استاد راهنما:
دکتر علی اصغر روحانی
 

استاد مشاور:
دکتر علی رضا جیرسرایی
 
زمستان 1392
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                                 صفحه

چکیده …………………………………………………………………………………………………………………..1

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………2

فصل اول :کلیات

1-1 گوگردزدایی …………………………………………………………………………………………………….6

 1-1-1 گوگردزدایی باکتریولوژیکی ……………………………………………………………………………7

1-1-2 گوگرد زدایی با فلزات و ترکیبات فلزی……………………………………………………………….7

1-1-3 گوگرد زدایی به روش های شیمیایی………………………………………………………………….8

1-1-4 گوگرد زدایی به روش اکسیداسیون…………………………………………………………………..8

1-1-5 گوگرد زدایی زیستی………………………………………………………………………………………9

1-1-6 گوگرد زدایی هیدروژنی…………………………………………………………………………………..9

1-1-7 روش های ملایم کردن………………………………………………………………………………….11

1-2 مرکاپتان زدایی از برش ها نفتی……………………………………………..……..……………………..12

1-3  DMD ……………..………….………………..………..……………….……………………………….13

1-3- 1 تاریخچه   ………………………………………………………………………… DMD……13

1-3-2 مزایای فرآیندDMD  ……………………………………………………………………………………13

1-3-3 معرفی فرایندها DMD  …………………………………………………………………………………14

1-3-3-1   DMD1………………………………………………………………………………………………..14

1-3-3-2 DMD2  ………………………………………………………………………………………………..15

1-3-3-3   DMD-2K …………………………………………………………………………………………..16

1-3-3-4   DMD3……………………………………………………………………………………………..17

1-4 DMC…………………………………………………………………………………………………………18

    1-4- 1معرفی فناوری …………………………………………………………………………………………..18

1-4- 2شرح فرآیند ……………………………………………………………………………………………..18

1-4-3 شرح فرایند DMC-1 ……………………………………………………………………………….19

1-4-4 شرح فرایند DMC-1M ……………………………………………………………………………21

1-4-5 شرح فرایند DMC-2 ……………………………………………………………………………….22

1-4-6 شرح فرایند DMC-3 ……………………………………………………………………………….24

1–4– 7مزایا و معایب……………………………………………………………………………………………26

1-5 ترکیبات میعانات گازی …………………………………………………………………………………..26

1- 6 مقادیر کمی از ترکیبات گوگردی و مرکاپتان……………………………………………………….26

فصل دوم : مروری بر تحقیقات گذشته

مروری بر تحقیقات………………………………………………………………………………………………

فصل سوم : آنالیز و بررسی فرآیند گوگردزدایی از میعانات گازی(DMC)

3-1 تعریف  Hysys …………………………………………………………………………………………..52

     3-2 طراحی و شبیه سازی فرایند…………………………………………………………………………..53

 3-3 ویژگی ها ……………………………………………………………………………. Hysys……53  

 3-3-1تطابق با استانداردها…………………………………………………………………………………..54

3-3-2 محیط محاوره ای كامل………………………………………………………………………………54

3-3-3 عملیات واحد جامع …………………………………………………………………………………..54

3-3-4 سازگار بافن آوری اتوماسیون…..…………………………….……………………….. OL54

3-3-5 امکانات دیگر……………………………………………..…………………………………………….55

3-4 مزایایHysys ……..………………………..………………..……………………………..55

3-4-1 مدلسازی و شبیه سازی………. ……………..………………………………………………. 56

3-4-2 كاربردهای شبیه سازی………………………..……………………………………………….. 56

3-5 نرم افزار مشابه………………………………………………………………………………………………59

3-6 روند انجام تحقیق…………………………………………………………………………………………..60

3 -6-1مرحله‌ء اول: مطالعات كتابخانه‌ای……………………………………………………………………60

3-6-2 مرحله دوم: شبیه­سازی فرآیند گوگردزدایی میعانات گازی توسط نرم­افزارHYSYS…61

3-6-3مرحله‌ء سوم: بررسی و نتایج…………………………………………………………………………..73

فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری

4-1 اثر دبی جرمی هوای وروردی بر ترکیبات گوگرددار…………………………………………………75

4-2 اثر دمای وروردی بر ترکیبات گوگردار………………………………………………………………….79

4-3  اثر فشار هوای وروردی بر ترکیبات گوگرددار………………………………………………………..83

4-4 اثر دبی جرمی سود وروردی بر ترکیبات گوگرددار…………………………………………………..97

فصل پنجم : بحث و نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات برای ادامه کار در آینده

5-1 بحث و نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………102

5-2 پیشنهادات و نظرات ارائه شده ………………………………………………………………………..105

منابع و ماخذ

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………………..108

منابع غیر فارسی…………………………………………………………………………………………………..109

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………111

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

2-1 جدول ………………………………………………………………………………………………………….. 44

2-2 جدول ……………………………………………………………………………………………………………47

2-3 جدول ……………………………………………………………………………………………………………47

3-1 جدول ……………………………………………………………………………………………………………65

3-2 جدول ……………………………………………………………………………………………………………66

3-3 جدول ……………………………………………………………………………………………………………67

3-4 جدول ……………………………………………………………………………………………………………68

3-5 جدول ……………………………………………………………………………………………………………69

3-6 جدول ……………………………………………………………………………………………………………69

3-7 جدول ……………………………………………………………………………………………………………70

3-8 جدول ……………………………………………………………………………………………………………71

3-9 جدول ……………………………………………………………………………………………………………72

4-1 جدول ……………………………………………………………………………………………………………78

4-2 جدول ……………………………………………………………………………………………………………80

4-3 جدول ……………………………………………………………………………………………………………83

4-4 جدول ……………………………………………………………………………………………………………

 

