله از آزمایشهای فوق و XRD و تصاویر TEM نشانگر افزایش چشمگیر مقاومت در برابر خوردگی در نمونه های حاوی نانو کلی می‌باشد.

 

مطالعات جامع پیرامون نانوکامپوزیت های پلیمری و استخراج اولویت ها

در این پروژه مطالعات جامعی پیرامون نانو کامپوزیتهای پلیمری صورت گرفت و انواع پلیمرها و نانو ذرات مورد استفاده در ساخت نانو کامپوزیتهای پلیمری، روشهای ساخت نانو کامپوزیتها، خواص و ساختار نانو کامپوزیتهای پلیمری و وضعیت تولید و مصرف نانو کامپوزیتها بررسی شدو در نهایت اولویت‌های تحقیقاتی برای صنعت نفت و سایر صنایع داخلی پیشنهاد گردید.

 

 

طراحی و ساخت هیدروژلهای نانوکامپوزیتی و ارزیابی رفتار تورم آنها در آب سازند مخازن نفتی

هدف از انجام این پروژه، ساخت ژل پلیمر مناسب برای شرایط سخت عملیات ازدیاد برداشت نفت با استفاده از تقویت کننده های معدنی و اصلاح ساختار پلیمر می‌باشد.

در این پروژه با اتصال عرضی نمودن محلولهای آبی سه نوع پلی اکریل آمید و نانو ذرات خاک رس هیدروژلهای نانو کامپوزیتی تهیه گردید. نتایج حاصله دلالت بر آن داشت که نانو ذرات خاک رس ژل شدن نمونه ها را به تاخیر انداخته و همچنین باعث کاهش میزان تورم تعادلی می‌گردد. با این وجود حضور نانو ذرات خاک رس منجر به کاهش میزان چروکیدگی ژلها در محیطهای الکترولیتی گردید.

 

 

ساخت و ارزیابی نانو کامپوزیتهای پلی آمید 6 در مقیاس آزمایشگاهی  نیمه صنعتی

در این پروژه نانو کامپوزیتهای پلی آمید 6 به روش اختلاط مذاب در دستگاههای اکسترودر آزمایشگاهی و نیمه صنعتی تهیه و خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی ریز ساختار نمونه ها با XRD دلالت بر ساختار نوع exfoliated در نمونه ها داشت. خواص مکانیکی و حراراتی نمونه ها نیز افزایش قابل توجهی را از خود نشان می‌داد.

 

توسعه مقیاس نانو کامپوزیتهای پلی پروپیلن / ارگانو کلی در مقیاس نیمه صنعتی و صنعتی

هدف از انجام این پروژه توسعه مقیاس نتایج فاز آزمایشگاهی به فاز نیمه صنعتی و سپس صنعتی جهت تهیه نانو کامپوزیتهای پلی پروپیلن / ارگانوکلی می‌باشد.

در پروژه حاضر نانو کامپوزیتهای پلی پروپیلن/ ارگانوکلی در مقیاس  نیمه صنعتی تهیه شدند. فرمولاسیون بهینه برای نانو کامپوزیتها با درصد مناسب ارگانوکلی و سازگار دهنده انتخاب گردید. بررسی خواص نمونه های نانو کامپوزیتی تهیه شده بیانگر بهبود قابل ملاحظه خواص مکانیکی و حرارتی ضمن باقی ماندن دانسیته و جریان پذیری درحد ماتریس پلی پروپیلن می‌باشد.

 

سنتز نانوکامپوزیت پلی اتیلن ترفتالات به روش پلیمریزاسیون همزمان

هدف از انجام این پروژه، دستیابی به تکنولوژی ساخت PET نانویی جهت رفع نواقص فعلی PET گرید بطری با هدف بهبود HDT ، مدول و FR است.  مهمترین عامل ضعف PET در برابر نفوذپذیری گازهای CO2 و O2 می‌باشد که عموما با افزایش مقدار تزریق CO2 در نوشابه گاز دار ، این مشکل را برطرف می‌نمایند که غالبا باعث عوارض سوء گوارش در انسان می‌گردد و با PET نانویی این نواقص به طور قابل ملاحظه ای بهبود می‌یابد.

در این پروژه محصول PET گرید بطری مشابه شرایط صنعتی مجتمع پتروشیمی شهید تندگویان ساخته شد و خواص کاربردی و همچنین مورفولوژی و رئولوژی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. توسط بررسی های DSC و AFM ساختار Exfoliated  نانو کامپوزیت نشان داده شد و براساس DSC کاهش اندازه  کریستالهای نانو PET و افزایش مقدار کریستال نانو کامپوزیت بررسی گردید و تغییرات افزایشی HDT و مدول با افزایش مقدار درصد وزنی ارگانوگلی نشان داده شد.

 


     
پروژه های جاری
 

·        ساخت و ارزیابی نانوکامپوزیت های الاستومری به روش انعقاد سازی همزمان لاتکس لاستیک

·         طراحی و ساخت رزینهای ترموست تقویت شده با نانوذرات Clay وCNT  برای کاربرد در صنایع کامپوزیت

·         بررسی کاربرد نانوکریستال تیتانیوم دی اکساید در حذف MTBE از آبهای آلوده تا دستیابی به محصولات قابل تجزیه بیولوژیکی

·         تهیه نانو امولسیون جهت روانسازی نفت خام متوسط در مقیاس آزمایشگاهی

·         ساخت نانو کاتالیست و ارزیابی آن در فرآیند GTL

·         سنتز و بررسی امکان سنجی تجربی قابلیت کاتالیتیکی نانولوله های آلومینیو سیلیکات

·     کاهش و حذف آلودگیهای زیست محیطی ناشی از مصرف سموم دفع آفات صنعتی در اماکن خطوط لوله و مخابرات توسط نانو فتوکاتالیزور تجارتی

·         تحقیق و ساخت نانو ذره اکسید روی به منظور ساخت کاتالیست اکسید روی با قابلیت جذب بالا

·        تهیه نانو امولسیون گازوئیل و ارزیابی کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها

·                سنتز نانو ذرات (مس، نیکل، مولیبدنیوم سولفید) در مقیاس آزمایشگاهی

·         ساخت نانو کاتالیست هیدرو دی سولفوریزاسیون نفتا  و طراحی اولیه فرایند در مقیاس پایلوت

·        مدلسازی جذب و ساخت نانو ساختار کربنی جهت جذب و ذخیره سازی گاز طبیعی

·         بهینه سازی فرمولاسیون نانوکاتالیست مورد استفاده در فرایند سنتز FT

·        ساخت پایلوت تولید پیوسته نانولوله های کربنی در مقیاس 20 کیلوگرم در روز

·         تولید الیاف از نانو لوله های کربنی و بکار گیری در ذخیره سازی گازها

·         نشاندن گروههای عاملی بر روی نانولوله های کربنی

·        استفاده از کاتالیستهای نانو ذره در محیط پلاسما برای تبدیل متان به اتیلن

·         استفاده از نانو مواد جهت روان سازی نفت های خام سنگین

·         تهیه و شناسایی اکسیدهای نانومتریک از نوع تیتانیا

·         ساخت نانوکاتالیست فرایند هیدروکراکینگ

·         ساخت نانو لوله های تیتانیا به منظور به کارگیری آنها در ساخت نانو کاتالیستها

·         ساخت نانو ذرات مورد نیاز برای کاتالیست ریفورمینگ

·         ساخت نانو کاتالیست Hydrotreating در محیط سیال فوق بحرانی

·        افزایش کارآیی روانکارهای مورد مصرف در شرکت ملی حفاری  با استفاده از نانو مواد افزودنی

·        امکان سنجی تجربی استفاده از روش سیال فوق بحرانی جهت تولید ریز ذرات ( در مقیاس نانو و میکرو)

·        بررسی آماری، اقتصادی نانو پوششها به منظور تعیین نمونه های محافظت کننده از خوردگی در صنایع نفت

·        سنتز نانو ذره آهن در مقیاس بنچ

·         ساخت غشاء نانو کامپوزیت لایه ای سرامیکی جهت خالص سازی هیدروژن در فرایند Steam reforming گاز طبیعی

·         بررسی حذف فلزات سنگین (کروم و جیوه) از آب با استفاده از نانوفناوری

·         تولید از مخازن نفت سنگین با روش تزریق بخار آب با بکارگیری نانوکاتالیزورها

·         مطالعه روشهای حذف آب و نمک از نفت خام به کمک نانومواد

·         تعیین تاثیر افزودن نانوذرات به روغن موتور از جنبه عملکرد و رسوب گذاری در محفظه احتراق موتورهای احتراق داخلی

·         بررسی تاثیر مشتق تهیه شده از فولرن های دوده بر عملکرد بنزین

·         حذف سولفید هیدروژن از جریان گاز با کمک نانوفناوری

 

ساخت و ارزیابی نانوکامپوزیت های الاستومری به روش انعقاد سازی همزمان لاتکس لاستیک

نانوکامپوزیت های لاستیک ـ خاک طبیعی به دلیل تقویت خواص مکانیکی لاستیک و در مواردی بدلیل کاهش تراوائی لاستیک نسبت به گازها می‌توانند در محصولات مختلف لاستیکی نظیر روکش، تایر، تیوب، Barrier و غیره مورد استفاده قرار گیرند. همچنین به دلیل اثر نانو ذرات تقویت کننده خاک طبیعی که خواص مکانیکی لاتکس را به مقدار قابل ملاحظه ای بهبود می‌دهد کاربردهای متنوعی را برای این نانوکامپوزیت های لاستیکی امکان پذیر می‌سازد.

تا کنون تکنولوژی هائی که برای سنتز نانوکامپوزیت های لاستیک ـ خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از جا دادن organoclay در مذاب پلیمری یا محلول پلیمری و روش لاتکس با استفاده از خاک طبیعی. در مقایسه با روش مذاب یا محلول، روش انعقاد سازی همزمان لاتکس لاستیک و سوسپانسیون آبی خاک که در آن از خاک طبیعی ogangoclay)) استفاده می‌شود، بدلیل هزینه پایین خاک طبیعی، سادگی فرآیند تولید و نسبت بهتر کارائی بر هزینه، احتمال صنعتی شدن تهیه این نانوکامپوزیتها را افزایش داده است.

 

طراحی و ساخت رزینهای ترموست تقویت شده با نانوذرات Clay و CNT  برای کاربرد در صنایع کامپوزیت

هدف از انجام این پروژه ساخت رزینهای ترموست اصلاح شده با نانوذرات CNT ، Clay مورد استفاده در صنایع کامپوزیت شامل رزینهای پلی استر غیر اشباع، وینیل استر و اپوکسی می‌باشد.

با توجه به کاربرد گسترده کامپوزیتها در صنایع مختلف از جمله در صنایع نفت گاز و پتروشیمی ، از نتایج این پروژه می‌توان برای بهبود برخی خواص مانند نفوذپذیری، مقاومت حرارتی، مقاومت شیمیایی و مقاومت مکانیکی در کامپوزیتهای رایج استفاده کرده و در نتیجه دامنه کاربرد کامپوزیتها را توسعه داد و یا اینکه دوام و کارایی آنها را بهبود بخشید. امروزه کامپوزیتها بطور گسترده در کاربردهایی مانند لولههای انتقال آب، پساب و فرآورده های نفتی، مخازن نگهداری مواد شیمیایی، پوششهای مخازن، اجزای سازههای دریایی و کاربردهای متنوع دیگر در صنایع نفت استفاده می‌شوند و افزایش کارایی رزینهای مورد استفاده در این کامپوزیتها می‌تواند به افزایش کارایی و دوام آنها کمک نماید و کاربردهای جدیدی را نیز امکان‌پذیر سازد.