87

4-5 جدول ……………………………………………………………………………………………………………89

4-6 جدول ……………………………………………………………………………………………………………91

4-7 جدول ……………………………………………………………………………………………………………93

4-8 جدول ………………………………………………………………………………………………………..95

4-9 جدول ………………………………………………………………………………………………………..98

5-1 جدول ………………………………………………………………………………………………………..103

5-2 جدول ………………………………………………………………………………………………………..103

5-3 جدول ………………………………………………………………………………………………………..104

5-4 جدول ………………………………………………………………………………………………………..104

فهرست نمودار ها

عنوان                                                                                                                                    صفحه

2-1 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..48

2-2 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..48

4-1 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..75

4-2 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..76

4-3 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..77

4-4 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..77

4-5 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..79

4-6 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..81

4-7 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..81

4-8 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..82

4-9 نمودار …………………………………………………………………………………………………………..82

4-10 نمودار …………………………………………………………………………………………………………84

4-11 نمودار …………………………………………………………………………………………………………85

4-12 نمودار …………………………………………………………………………………………………………85

4-13 نمودار …………………………………………………………………………………………………………86

4-14 نمودار …………………………………………………………………………………………………………87

4-15 نمودار …………………………………………………………………………………………………………88

4-16 نمودار …………………………………………………………………………………………………………90

4-17 نمودار …………………………………………………………………………………………………………92

4-18 نمودار …………………………………………………………………………………………………………94

4-19 نمودار …………………………………………………………………………………………………………95

4-20 نمودار …………………………………………………………………………………………………………96

4-21 نمودار …………………………………………………………………………………………………………97

4-22 نمودار …………………………………………………………………………………………………………98

4- 23 نمودار ………………………………………………………………………………………………………..99

4-24 نمودار …………………………………………………………………………………………………………99

4-25 نمودار ………………………………………………………………………………………………………100

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                              صفحه

1- 1شکل …………………………………………………………………………………………………………….15

1-2 شکل …………………………………………………………………………………………………………….16

1-3 شکل …………………………………………………………………………………………………………….17

1-4 شکل …………………………………………………………………………………………………………….17

1-5 شکل …………………………………………………………………………………………………………….19

1-6 شکل …………………………………………………………………………………………………………….21

1-7 شکل …………………………………………………………………………………………………………….23

1-8 شکل …………………………………………………………………………………………………………….24

2-1 شکل …………………………………………………………………………………………………………….30

2-2 شکل …………………………………………………………………………………………………………….31

2-3 شکل …………………………………………………………………………………………………………….31

2-4 شکل …………………………………………………………………………………………………………….32

2-5 شکل ………………………………………………………………………………………………………….. 32

2-6 شکل …………………………………………………………………………………………………………….34

2-7 شکل …………………………………………………………………………………………………………….35

2-8 شکل …………………………………………………………………………………………………………….37

2-9 شکل …………………………………………………………………………………………………………….46

2-10 شکل ………………………………………………………………………………………………………….46

3- 1شکل …………………………………………………………………………………………………………….62

3- 2شکل …………………………………………………………………………………………………………….65

3-3 شکل …………………………………………………………………………………………………………….67

3-4 شکل …………………………………………………………………………………………………………….68

3-5 شکل …………………………………………………………………………………………………………….71

 

چکیده
مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هیدروژن سولفید و مرکاپتان­ها می­باشد. بنابراین بعد از از تقطیر و تهیه فرآورده­ها نیاز به فرآیندهای پالایش جهت زدودن و یا کاستن از میزان گوگرد و مرکاپتان­های موجود دارد. سولفید هیدروژن و مرکاپتان­های سبک از قبیل متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان ترکیبات بسیار سمی و فرار می­باشند. با بهره گرفتن از فرآیند DMC می­توان مقدار سولفید هیدروژن و متیل و اتیل مرکاپتان­ها را به مقدار معقول رساند. فرآیند DMC، شامل دو فرآیند DMC-1 و DMC-2 می­باشد که در فرآیند DMC-1، شامل دو مرحله­ی استخراج و اکسید اسیون می­باشد. در مرحله­ی استخراج مرکاپتان­ها و هیدروژن سولفید با سود واکنش داه اند که خروجی از این مرحاه وارد فرآیند DMC-2 شده است. در این تحقیق، گوگردزدایی از میعانات گازی توسط نرم­افزار HYSYS طراحی شده است. هدف از راکتور کاتالیستی تبدیل RSNa به diM-disulphide، diE-disulphide، P-disulphide و B-disulphide و… می­باشد. هدف از جداکننده­ دو فازی، کاهش diM-disulphide، diE-disulphide، B-disulphide، P-disulphide، NaS2O3* و Na2SO4* تا مقدار 99% در فاز بخار می­باشد. با افزایش دبی هوای ورودی مقدار diM-disulphide، diE-disulphide وسایر دی­سولفید­ها از خروجی راکتور کاتالیستی افزایش یافته است و به همین خاطر مقدار دی­سولفید­های خروجی از جداکننده­ دو فازی و سه فازی افزایش یافته است. با افزایش دبی سود ورودی در DMC-1 موجب آن شده است که میزان RSNa* ورودی به راکتور کاتالیستی را افزایش داده است و به­همین ترتیب مقدار دی­سولفیدهای خروجی از جداکننده­ دو فازی را افزایش داده است. با افزایش دما، به دلیل اصل ترمودینامیک مقدار دی­سولفیدهای خروجی از فاز بخار جداکننده افزایش یافته است، پس با افزایش دبی هوا و سود ورودی و دمای هوای ورودی مقدار دی­سولفیدهای خروجی از فلش دو فازی افزایش یافته است این موجب می­شود که فرآیند را از هدف دور کند. با

دکتر عباس رامیار
 
 
بهمن 1391
 

 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

        چکیده:

تحقیقات در زمینه انتقال حرارت سوسپانسیون‌های با ذرات جامد در ابعاد نانومتر درون سیال پایه در دهه اخیر آغاز شده است. تحقیقات اخیر در زمینه نانوسیالات، نشان داده است که افزودن نانوذرات باعث افزایش چشمگیری در انتقال حرارت سوسپانسیون می‌شود. از راه‌های مرسوم دیگر جهت بهبود عملکرد حرارتی دستگاه‌ها، استفاده از کانال‌ها با ابعاد میلی و میکرو است. با توجه به گستردگی و اهمیت سیالات غیرنیوتنی در صنایع گوناگون، هدف از این تحقیق بررسی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال‌ غیرنیوتنی در رژیم جریان آرام درون میکروکانال است.

در پایان‌نامه حاضر، از ترکیب‌ نانوسیال محلول 5/0% وزنی کربوکسی متیل سلولز- اکسید تیتانیم با قطر نانوذرات  nm10 و کسرهای حجمی متفاوت برای بررسی اختلاط جریان در کانال و میکروکانال استفاده شده است. از مدل تک‌فازی برای حل معادلات استفاده شده است. برای حل معادلات، یک کد عددی دو بعدی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته‌سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم‌جا استفاده شده و معادلات کوپل فشار و سرعت نیز با بهره گرفتن از الگوریتم سیمپل تغییر یافته حل شده‌اند. در نهایت تأثیر پارامتر اتلاف لزجی که در جریان سیال در کانال‌هایی با ابعاد معمول اهمیت چندانی ندارند و در میکروکانال‌ها حائز اهمیت می‌شود مورد مطالعه قرار گرفته‌است.

 

کلمات کلیدی: نانوسیال غیرنیوتنی، میکروکانال، انتقال حرارت جابجایی، شبکه همجا.

 

 

فهرست مطالب

فصل اول:    معرفی… 1

مقدمه   2

1-1   مروری بر روش های افزایش انتقال حرارت… 2

1-1-1     میکروکانال‌ها. 2

1-1-1     مواد افزودنی به مایعات… 3

1-2  نانوسیال 3

فصل دوم: نانوسیال و تعیین خواص آن.. 4

مقدمه   5

2-1  كاربردهای نانوسیال.. 5

2-2 پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب هدایت حرارتی… 6

2-3 تعیین خواص نانوسیال.. 6

2-3-1   دانسیته.. 7

2-3-2  ظرفیت گرمایی ویژه. 7

2-3-3  ضریب هدایت حرارتی… 7

2-3-4  لزجت دینامیکی… 8

فصل سوم: میکروکانال.. 9

مقدمه   10

3-1  دلایل گرایش به ابعاد میکرو. 10

3-2 دسته‌بندی کانال‌ها از لحاظ ابعاد. 10

3-3 اثرات ابعادی در میکروکانال.. 11

3-3-1   اثر ورودی… 11

3-3-3  اتلاف لزجی… 13

فصل چهارم: سیالات غیرنیوتنی… 14

مقدمه   15

4-1  معرفی سیالات غیرنیوتنی… 16

4-2 رفتار مستقل زمانی سیال.. 17

4-2-1   رفتار نازک برشی… 18

4-2-1-1 معادله سیال توانی یا استوالد دی وائل… 19

4-2-1-1 معادله ویسکوزیته کراس…. 21

4-2-1-3 معادله سیال الیس…. 21

4-2-2   رفتار ویسکو-پلاستیک سیال.. 21

4-2-3  رفتار ضخیم برشی یا دیلاتانت… 24

4-3 رفتار وابسته زمانی سیال.. 26

4-4 رفتار ویسکو الاستیک سیال.. 26

فصل پنجم: بررسی کارهای انجام شده. 28

مقدمه   29

5-1  جریان در میکروکانال.. 29

5-2 نانوسیال.. 33

5-3 سیال و نانوسیال غیرنیوتنی… 36

5-4 نانوسیال در میکروکانال.. 44

5-5 سیال غیرنیوتنی در میکروکانال.. 46

فصل ششم: معادلات حاکم.. 50

مقدمه   51

6-1  معادلات حاکم.. 51

6-2 بررسی و گسسته سازی معادلات حاکم.. 53

6-2-1   معادله ممنتم در جهت x.. 54

6-2-2   معادله انرژی… 56

6-2-3  حل معادله فشار. 58

فصل هفتم:  نتایج… 61

مقدمه   62

7-1  کانال.. 62

7-1-1    خواص رئولوژیکی نانوسیال.. 63

7-1-1    درستی آزمایی کد.. 64

7-1-2   حل مستقل از شبکه.. 65

7-1-3   نتایج… 66

7-2 میکروکانال همگرا 76

7-2-1   حل مستقل از شبکه.. 76

7-2-2  نتایج… 77

7-2 میکروکانال.. 90

7-2-1   حل مستقل از شبکه.. 91

7-2-2  نتایج… 92

فصل هشتم:  نتیجه‌گیری و پیشنهادات… 109

مراجع   111

 

 

 

 

 

فهرست شکل‌ها

  

عنوان
شماره صفحه
شکل 3-1 شکل ناحیه ورودی برای سیالی با Pr>1 ]7[
12
‏شکل 4-1  منحنی‌های جریان کیفی برای انواع مختلف سیالات غیرنیوتنی[chhabra]
18
شکل 4-2 نمایش ویسکوزیته‌های یک محلول پلیمری در برش صفر و برش بی نهایت[chhabra]
20
شکل 4-3 داده‌های تنش برشی-نرخ برش برای شیره گوشت و محلول کربوپول که به ترتیب رفتار بینگهام و ویسکو-پلاستیک نشان می‌دهند[chhabra]
25
شکل 4-4 داده‌های تنش برشی- نرخ برش برای سوسپانسیون‌های TiO2 که رفتار ضخیم برشی نشان می‌دهند[chhabra]
25
شکل 6-1 مقایسه شبکه الف) همجا و ب) غیرهمجا
58
شکل 6-2 توزیع فشار غیر یکنواخت در یک شبکه همجا
59
‏شکل 6-3 یک المان در شبکه همجا
59
شکل 7-1 هندسه کانال دوبعدی با دیواره‌های دما ثابت
63
‏شکل 7-2 هندسه کانال ساده دوبعدی با دیواره‌های دما ثابت
64
شکل 7-3 درستی آزمایی کد
64
شکل 7-4 درستی‌آزمایی کد در مقایسه با کار سانترا و همکاران ]68[
65
شکل 7-5 تغییرات شار حرارتی در دیواره بالا در کسر حجمی‌های مختلف نانوسیال در Rel=400 و nRe=1/5
67
شکل 7-6  توزیع ضریب اصطکاک در دیواره بالایی در کسر حجمی‌های مختلف نانوسیال در Rel=200 و nRe=1/5
68
شکل 7-7 توزیع عدد ناسلت در دیواره بالا در کسر حجمی‌ 01/0  نانوسیال به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم
69
شکل 7-8  توزیع تنش برشی در دیواره بالا در کسر حجمی‌ 01/0  نانوسیال CMC- اکسید مس به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم
69
شکل 7-9 عدد ناسلت متوسط به ازای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی
70
شکل 7-10 توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5، =0/01 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
71
شکل 7-11  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5، =0/01 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم 