 

بررسی کاربرد نانوکریستال تیتانیوم دی اکساید در حذف MTBE از آبهای آلوده تا دستیابی به محصولات قابل تجزیه بیولوژیکی

از آنجائیکه حلالیت MTBE در آب بیش از سایر ترکیبات موجود در بنزین است و بدلیل خاصیت سرطانزایی این ماده ، روشهای پاکسازی آن از آبهای آلوده مورد توجه خاصی قرار دارد. با توجه به اینکه MTBE  مقاوم به تجزیه بیولوژیکی است، در این پروژه سعی خواهد شد تا با رویکرد به فناوری نانو بعنوان روشی نوین در حل معضلات زیست محیطی، با استفاده از نانوکریستال تیتانیوم دی اکساید و در یک فرآیند فتوکاتالیتیکی پاکسازی MTBE از آبهای آلوده مورد بررسی قرار گیرد.

نتایج حاصل از این پروژه می‌تواند در زمینه دستیابی به یک روش صنعتی مناسب جهت حذف MTBE از آبهای آلوده سطحی و پسابهای صنعتی کمک نماید. ضمن آنکه دستاوردهای این پروژه مسیر یافتن روشهای موثرتر در حذف سایر آلاینده های محیط زیست نظیر فورفورال را هموار می‌سازد. همچنین این روش می‌تواند با یک آماده سازی اولیه بر روی نمونه های خاک ، قابل تعمیم به نمونه های خاک آلوده نیز باشد.

 

تهیه نانو امولسیون جهت روانسازی (Drag Reducing نفت خام متوسط در مقیاس آزمایشگاهی

هـدف از انجام این پروژه دستیابی به دانش فنی ساخت نانو امولسیون های با کاربرد  Drag Reducerمیباشد. بر اساس پتنتها و گزارشهای موجود، ماهیتهای مختلف شیمیایی در کاهش ضریب اصطکاک سیالات نفتی بکار گرفته میشوند. در این کار با استفاده از امولسیفایر های مناسب تجارتی و پلیمرهای محلول در آب با جرم مولکولی مناسب، نانو امولسیون با رفتار Drag Reducer تهیه و تست کاربردی خواهد شد.

نانو امولسیون تهیه شده بعد از تعیین تاثیرات بر روی نفت خام با استفاده از روش بررسی و تعیین کارآیی  Drag Reducer مورد ارزیابی قرار می‌گیرد . کارایی بالا، کاهش مصرف انرژی و کاربرد آسان این ترکیبات از مزایای این روش می‌باشد. استفاده از نانو امولسیون ها مشکلات نگهداری، تزریق و تغییرات ساختار پلیمرهای مورد استفاده را ندارند و در ضمن پایداری طولانی، کارایی خوبی دارند .

 

ساخت نانو کاتالیست و ارزیابی آن در فرآیند  GTL

در این پروژه ابتدا با بررسی منابع بهترین روش برای تهیه هر کدام از نانو ذرات همراه با پایه ثابت انتخاب میشود و نانو ساختارهای اجزای فعال کاتالیست را تهیه کرده و روی پایه ثابت قرار داده می‌شود. زمانیکه از نانو ساختارها استفاده می‌شود افزایش سطح مؤثر اجزای کاتالیست امکان پذیر می‌گردد و در نتیجه کارایی و کیفیت کاتالیست (نسبت به زمانیکه از نانو ساختار استفاده نشود) بالاتر می‌رود و بازده فرآیند GTL افزایش می‌یابد.

 

سنتز و بررسی امکان سنجی تجربی قابلیت کاتالیتیکی نانولوله های آلومینیو سیلیکات(Imogolite)

 

هدف ازاجرای این پروژه سنتز نانو لوله های آلومینیو سیلیکات و بررسی تجربی قابلیت کاتالیتیکی این ماده در فرایندهای حذف فلزات از برشهای نفتی مانند  Vaccume Residueمی‌باشد.

این ترکیب در زمینه های مختلف مانند مهندسی محیط زیست و مهندسی مواد کاربرد فراوان دارد. در صنایع پالایش نفت، Imogolite به عنوان کاتالیزور بکار می‌رود.

 Imogolite از سه روش متداول آزمایشگاهی ساخته می‌شود:

- هیدرولیز تترااتوکسی سیلان

- هیدرولیز سدیم سیلیکات تجاری

- هیدرولیز سدیم سیلیکات ذوب شده

دراین پروژه پیش بینی می‌شود که باتوجه به در دسترس بودن مواد اولیه پایه کاتالیست از روشهای اول و سوم  طی یک واکنش سل- ژل سنتز شده و نتایج بدست آمده با یکدیگر مقایسه گردد.

 

کاهش و حذف آلودگیهای زیست محیطی ناشی از مصرف سموم دفع آفات صنعتی در اماکن خطوط لوله و مخابرات توسط نانو فتوکاتالیزورتجارتی

هدف از اجرای پروژه دستیابی به دانش کاهش و پاک سازی آلودگیهای ناشی از باقیمانده سموم بکار رفته جهت مبارزه با آفات صنعتی در خاک با استفاده از فن آوری نانو و خواص نوری آن است.

سموم بکار رفته در برنامه مدیریت دفع آفات، ضمن حل معضلات صنعت در زمینه آفات صنعتی و بهداشتی باعث بروز مشکلات زیست محیطی دیگر برای اکوسیستم آب و خاک می‌گردد. در پروژه حاضر سعی بر آن است تا با بکارگیری روشهای نوین و با استفاده از نانو مواد امکان تجزیه و از بین بردن باقیمانده سموم در خاک بررسی گردد و به این ترتیب با استفاده از نتایج بدست آمده ضمن اجرای برنامه های مدیریت دفع آفات کمترین خسارت به محیط زیست از بعد آلودگی خاک ناشی از باقیمانده سموم و نهایتا آلودگی آبهای زیرزمینی وارد گردد و در نهایت بتوان پس از پاکسازی خاک، کشت کاری مجدد بر روی آن انجام داد. از مزایای دیگر این روش پاکسازی علف کشهای استفاده شده جهت انهدام علفهای هرز در مناطق و احداث فضای سبز در آن مناطق است.