 
72
شکل 7-12  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا برای Rel=200، nRe=1/5 و 01/0  و مقادیر مختلف طول کانال
73
شکل 7-13  توزیع خط جریان به ازای Rel=200 و nRe=1/5 و a) 01/0  و b) 04/0
74
شکل 7-14   خطوط جریان برای 01/0  و nRe=1/5 و a)Rel=200  و b) Rel=400
75
شکل 7-15 میکروکانال همگرای مورد بررسی 

 
76
شکل 7-16 نتایج حل مستقل از شبکه برای هندسه میکروکانال همگرا
77
شکل 7-17 عدد ناسلت متوسط روی دیوار پایین برای AR=3،=3o α و مقادیر مختلف کسر حجمی و عدد رینولدز
78
شکل 7-18 عدد ناسلت متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و 01/0  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α
78
شکل 7-19 تنش برشی متوسط روی دیوار پایین برای AR=3 و 01/0  و مقادیر مختلف عدد رینولدز و α
79
شکل 7-20 مقایسه پروفیل سرعت خط مرکزی کانال برایRe=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر برای دو سیال نیوتنی و غیرنیوتنی
80
شکل 7-21 توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای

 

Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
81
شکل 7-22 توزیع تنش برشی روی دیوار پایین برای Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
81
شکل 7-23 توزیع عدد ناسلت روی دیوار پایین برای سیال نیوتنی و Re=300 ، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
82
شکل 7-24 پروفیل سرعت در انتهای کانال برای Re=600،04/0 ،  AR=3/0 و مقادیر مختلف α
83
شکل 7-25 پروفیل سرعت در انتهای کانال برای Re=300، 04/0 ، =3 oα و مقادیر مختلف نسبت منظر کانال
83
شکل 7-26 خطوط جریان در 04/0 ، AR=3، =3 oα و a)Re=100 b)Re=300 و c)Re=600
85
شکل 7-27 خطوط جریان در Re=300، 04/0 ، =3 oα و a)AR=1، b)AR=2، c)AR=3 و d)AR=6
87
شکل 7-28 خطوط جریان و گردابه‌ها به ازای Re=600، 04/0 ، AR=3 و a) =2o α، b) =3o α و c) =5o α
89
شکل 7-29 توزیع بردار سرعت برای Re=600، 04/0 ، AR=3 و =3o α
89
شکل 7-30   هندسه و شرایط مرزی میکروکانال مورد بررسی
90
شکل 7-31 اندیس تابع نمایی وابسته به دما و کسر حجمی برای نانوسیال CMC/TiO2 ]73[
91
شکل 7-32 اندیس سازگاری وابسته به دما و کسر حجمی برای نانوسیال CMC/TiO2 ]73[
91
شکل 7-33  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی
93
شکل 7-34  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی
94
شکل 7-35  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا در  0/01= ، Rel=100 و مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم
94 

 
شکل 7-36  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا در  0/01= ، Rel=100 و مقادیر مختلف عدد رینولدز در ورودی دوم
95
شکل 7-37  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا به برای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی
96
شکل 7-38  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا به برای مقادیر مختلف عدد رینولدز و کسر حجمی
96
شکل 7-39  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5، =0/04 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
97
شکل 7-40  توزیع تنش برشی روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5، =0/04 و مقادیر مختلف قطر ورودی دوم
98
شکل 7-41  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا در Rel=200، nRe=1/5 و مقادیر مختلف طول کانال
99
شکل 7-42  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا در Rel=200، nRe=1/5 و مقادیر مختلف طول کانال
99
شکل 7-43  اثر ترم اتلاف لزجی روی انتقال حرارت در Rel=400، nRe=1/5 و 01/0
100
شکل 7-44  عدد ناسلت متوسط روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5 با تغییر محل ورودی دوم
101
شکل 7-45  تنش برشی متوسط روی دیوار بالا برای Rel=400، nRe=1/5 با تغییر محل ورودی دوم
102
شکل 7-46 پروفیل سرعت در مرکزکانال در Rel=400، nRe=1/5 و مقادیر مختلف کسر حجمی و تغییر محل ورودی دوم
102
شکل 7-47  توزیع عدد ناسلت روی دیوار بالا برای Rel=600، nRe=1/5 و  04/0  و مقادیر مختلف شار حرارتی روی دیوار بالا
103
شکل 7-48 مقایسه پروفیل سرعت توسعه یافته برای سیال نیوتنی و سیال غیرنیوتنی خالص و نانوسیال غیرنیوتنی
104
شکل 7-49   پروفیل سرعت در Rel=600، nRe=1/5، 01/0   و x های مختلف
105
شکل 7-50   توزیع خط جریان به ازای Rel=400 و nRe=1/5 و a) 0/0  و b) 04/0
106
شکل 7-51   خطوط جریان برای 0/0  و nRe=1/5 و a)Rel=400  و b) Rel=600
107
شکل 7-52   خطوط جریان به ازای 04/0  و nRe=1/5 و در Rel=400 a) با در نظر گرفتن ترم اتلاف ویسکوز و b) بدون در نظر گرفتن ترم اتلاف ویسکوز
108
 

 

فهرست جدول‌ها

عنوان
شماره صفحه
جدول 2-1 خواص برخی سیال‌ها و نانوذرات
7
‏جدول 3-1 دسته بندی انواع کانال از لحاظ قطر هیدرولیکی
11
جدول 4-1 مقادیر ویسکوزیته برخی سیالات معمول در دمای اتاق
16
جدول 7-1 خواص رئولوژیکی نانوسیال CMC- اکسید تیتانیم در دمای 25oC
63
جدول 7-2 نتایج حل مستقل از شبکه برای ماکروکانال
66
جدول 7-3  خواص رئولوژیکی وابسته به دما برای نانوسیال CMC- اکسید تیتانیم
92
جدول 7-4  نتایج حل مستقل از شبکه برای میکروکانال
92
مقدمه
گرمایش و سرمایش یک سیستم توسط سیال در بسیاری از صنایع مانند صنایع الکترونیک، نیروگاه­ها، دستگاه­های نوری، آهنرباهای ابر رسانا، کامپیوتر­های فوق سریع و موتور اتومبیل از اهمیت زیادی برخوردار است. سیستم­های خنک‌کننده وگرمایشی بر پایه روش‌های مختلف انتقال حرارت طراحــی می­شوند. با توجه به این امر توسعه تکنیک­های موثر انتقال حرارت با توجه به محدودیت منابع طبیعی و تمایل به کاهش هزینه­ها بسیار ضروری می­باشد. در این فصل ابتدا روش‌های بهبود انتقال حرارت را دسته‌بندی کرده و سپس در مورد روش‌هایی که در این پایان‌نامه به کار گرفته خواهند شد، با جزئیات بیشتری شرح داده خواهد شد.

1-1   مروری بر روش های افزایش انتقال حرارت
در چند دهه اخیر به منظور صرفه‌جویی در مصرف انرژی و مواد اولیه و با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و زیست‌محیطی تلاش‌های زیادی برای ساخت دستگاه‌های تبادل کننده حرارتی پربازده صورت پذیرفته است که هدف اصلی آن‌ها کاهش اندازه وسایل حرارتی مورد نیاز برای یک بار حرارتی معین و افزایش ظرفیت انتقال حرارت می‌باشد. با نگاهی کلی بر کارهای انجام شده در این زمینه، می‌توان روش‌هایی که برای این کار ارائه شده است را به دو دسته کلی تقسیم کرد:

روش‌های غیر فعال که نیازی به اعمال نیروی خارجی ندارند.
روش‌های فعال که نیازمند توان خارجی می‌باشند.
از روش‌های غیر فعال می‌توان به استفاده از سطوح گسترده، مبدل‌های حرارتی فشرده، مجاری با مقاطع غیر مدور، افزایش انتقال حرارت گردابه‌ای، میکروکانال‌ها، پوشش‌دهی و پرداخت سطح ، موجی‌کردن سطح و… و از روش‌های فعال نیز می‌توان همزدن مکانیکی، سطوح چرخنده، نوسان سطح، نوسان سیال ، استفاده از میدان الکتریکی، تزریق و مکش را اشاره کرد با توجه به اینکه در پایان‌نامه پیش رو، از دو عامل میکروکانال‌ها و مواد افزودنی به مایعات استفاده شده است، این‌دو روش مختصرا شرح داده خواهند شد. برای توضیحات بیشتر می‌توانید به رامیار ]7[ مراجعه کنید.

1-1-6 میکروکانال‌ها

یکی دیگر از روش‌های افزایش انتقال حرارت، استفاده از میکروکانالها می‌باشد. استفاده از این روش در صنایع و دستگاه‌های متفاوتی نظیر سرمایش قطعات الکترونیکی، مبدل‌هایِ حرارتیِ میکروکانال، سرمایش و روان‌سازی سیستم‌های روباتیک، سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی و میکرورآکتورها کاربرد دارند. اساس کار میکروکانال‌ها افزایش نسبت سطح انتقال دهنده حرارت می‌باشد.

1-1-10 مواد افزودنی به مایعات

افزودن ذرات جامد به صورت معلق در سیال پایه یکی از روش‌های افزایش انتقال حرارت می‌باشد. افزایش ضریب هدایت حرارتی ایده اصلی در بهبود مشخصه‌ های انتقال حرارت سیالات است. از آنجا که ضریب هدایت حرارتی ذرات جامد فلزی معمولاً بزرگتر از سیالات می‌باشد، انتظار می‌رود افزودن این ذرات جامد موجب افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال پایه گردد. افزودن ذرات با اندازه میلی‌متر و میکرومتر بیش از 100 سال است که شناخته شده می‌باشد [‎2] اما استفاده از این ذرات بدلیل مشکلات عملی نظیر ته‌نشین شدن سریع ذرات، ایجاد سایش شدید، افزایش افت فشار و عدم امکان استفاده از آن‌ها در مجاری بسیار کوچک، میسر نیست. یکی دیگر از این روش‌ها تزریق گاز به داخل مایعات می‌باشد. با تزریق هوا به آب و اتیلن گلیکول افزایش تا 400% در ضریب انتقال حرارت مشاهده شده است [‎3].

1-2   نانوسیال
پیشرفت‌های اخیر در مهندسی مواد و توسعه فناوری‌های جدید زمینه را برای تولید ذرات با اندازه نانومتر (نانو مواد) فراهم کرده است. با پخش کردن این مواد در سیال نوع جدیدی از سیال به وجود می‌آید که نانوسیال نامیده می‌شود. ایده اصلی در این روش در واقع از همان روشِ اضافه کردن ذرات جامد به سیال گرفته شده است. نانو مواد خواص حرکتی و حرارتی سیال را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. نانو ذرات در مقایسه با ذرات در اندازه میلی‌متر یا میکرومتر دارای سطح تماس بیشتری هستند که قابلیت انتقال انرژی را بین ذرات جامد و سیال افزایش می‌دهد. مزیت دیگر این نوع سیال کوچک بودن نانوذرات پخش شده در آن است. این ذرات دارای ممنتوم کمتری هستند که در نتیجه از خوردگی دیواره لوله‌ها و کانال‌ها جلوگیری می‌شود. امکان ته نشین شدن این ذرات بدلیل وزن کم آن کمتر است. در فصل دوم درباره نانوسیال، خواص و ویژگی‌های آن به تفصیل توضیح داده شده است.