 

تحقیق و ساخت نانو ذره اکسید روی به منظور ساخت کاتالیست اکسید روی با قابلیت جذب بالا

 

هدف این پروژه کسب نانو ذرات اکسید روی به روش احتراق پایه محلول پایدار شده (یا به روش امولسیونی و یا سایر روشها) به منظور ساخت کاتالیست اکسید روی با قابلیت جذب بالا می‌باشد. کنترل ابعاد و خواصی مانند حجم تخلخل، قطر ذرات، میزان خلوص و توزیع نسبی تخلخل در محصول با کمک تجهیزات دستگاهی ویژه صورت خواهد گرفت.

 

تهیه نانو امولسیون گازوئیل و ارزیابی کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها

هدف از انجام این پروژه، کاهش آلودگی و مصرف سوخت با استفاده از نانوامولسیونهای ترکیبات اکسیژن دار در گازوئیل می‌باشد.

میزان بالای مصرف سوخت و همچنین آلودگی هوا یکی از معضلات اساسی کشور است که روز به روز نیز بر شدت این مسئله افزوده میشود. بنابراین استفاده از روشهایی که کاهش مصرف سوخت و آلایندگی را داشته باشند مورد توجه می‌باشد. استفاده از نانوامولسیونهای ترکیبات اکسیژن دار پایدار در سوخت کاهش آلایندگی و مصرف سوخت را به دنبال خواهد داشت. ترکیبات اکسیژن دار نظیر متانول، اتانول و آب در حضور یک ماده فعال سطحی به صورت نانوامولسیون در محیط سوخت پراکنده    می‌شوند که در نتیجه در هنگام احتراق اکسیژن بیشتری در مجاورت سوخت قرار گرفته و سبب سوختن کامل آن می‌شود. از مزایای سوختن کامل کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده مونوکسید کربن و ذرات معلق می‌باشد.

 

سنتز نانو ذرات (مس، نیکل، مولیبدنیوم سولفید) در مقیاس آزمایشگاهی

روش میکروامولسیون یکی از روشهای ساخت نانو ذرات است که برای تهیه نانو ذرات فلزی و برخی از اکسیدهای فلزی استفاده گسترده ای دارد. سادگی روش (در دماهای پایین و بدون فشار) و اقتصادی بودن آن از مزایای این روش است. لازم به ذکر است به هنگام نیاز به پوشش دهی نانو ذره (مانند نانو ذرات دارای کاربری در روانکاری) ، این روش امکان پوشش دهی همزمان و ساخت نانو ذره را فراهم می‌کند.

 

ساخت نانو کاتالیست هیدرو دی سولفوریزاسیون نفتا و طراحی اولیه فرایند HDS در مقیاس پایلوت

اهداف این پروژه عبارتند از :

           الف) ساخت نانو کاتالیست HDS به منظور ازدیاد راندمان حذف گوگرد

           ب) حذف ترکیبات گوگردی از نفتا

            ج) طراحی مفهومی واحد HDS در مقیاس پایلوت بر اساس نانو کاتالیست HDS

فرایند گوگردزدایی هیدروژنی  (Hydrodesulfurization) دارای کاربردهای زیادی در صنایع مختلف شیمیایی می‌باشد که هم به صورت مستقیم و هم به عنوان نتایج تحقیقات در این زمینه، می‌توان به مهمترین موارد مصرف آن اشاره کرد:

            الف) حذف مواد گوگردی مانند تیوفنها (C4H4S) و تیولها (R-SH) از محصولات نفتی

            ب) حفظ محیط زیست از اثرات خطرناک مواد شیمیایی گوگردی

پس از دستیابی به دانش فنی ساخت نانوکاتالیستHDS ، نانوکاتالیست حاصله میتواند جایگزین کاتالیست های صنعتی به خصوص در فرایندهای گوگردزدایی دیزل، نفتا و نفت کوره شود.

 

مدلسازی جذب و ساخت نانو ساختار کربنی جهت جذب و ذخیره سازی گاز طبیعی

این پروژه با هدف ساخت نانو ساختار کربنی و مدلسازی آن و همچنین بررسی جذب گاز روی این مواد انجام می‌شود که در نهایت به تهیه جاذبی با میزان جذب بالا و کنترل شده به منظور ذخیره سازی گاز طبیعی منجر می‌شود. از آنجاکه جذب گاز رابطه مستقیم با اندازه منافذ جاذب دارد، لذا می‌توان با کنترل منافذ نانوساختارهای کربنی این مواد را به جاذبهای مناسبی برای جذب گاز با ظرفیت جذب بالا تبدیل کرد.

با دستیابی به تکنیک ساخت جاذبهای نانو ساختار کربنی با کنترل اندازه منافذ میتوان در بسیاری از جداسازیهای گازی صنعت نفت و صنایع دیگر این تکنیک را بکار بست. از جمله می‌توان به کاربرد این مواد نانو ساختار جهت ذخیره سازی گاز طبیعی در تکنولوژی  ANG و هیدرات اشاره کرد.



بهینه سازی فرمولاسیون نانو کاتالیست مورد استفاده در فرایند سنتز FT

هدف از انجام این پروژه ساخت نانو کاتالیست می‌باشد که دارای فعالیت، گزینش‌پذیری و مقاومت مکانیکی مناسب جهت بکارگیری در فرایند GTL با راکتور دوغابی باشد. این کاتالیست در فرایندهای تبدیل گاز طبیعی به فراورده های مایع به کار می‌رود.

 

ساخت پایلوت تولید پیوسته نانولوله های کربنی در مقیاس 20 کیلوگرم در روز

هدف از انجام این پروژه تولید پیوسته نانو لوله های کربنی در مقیاس 20 kg در روز می‌باشد.

محصول حاصل از این پایلوت جهت استفاده در نانو کاتالیست ها و کاربردهای جذب گاز و پلیمرها و الکتروشیمی و ... خواهد بود. همچنین داده های اولیه لازم برای طراحی واحد صنعتی از این پایلوت حاصل خواهد شد.