 

 

فصل دوم
نانوسیال و تعیین خواص آن
 

 

مقدمه
یکی از راه‌های بهبود فرآیند انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی، افزودن موادی با ضریب هدایت حرارتی بالا به سیال است. محققان سال‌ها بر روی استفاده از مخلوط ذرات جامد معلق بسیار کوچک در ابعاد میکرو در سیال برای بهبود انتقال حرارت کار کردند. اما این سیالات مشکلات فراوانی مانند رسوب گذاری، ناخالصی، خوردگی و افزایش افت فشار و… داشته اند تا اینکه در سال 1881 ایده استفاده از ذرات برای اولین بار توسط ماکسول [2] مطرح شد و انقلاب بزرگی در زمینه انتقال حرارت در سیالات پدید آمد. در واقع او دیدگاه تازه­ای را در مورد سوسپانسیون سیال جامد با ذراتی در ابعاد نانو مطرح کرد. اولین بار ماسودا و همکاران [‎5] این سیال حاوی ذرات معلق را با نام ” نانوسیال[1]” معرفی کردند و بعد از آنها چوی [‎6] در آزمایشگاه آرگون آمریکا این مفهوم را به طور گسترده‌ای توسعه داد.

نانوسیال عبارت است از ذرات بسیار ریز جامد در ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر[2] معلق در یک سیال پایه. بطور معمول نانوذرات از جنس فلزاتی مانند مس، آلومینیوم، پتاسیم، سیلیسیم و اکسیدهای آن­ها و همچنین نانولوله‌های کربن[3] و سیالات پایه نیز عمدتا از سیالات با رسانایی نسبتاً پایین‌تر مانند آب، اتیلن گلیکول و سیالاتی از این دسته که در صنعت به عنوان‌ هادی انتقال حرارت مورد استفاده قرار می­گیرند، می­باشند. نانوذرات نسبت به ذرات بزرگتر مانند میکروذرات، بسیار پایدارتر بوده و سطح تماس بیشتری با ناحیه سیال دارند. در واقع دو مشخصه اصلی نانوسیال یکی پایداری بسیار زیاد و دیگری ضریب هدایت حرارتی بسیار بالای آن است. همچنین به دلیل کوچک بودن ذرات، تا حد زیادی مشکلات خوردگی و افت فشار کاهش پیدا می‌کند و همچنین پایداری برخی سیالات در مقابل رسوب­گذاری بطور چشم­گیری بهبود می‌یابد.

2-1  كاربردهای نانوسیال   

از نانوسیال می‌توان برای بهبود انتقال حرارت و افزایش راندمان در سیستم‌های مختلف انرژی همانند خنک‌کاری اتومبیل‌ها و موارد مشابه استفاده كرد. در حال حاضر تعداد مؤسسات صنعتی و تحقیقاتی كه در حال بررسی استفاده از نانوسیال در محصولات خود هستند در حال افزایش است. در مورد زمینه‌های مختلف كاربرد نانوسیال، چه آنان كه بصورت بالقوه وجود دارند و چه آنهایی كه بصورت بالفعل در آمده‌اند، بطور مختصر می‌توان به کاربردهای آن در صنعت حمل و نقل، خنک کاری صنعتی،  رئوکتورهای اتمی، استخراج انرژی از منابع گرمایی و دیگر منابع انرژی، خنک کاری قطعات الکترونیکی، زمینه‌های نظامی، کاربردهای فضایی، زمینه‌های پزشکی و انتقال دارو نام برد. برای کسب اطلاعات کامل در زمینه تولید و کاربرد نانوسیالات می‌توانید به رامیار [‎7] مراجعه کنید.

2-2 پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب هدایت حرارتی
نتایج اولیه تجربی از بررسی انتقال حرارت نانوسیال در کانال‌هایی با هندسه‌های مختلف، حاکی از بهبود شدید در ضریب هدایت حرارتی و به تبع آن، ضریب انتقال حرارت جابجایی بود. تحقیقات متعددی برای بررسی علت این رفتار غیر متعارف صورت گرفت و حتی برخی از مقالات در سال‌های اخیر این رفتار را رد کردند. عوامل مؤثر بر خواص انتقال حرارتی نانوسیال عبارتند از:

کسر حجمی، جنس نانوذرات، نوع سیال، اندازه نانوذرات، شکل نانوذرات، دما، حرکت براونی، خوشه‌ای شدن، لایه‌ای شدن در اطراف نانوذره، ترموفورسیس[4]، دیفیوژئوفورسیس[5].

برای توضیحات بیشتر در مورد هر یک از این عوامل می‌توانید به رامیار [‎7] مراجعه فرمایید.

2-3 تعیین خواص نانوسیال
تاکنون محققان بسیاری در زمینه بدست آوردن خواص نانوسیالات پژوهش‌های متعددی انجام داده‌اند. در ‏جدول 2-1خواص برخی سیال‌ها و نانوذرات آورده شده است. در این پژوهش از نانوذره TiO2  استفاده شده است. همانطور که در قسمت قبل نیز اشاره شد، با توجه به تغییر غیر طبیعی خواص نانوسیال، بخصوص ضریب انتقال حرارت هدایتی و لزجت دینامیکی، تلاش‌های زیادی در جهت شناخت عواملی که منجر به این تغییرات می‌شوند و دستیابی به رابطه مناسب برای تعیین این خصوصیات صورت گرفته است. در این بخش به بررسی روابط استفاده شده در این پژوهش پرداخته می‌شود