تکنیک مورد استفاده در این پایلوت، ساخت کاتالیست به روش ابداعی و همچنین رسوب گذاری گاز طبیعی در یک شکل خاص راکتور بستر سیال خواهد بود که بازدهی بالایی را نسبت به روشهای دیگر خواهد داد.

 

تولید الیاف از نانو لوله های کربنی و بکار گیری در ذخیره سازی گازها

اهداف این پروژه در دو بخش متصور است :

   1 ) دستیابی به تکنولوژی تولید رشته های طویل (الیاف) از نانولوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره به منظور بهره مندی از خصوصیات نانو نانولوله های کربنی، در مقیاس ماکرو و ارتقاء قابلیتهای کاربردپذیری .

   2) بررسی خصوصیات مکانیکی و الکتریکی الیاف تولیدی و انجام آزمایشات ذخیره‌‌سازی گازها و کابرد در پیلهای سوختی و مواد مرکب هوشمند



نشاندن گروههای عاملی بر روی نانولوله های کربنی

عاملدار کردن نانولوله های کربنی با استفاده از واکنشهای شیمیایی مختلف (سیکلو ادیشن، هالوژناسیون، آمیناسیون واکنشهای solventfree، و ...) به منظور خالص‌سازی و استفاده از آنها در فرایندهای گازی و بررسی تغییرات میزان جذب گاز در نمونه های عاملدار و بدون عامل، از اهداف اصلی پروژه می‌باشد. همچنین، جداسازی نانولوله های کربنی فلزی از نانولوله های کربنی نیمه رسانا مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

از نتایج این پروژه میتوان در خالص سازی نانولوله های کربنی تولیدی پژوهشگاه استفاده کرد و امکان استفاده از نانولوله های کربنی عاملدار جهت استفاده در فرایندهای گازی و جذب گازها را مورد بررسی قرار داد. همچنین بدلیل استفاده گسترده از نانولوله های کربنی با خلوص بالا، می‌توان روش فوق را به عنوان روشی مناسب در تهیه نانولوله های کربنی خالص معرفی نمود و نیز امکان بکارگیری نانولوله های کربنی عامل دار را در تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار داد.

مشتق سازی نانو لوله های کربنی شامل واکنش های متنوعی است. بعضی از این واکنش ها را می‌توان در محیط حلال یا بدون حلال انجام داد. از آنجایی که واکنش ها در محیط بدون حلال از گزینش پذیری بالاتری برخوردار هستند، سعی بر آن است که واکنش ها حتی الامکان در محیط های بدون حلال انجام گیرند.

 

استفاده از کاتالیستهای نانو ذره در محیط پلاسما برای تبدیل متان به اتیلن

هدف از انجام این پروژه تبدیل مستقیم متان به اتیلن بوسیله نانو کاتالیستها در محیط پلاسما بوده وسعی می‌شود راندمانهای قابل مقایسه و بهتر از روشهای صنعتی حرارتی - کاتالیستی بدست آید.

نتیجه حاصل از پروژه اتیلن است که یکی از مواد اولیه باارزش برای تولید هیدروکربنهای هالوژنه و تولید اتانول و نیز ماده واسطه برای تولید مونومرها و دی کلرو اتان بشمار می‌رود. علاوه بر آن از واکنش اکسیداسیون اتیلن می‌توان اتیلن اکسید که خود ماده اولیه تولید ضد یخ ( اتیلن گلیکول ) میباشد را تولید کرد. هچنین از اکسیداسیون اتیلن می‌توان استا آلدهید نیز سنتز کرد و از پلیمریزاسیون این ماده توسط زیگلر ناتا میتوان پلی اتیلن را ساخت.

 

استفاده از نانو مواد جهت روان سازی نفت های خام سنگین

هدف از اجرای این پروژه بررسی کاربرد نانو ذرات در کاهش ویسکوزیته و نقطه ریزش و اصلاح خواص رئولوژیکی نفت های خام سنگین می‌باشد.

به طور کلی واکس یکی از مواد مزاحم در نفت خام می‌باشد که بالا بودن مقدار آن باعث افزایش ویسکوزیته و نقطه ریزش نفت خام و اختلال در رفتار رئولوژیکی آن می‌شود. با استفاده از نانو مواد میتوان نقطه ریزش را کاهش و رفتار رئولوژیکی اینگونه نفت های خام را بهبود بخشیده و لذا انتقال آنها را در خطوط لوله تسهیل نمود. با کاهش نقطه ریزش زمان ایستایی خط لوله حامل نفت خام را میتوان افزایش داد و از گرفتگی خطوط  لوله حامل نفت های خام واکسی تا حدی جلوگیری نمود.

 

تهیه و شناسایی اکسیدهای نانومتریک از نوع تیتانیا

در این کار تحقیقاتی سعی بر این است با انتخاب فرایند سل- ژل در هیدرولیز محصولات، نانو بلورهای تیتانیم دی اکسید تهیه شود.

نانو بلورهای تیتانیم دی اکسید کاربرد گسترده ای به عنوان فوتوکاتالیست در پلیمریزاسیون ترکیبات آلی، فرایندهای تصفیه آب و هوا و ساخت میکروفوتو الکترودها ایفاد می‌کنند.

در بخش نخست سعی داریم آلکوکسیدهایی از تیتانیم که دارای حساسیت مناسبی در برابر هیدرولیز هستند را تهیه کنیم. بخش دوم این پروسه تحقیقاتی شامل به کارگیری روش سل - ژل در هیدرولیز آلکوکسیدهای تیتانیم تهیه شده در حضور سورفکتانتهای مناسب می‌باشد.

 

ساخت نانو کاتالیست فرایند هیدروکراکینگ

هدف از انجام این پروژه، ساخت کاتالیست هیدروکراکینگ با استفاده از پایه ساخته شده و تست رآکتوری آن با خوراک سنگین VGOو سنگینتر HVGO  در مقیاس آزمایشگاهی و بنچ می‌باشد.

 

ساخت نانو لوله های تیتانیا به منظور به کارگیری آنها در ساخت نانو کاتالیست ها

اهداف این پروژه، ساخت و شناسایی نانولوله های تیتانیا به منظور بکارگیری آنها در ساخت کاتالیست فرایندwater-gas shift   و نیز حذف ترکیبات آلی فرار می‌باشد.

واکنش water-gas shift به عنوان پتانسیلی برای تولید هیدروژن خالص است که در پالایشگاه ها در فرایندهای تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. افزون بر آن به خاطر گسترش سیستم های پیل سوختی واکنش یاد شده مورد توجه زیادی قرار گرفته است. همچنین هیدروژن به عنوان یک عامل احیاکننده موثر برای جدایش    NOxمیباشد. نانولوله های تیتانیا در حذف ترکیبات آلی فرار کاربرد دارند. علاوه بر این نانو لوله های تیتانیا به عنوان سنسور هیدروژن به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی، نفت و نیمه رساناها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

خواص کاتالیستی نانولوله های تیتانیا در مقایسه با هر شکلی از تیتانیا بارزتر است.  نانولوله های تیتانیا به روشهای مختلفی ساخته می‌شوند.  با توجه به قابلیت کنترل شرایط فرایند برای دستیابی به اندازه حفره،  ضخامت دیواره،  طول لوله مناسب دو روش هیدروترمال و الکتروشیمیایی برای ساخت این نوع نانولوله ها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا بتوان به آرایش بسیار منظم نانولوله ها دست پیدا کرد. پارامترهای موثر بر فرایند ساخت با روشهای TEM، BET XRD, SEM و ... مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت تست های راکتوری بر روی کاتالیست های ساخته شده در جهت حذف آلودگی های ترکیبات آلی فرار(VOC)  و نیز تولید هیدروژن انجام می‌گیرد.

 

ساخت نانو ذرات مورد نیاز برای کاتالیست ریفورمینگ

هدف از اجرای این پروژه، ساخت و شناسایی نانو ذرات به روش میکروامولسیون، میسل معکوس (Reverse Micelle) و استفاده از نانو ذرات تهیه شده در ساخت کاتالیست ریفورمینگ می‌باشد.

ریفورمینگ کاتالیستی،‌ فرایند کاملا شناخته شده ای در صنعت پالایش نفت برای بهبود کیفیت اکتان بنزین و در صنایع پتروشیمی برای تهیه آروماتیکها می‌باشد. کاتالیست این فرایند،‌ فلز با ارزش پلاتین به عنوان فاز فعال و پروموترهایی نظیر رنیم و ... به عنوان ارتقاء دهنده بر روی پایه آلومینا می‌باشد. اخیرا توجه برخی از شرکت های سازنده کاتالیست به ساخت این کاتالیست به طریقه نانوتکنولوژی معطوف شده است. با توجه به خروج کلر (از اجزا مهم کاتالیست ریفورمینگ) در حین فرایند و انجام پروژه کلرزنی در پالایشگاه ها که اکثرا هزینه بر می‌باشد، ساخت این کاتالیست در مقیاس نانومتری، علاوه بر بهبود راندمان محصول، افزایش پایداری،‌ سهولت احیا،‌ باعث پایداری بیشتر کلر در حین فرایند می‌شود.

روش های متفاوتی برای تولید نانو ذرات موجود می‌باشند که از آن دسته می‌توان از قوس الکتریکی، رسوب گذاری، سل ژل، پیرولیز افشانه ای،‌ حلال فوق اشباع و میسل معکوس نام برد. در روش های قید شده معمولا شرایط ویژه مانند فشار بالا، خلاء و قوس الکتریکی استفاده می‌شود. در روش میسل معکوس رشد نانو ذرات تحت شرایط محیط انجام می‌شود. در این روش یونهای فلزی توسط میسلهای سورفکتانت احاطه شده و تحت شرایط کنترل شده نفوذ یونهای فلزی از یک میسل به میسل دیگر انجام می‌گیرد. با کنترل شرایط ساخت نانو ذرات در روش میسل معکوس کنترل خواص آنها مانند قطر ذرات بررسی خواهد شد. شناسایی نمونه ها با روش های XRD, TEM, AFM, SEM انجام خواهد شد.

 

ساخت نانو کاتالیست Hydrotreating در محیط سیال فوق بحرانی

هدف از انجام این پروژه ساخت کاتالیست Hydrotreating در محیط سیال فوق بحرانی و تست رآکتوری آن با برشهای نفتی مدل و واقعی بخصوص Diesel fuel و Gasoline  در مقیاس آزمایشگاهی می‌باشد.

به دلیل بالا بودن خواص نفوذپذیری سیال فوق بحرانی،  فلز فعال کاتالیست با پراکندگی بسیار بالا در ماده نانو ساختار که سطح ویژه بسیار بالایی دارد وارد  می‌شود. در حقیقت در این روش مقاومت انتقال جرم سیال مایع در مقایسه با روشهای دیگر با استفاده از سیال فوق بحرانی به حداقل ممکن می‌رسد.  سیال فوق بحرانی دارای دانسیته بالا برای حلالیت بهتر ( شبیه مایعات) و ویسکوزیته و نفوذ پذیری بسیار بالا (شبیه گازها) می‌باشد که این عوامل باعث می‌شود که ماده فعال در این سیال حل شده و به خوبی در حفرات پایه کاتالیست نفوذ کند. چون در دمای محیط دی اکسید کربن به صورت گاز می‌باشد تمام دی اکسید کربن از کاتالیست خارج می‌شود. ضمنا می‌توان مقدار حلالیت ماده فعال را با کنترل دما و فشار سیستم به خوبی کنترل کرد که منجر به کنترل راحتتر مقدار ماده فعال روی سطح کاتالیست می‌شود.  یکی دیگر از مزایای استفاده از سیال فوق بحرانی این است که در این شرایط تقریبا کشش سطحی سیال به صفر میرسد و نفوذ در حفرات بسیار ریز نیز امکان پذیر است.