گرمایش و سرمایش یک سیستم توسط سیال در بسیاری از صنایع مانند صنایع الکترونیک، نیروگاه­ها، دستگاه­های نوری، آهنرباهای ابر رسانا، کامپیوتر­های فوق سریع، موتور اتومبیل و … حائز اهمیت است. با توجه به طراحــی سیستم­های خنک‌کننده و گرمایشی بر پایه روش‌های مختلف انتقال حرارت و محدودیت منابع طبیعی و تمایل به کاهش هزینه­ها ، توسعه تکنیک­های موثر انتقال حرارت بسیار ضروری می­باشد. در این فصل بطور مختصر، برخی از اثرات و نتایج در ابعاد میکرو مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

3-1 دلایل گرایش به ابعاد میکرو
فرآیند انتقال حرارت به مساحت سطح دیواره بستگی دارد که برای هندسه دایروی با قطر لولهD   متناسب است، در حالیکه دبی حجمی سیال عبوری با سطح مقطع سیال

1390
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

با توجه به مشكلات انرژیهای فسیلی از جمله آلودگی،گرمایش زمین و تجدید ناپذیر بودن این منابع، یافتن منابع جدید انرژی بسیار مهم است.ازجمله این منابع انرژی خورشیدی است، اما سلولهای خورشیدی بر پایه سیلیکون در مقایسه با سوختهای فسیلی قابل رقابت نیست.  در این حوزه فناوری جدیدی برای ساخت سلولهای خورشیدی نسل جدید که شامل استفاده از مواد آلی در حال شكل گیری است که هزینه های تولید را بسیار کاهش می دهد.این فناوری دارای مشكلاتی است از جمله:

دست یابی به مواد جدید با گاف انرژی زیرev2
قیمت بالای مواد آلی بکار رفته
پایین بودن طول عمر.
با بوجود آمدن نانو تكنولوژی امید بسیار زیادی برای حل این مشكلات بوجود آمده است.هدف اصلی این پایان نامه استفاده از شبیه سازی برای محاسبه چسبندگی در سلولهای خورشیدی آلی در معماری نا همگون حجمی می باشد که در آن از نانو ساختارها شامل نانو لوله-نانو سیم و فلورئن  به همراه پلیمرها یا مولکولهای  مزدوج  به عنوان ماده فعال استفاده می شود. افزایش چسبندگی ماده آلی روی نانو ساختارها  سهم عمده ای در افزایش طول عمرسلول و بازده آن دارد.برای محاسبه چسبندگی دو ابزار مهم محاسباتی وجود دارد،دینامک مولکولی(MD)و نظریه تابعی چگالی(DFT).

در این پایان نامه با کمک این ابزارها چسبندگی مواد آلی جدید با گاف کم و پلیمرهای متداول در سلول خورشیدی شامل  P3HT,MEH-PPV, PFB,MDMO-PPV   را به دور نانو مواد مختلف شبیه سازی شده و کمیتهای مختلفی از جمله انرژی چسبش،سطح چسبش،اثرات دما بر چسبش،توابع توزیع شعاعی(RDF) محاسبه می شود.

  

فصل 1 معرفی سلولهای خورشیدی.. 1

1-1 منابع انرژی.. 1

1-2  سلول‌های فتوولتایی.. 2

1-3 انواع مواد در سلولهای آلی.. 3

1-4 انواع معماری سلول‌های فتوولتایی آلی.. 5

1-4-1 معماری تك‌لایه. 5

1-4-2  معماری دولایه‌ی.. 6

1-4-3  معماری ناهمگون حجمی.. 6

 

1-4-4 معماری چندپشته. 7

1-5 كاربرد نانو مواد در سلولهای آلی.. 8

فصل 2 دینامیك مولكولی.. 11

2- 1شبیه سازی مولكولی.. 11

2-2 روش دینامیك مولكولی.. 13

2-3  اصول دینامیك مولكولی.. 14

2-4 شعاع قطع(Cut Off) 16

2-5 روش مجموع ایوالد (Ewald summation method) 18

2-6 اندازه‌گیری كمیتها در MD.. 18

2-7  مسیرها 19

2-8 نیروها 19

2-9 خواص استاتیك.. 23

2-10 خواص دینامیكی.. 24

2-11 کاربردها 26

2-12 محدودیت‌های MD.. 26

2-13  كدهای MD.. 26

فصل 3 شبیه سازی كوانتومی.. 28

3-1 آشنایی با محاسبات كوانتومی.. 28

3-2 روش هارتری.. 28

3-3  روش هارتری-فوك.. 30

3- 4 روش های اختلال. 31

3-5 روش های تابعی چگالی(DFT) 31

فصل 4 شبیه سازیها 34

1- محاسبه خواص ترمودینامیکی و ساختاری پلیمرها ومولكولهای سلولهای آلی خورشیدی.. 34

2- محاسبه خواص ترموینامیکی و ساختاری نانو لولهای كربنی و سایر نانو مواد. 36

3- محاسبه چسبش پلیمرها به دور نانو لولهای كربنی و سایر نانو مواد. 37

4-شبیه سازی جذب پلیمرها و نانو مواد به روی فلزات. 39

فصل 5 نوآوریها 40

فصل 1 سلولهای خورشیدی
اهداف فصل:اهمیت انرژی خورشیدی-انواع سلولهای خورشیدی-مواد آلی سلولهای خورشیدی-انواع سلولهای آلی-مشكلات سلولهای آلی-كاربرد نانو مواد در سلولهای آلی

جداسازی  یون Zn2+
 
استاد راهنما:
پروفسور حسین عیسی زاده
 
استاد مشاور:
پروفسور عباسعلی رستمی
 
مهر 1393
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست
عنوان                                                                                                             صفحه