 

افزایش کارآیی مواد روانکار مورد مصرف در شرکت ملی حفاری  با استفاده از نانو مواد افزودنی

با توجه به روند صنعتی سازی ترکیبات نانوروانکار در جهان، این محصولات در بازار آتی جایگاهی قطعی و روبه رشد داشته و تاخیر در خصوص تولید آنها، زمینه ای برای وابستگی به محصولات خارجی فراهم خواهد نمود. هدف از اجرای این پروژه ارتقاء کارایی روغنهای مصرفی در شرکت ملی حفاری با استفاده از نانومواد افزودنی و بدست آوردن دانش فنی تولید نانو روانکارهای مربوطه می‌باشد. انتخاب این روغن‌ها بر اساس نتایج بررسی‌های انجام شده در پروژه اول طرح صورت گرفته است. 

در این پروژه از نانوذرات  برای ارتقاء روان کننده ها استفاده خواهد شد. مشخص‌سازی نانوذرات به روشهایXRD,XPS,TEM  و ارزیابی تاثیر آنها در ارتقاء عملکرد روانکارها توسط  آزمایشهای  چهارساچمه، نانوتریبومتری و تست میدانی صورت خواهد گرفت.

 

امکان‌سنجی تجربی استفاده از روش سیال فوق بحرانی جهت تولید ریز ذرات ( در مقیاس نانو و میکرو)

هدف اصلی این پروژه، شناخت تجربی فرآیند فوق بحرانی و پارامترهای موثر در این فرآیند جهت تولید ریز ذرات در مقیاس میکرو و نانو با کنترل شکل هندسی، توزیع و اندازه ذرات می‌باشد. تولید صنعتی جامدات ریز در حد میکرو و نانو با کنترل توزیع اندازه ذرات در صنایع مختلف از جمله صنایع دارویی و شیمیایی از اهمیت فراوانی برخودار می‌باشد.

روشهای سنتی چون استفاده از روش های مکانیکی جهت کاهش اندازه ذرات دارای معایب فراوانی از جمله افت کیفیت ناشی از اثرات گرمایی و یا شیمیایی، مصرف زیاد حلالها و زدودن آن از ذرات تولید شده و مشکلاتی از این قبیل می‌باشند. استفاده از روش جدید به جهت ایجاد تولید ذرات در مقیاس میکرو و نانو با کنترل اندازه و توزیع آن و همچنین کیفیت کریستالهای تشکیل شده به لحاظ خلوص و شکل هندسی آنها مورد توجه قرار دارد. با توجه به قابلیت سیال فوق بحرانی در انحلال مواد جامد و امکان بازیابی این مواد از همان حلال در شرایط غیر بحرانی، کاربرد آن جهت تولید ذرات در مقیاسهای بزرگ، از پیشرفته ترین جنبه های تولید ذرات نانو محسوب می‌شود.

 

بررسی آماری، اقتصادی نانو پوششها به منظور تعیین نمونه های محافظت کننده از خوردگی در صنایع نفت

هدف از انجام این پروژه، گردآوری اطلاعات آماری، اقتصادی و فنی لازم به منظور انتخاب گونه های نانوپوشش محافظ خوردگی مناسب جهت ادامه طرح و همچنین دستیابی به روش و تجهیزات مناسب جهت ساخت و فرمولاسیون، شناسایی، کنترل کیفیت، خواص و کارایی نانوپوششها می‌باشد.

با انجام این پروژه می‌توان کلیه اطلاعات لازم در رابطه با مواد اولیه (نانوذرات، رزینها، موادافزودنی و ...) تجهیزات و تکنیکهای ساخت و فرمولاسیون، کنترل کیفیت یک یا دو نوع نانوپوشش انتخاب شده برای ادامه کار در طرح را بدست آورده و مسیر باقی مانده طرح را به دقت مشخص نمود.

 

سنتز نانو ذره آهن در مقیاس بنچ

با توجه به نتایج موفقیت آمیز ساخت نانو ذره آهن در مقیاس آزمایشگاهی و اقتصادی بودن تهیه این نانو ذره ، انجام پروژه در مقیاس های بالاتر ضروری می‌باشد. نانو ذره آهن بعنوان برطرف کننده آلودگی های زیست محیطی موثر معرفی شده است. همچنین از این نانو ذره می‌توان به عنوان کاتالیست در فرایند های مختلف شیمیایی استفاده کرد.

برای ساخت نانو ذره آهن از روش شیمیایی در محیط میکروامولسیونی استفاده خواهد شد. این روش علاوه بر سادگی (بدون شرایط حاد دمایی یا فشار) در دمای محیط و فشار اتمسفر انجام می‌شود. سورفکتانت مورد استفاده با قیمت مناسب در دسترس است. در منابع علمی بهترین روش برای تهیه نانوذرات فلزی روش میکروامولسیون معرفی شده است.

تا این مرحله از پروژه، نانو ذره آهن به روش میکروامولسیون در مقیاس 500 گرم تهیه شده و پارامترهای موثر در واکنش بهینه شدند. همچنین مشخصات فیزیکی آن توسط تکنیکهای دستگاهی TEM,XRD و BET مورد بررسی قرار گرفت.

با توجه به اطلاعات مهندسی گرفته شده از کل فرآیند، PFD برای مقیاس 5 کیلوگرم درهر بنچ رسم شده است. همچنین بررسی اقتصادی نیز نشان دهنده سودمند بودن تولید این نانو ذره می‌باشد، بطوریکه قیمت نانوذره تولید شده با 30-20 درصد سود حدود 5/1 قیمت نمونه خارجی، محاسبه شده است.

 

ساخت غشاء نانو کامپوزیت لایه ای سرامیکی جهت خالص سازی هیدروژن در فرایند Steam reforming گاز طبیعی

امروزه ساخت غشاء مناسب در شرایط محیطی  Steam reformingاز اهمیت تحقیقاتی ویژه ای در دنیا برخوردار است. غشاء از جهت عبوردهی و انتخاب پذیری هیدروژن با راندمان قابل قبول و نیز قابلیت استفاده به عنوان پایه کاتالیست فرآیند reforming یک ابزار مناسب محسوب می‌گردد. حدود 20 سال است که تکنولوژی استفاده از غشاء جهت جداسازی گازها به صورت تجاری در آمده است. استفاده از غشاء علاوه بر صرف انرژی کمتر امکان فرایند جدایش بصورت پیوسته را می‌دهد. از طرفی به سهولت می‌توان آن را scale up نمود. همچنین نیازی به استفاده از افزودنیها در این فرایند نبوده و علاوه بر این امکان استفاده آن همراه با تکنولوژیهای دیگر جدایش وجود دارد.

امروزه در فرایند Steam reforming  از غشاءهای متراکم پالادیمی و آلیاژ آنها استفاده می‌شود. اما از معایب استفاده از این غشاءها قیمت بالای آنها و تخریب در محیطهای اسیدی است. از طرفی این انواع از غشاها با کربن واکنش داده و تحت سیکلهای دمایی دچار تردی می‌شوند. همچنین این غشاءها حداکثر تا دمای 600 درجه سانتیگراد قابل استفاده می‌باشند. اما غشاءهای کامپوزیت سرامیکی علاوه بر نداشتن چنین مشکلاتی دارای مقاومت شیمیایی و حرارتی عالی در دماهای بالا بوده و فلاکس بسیار بالا در دما و فشار بالا را دارا می‌باشند. همچنین دارای selectivity  و permeability بالاتری نسبت به غشاءهای دیگر نظیر غشاءهای متراکم فلزی و میکرو متخلخل کربنی می‌باشند.

با توجه به اهمیت این مساله، هدف از اجرای این پروژه ساخت غشاء از جنس نانوکامپوزیت سرامیکی جهت خالص سازی هیدروژن می‌باشد.

 

 بررسی حذف فلزات سنگین (کروم و جیوه) از آب با استفاده از نانوفناوری

فلزات سنگین از آلاینده های مطرح در محیط زیست می‌باشند و روشهای مختلفی جهت حذف آنها مطرح می‌باشد. در این پروژه سعی بر آن است تا با استفاده از نانوفناوری، جهت بحداقل رساندن فلزاتی چون کروم و جیوه اقدام گردد. به منظور حصول این مهم در ابتدا از بین گزینه های ممکن، بهترین گزینه انتخاب شده و سپس با بهینه سازی نانو ذره جهت حذف فلزات مزبور اقدام می‌گردد.

 

تولید از مخازن نفت سنگین با روش تزریق بخار آب با بکارگیری نانوکاتالیزورها

با توجه به روند سریع کاهش ذخائر نفت سبک و همچنین وجود ذخائر عظیم نفت سنگین کشور طی سالهای آتی تولید نفت سنگین از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد شد. برآوردهای اولیه حاکی از وجود ذخائر عظیم نفت سنگین (با درجه سنگینی کمتر از 20) در مناطق جنوب کشور بالغ بر 50 میلیارد بشکه می‌باشد که عمدتاً در میادین کوه موند، زاغه، پایدار، پایدار غرب، سوسنگرد، رامشیر و فردوس واقع شده اند. در حال حاضر بدلیل عدم توان تولید و همچنین مشکلات انتقال نفت تولیدی از اینگونه مخازن تولید نفت سنگین مقدور نمیباشد. لذا با توجه به اهمیت و ضرورت تولید از مخازن نفت سنگین این پروژه با هدف افزایش نرخ تولید از چاههای نفت سنگین و کیفیت نفت خام تولیدی به روش تزریق بخار آب به همراه افزودنیهای کاتالیزوری تعریف شده است.

 

مطالعه روشهای حذف آب و نمک از نفت خام به کمک نانو مواد 

هدف ازاجرای این پروژه، مطالعه و بررسی کاربرد نانو مواد در کاهش آب و نمک نفت خام بوده و نتیجه آن، ادامه کار بر روی پروژه های موجود در طرح در مقیاس آزمایشگاهی ، بنچ و بررسی های فنی اقتصادی را تعیین خواهد کرد.

 

 

تعیین تاثیر افزودن نانوذرات به روغن موتور از جنبه عملکرد و رسوب گذاری در محفظه احتراق موتورهای احتراق داخلی 

 

هدف از اجرای این پروژه، تعیین عملکرد روان کننده های حاوی نانو ذرات از طریق تست های موتوری می‌باشد . این کار با اندازه گیری و مطالعه تاثیر کاربرد این مواد بر کاهش مصرف سوخت ، بهبود عملکرد فنی موتورها ( توان و گشتاور خروجی موتور) ، تعیین میزان رسوبات انباشته شده بر روی سوپاپ‌ها و میزان رسوبات انباشته شده بر روی پیستون‌ها به انجام خواهد رسید.

 

بررسی تاثیر مشتق تهیه شده از فولرن های دوده بر عملکرد بنزینن

هـدف از اجرای این پروژه بررسی تاثیر مشتقات تهیه شده از فولرن های موجود در دوده به عنوان مشتقات ارزان قیمت بر تغییر عدد اکتان، کاهش مصرف سوخت و آلاینده های منتشره از اگزوز خودرو است. 

 

حذف سولفید هیدروژن از جریان گاز با کمک نانوفناوریی 

هدف از انجام این پروژه استفاده از نانوفناوری در حذف کامل سولفید هیدروژن از جریان گازی و ایجاد تغییرات لازم در آن به منظور ارائه جاذبی با قابلیت جذب بالای ترکیبات گازی است به طوری که بتوان با استفاده از آن مشکلات روشهای متداول و موجود را تا حد امکان کاهش داد.



  
نویسنده : پارسا بدخشان ; ساعت ٩:٤٦ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٩/٦/۱