فصل اول : مبانی نظری…………………………………………………………………………………………………………………………..1

1-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

1-2 تحقیقات آکادمیک پلیمرهای رسانا………………………………………………………………………………………………..6

1-3 دوپه کردن………………………………………………………………………………………………………………………………………7

1-4 مکانیسم هدایت در پلیمرهای رسانا…………………………………………………………………………………………….10

1-4-1  روش های رسانا کردن پلیمرها……………………………………………………………………………………………..11

1-5 روش های سنتز پلیمرهای رسانا………………………………………………………………………………………………….14

1-5-1 پلیمریزاسیون  الکتروشیمیایی…………………………………………………………………………………………….14

1-5-2 پلیمریزاسیون شیمیایی……………………………………………………………………………………………………….15

1-5-3 پلیمریزاسیون قالبی……………………………………………………………………………………………………………..16

1-5-4 پلیمریزاسیون کلوئیدی………………………………………………………………………………………………………..17

1-6 کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت ها……………………………………………………………………………………………………18

1-6-1 طبقه بندی نانوکامپوزیت ها………………………………………………………………………………………………..21

1-6-2 روش های سنتز کامپوزیت های پلیمری و نانو کامپوزیت های پلیمری…………………………..22

1-6-3  کاربردهای کامپوزیت های پلیمری…………………………………………………………………………………..23

1-6-4  انواع نانو کامپوزیت های سنتز شده شده از پلیمر رسانا  و کاربرد آن ها………………………..24

1-7  تیوفن…………………………………………………………………………………………………………………………………………..25

1-7-1 خصوصیات تیوفن………………………………………………………………………………………………………………….25

1-7-2 سنتز تیوفن……………………………………………………………………………………………………………………………26

1-7-3 پلی تیوفن……………………………………………………………………………………………………………………………..27

1-7-4 سنتز پلی تیوفن ها……………………………………………………………………………………………………………….27

1-7-4-1 سنتز الکترو شیمیایی پلی تیوفن……………………………………………………………………………….28

1-7-4-2 سنتز شیمیایی پلی تیوفن………………………………………………………………………………………….28

1-8  کاربردهای هدایت ذاتی کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت های پلیمر رسانا………………………………….29

1-8-1 سوئیچ الکتروشیمیایی، ذخیره و تبدیل انرژی……………………………………………………………………..31

1-8-2 فناوری جداسازی و تصفیه……………………………………………………………………………………………………33

1-8-3  باطری های پرشدنی و خازن ها…………………………………………………………………………………………..33

1-8-4  حفاظت در مقابل خوردگی………………………………………………………………………………………………….33

1-9  فلزات سنگین………………………………………………………………………………………………………………………………35

1-10    تصفیه آب………………………………………………………………………………………………………………………………40

1-10-1 روش های کلی تصفیه آب………………………………………………………………………………………………..41

1-11  جذب سطحی……………………………………………………………………………………………………………………………41

1-11-1  اساس پدیده جذب سطحی………………………………………………………………………………………………42

1-11-2  مکانیسم جذب…………………………………………………………………………………………………………………..43

1-11-3  انواع جذب سطحی……………………………………………………………………………………………………………45

1-11-3-1 جذب فیزیکی یا جذب واندروالس……………………………………………………………………………45

1-11-3-2  جذب شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده…………………………………………………………..45

1-11-4  جاذب ها……………………………………………………………………………………………………………………………46

1-11-4-1 جاذب های معدنی……………………………………………………………………………………………………47

1-11-4-2  جاذب های آلی……………………………………………………………………………………………………….48

1-12 تاریخچه فرایند جذب سطحی در صنعت تصفیه آب……………………………………………………………….48

1-13  کاربردهای اصلی فرآیند جذب سطحی……………………………………………………………………………………49

1-13-1 کاربرد جذب سطحی از فاز مایع……………………………………………………………………………………..50

1-13-2 کاربرد جذب سطحی از فاز گاز……………………………………………………………………………………….50

1-14 سرعت فرآیند جذب سطحی و عوامل موثر بر آن…………………………………………………………………….51

1-15    انواع اجسام جاذب سطحی……………………………………………………………………………………………………54

1-16  خواص اساسی جاذبهای سطحی………………………………………………………………………………………………55

فصل دوم : ابزار، مواد و روش ها…………………………………………………………………………………………………………..58                                                                                                      

2-1 مشخصات دستگاه ها و تجهیزات…………………………………………………………………………………………………59

2-2 مشخصات مواد……………………………………………………………………………………………………………………………..60

2-3  شرح انجام آزمایش ها و آماده سازی مواد و محلول ها……………………………………………………………..61

2-3-1 سنتز پلی استایرن در محیط آبی………………………………………………………………………………………61

2-3-2  سنتز پلی تیوفن در محیط آبی………………………………………………………………………………………..61

2-3-3  سنتز کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت های پلی تیوفن در محیط آبی……………………………….62

2-3-3-1 با بهره گرفتن از پلی وینیل پیرولیدون………………………………………………………………………….62

 

2-3-3-2  با بهره گرفتن از پلی وینیل کلرید………………………………………………………………………………..62

2-3-3-3  با بهره گرفتن از پلی وینیل پیرولیدون  و  پلی وینیل کلرید………………………………………63

2-3-3-4  با بهره گرفتن از سیلیسیم دی اکسید………………………………………………………………………….63

2-3-3-5  با بهره گرفتن از سیلیسیم دی اکسید و پلی وینیل پیرولیدون…………………………………..64

2-3-3-6  با بهره گرفتن از پلی استایرن……………………………………………………………………………………….64

2-3-3-7  با بهره گرفتن از پلی استیرن و پلی وینیل پیرولیدون…………………………………………………65

2-4  آزمون ها……………………………………………………………………………………………………………………………………..66

2-4-1  شکل شناسی ذرات………………………………………………………………………………………………………….66

2-4-2 بررسی ساختار شیمیایی…………………………………………………………………………………………………….66

2-4-3   پرتو ایکس………………………………………………………………………………………………………………………..68

2-5  جداسازی یون روی……………………………………………………………………………………………………………………..69

2-5-1 روش انجام آزمایش و آماده سازی مواد و محلول ها…………………………………………………………69

2-5-2  روش حذف روی از نمونه ها با بهره گرفتن از پلیمرها و کامپوزیت ها………………………………….69

فصل سوم : نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………….70                                                                                                                             

3-1  شکل شناسی ذرات…………………………………………………………………………………………………………………….71

3-1-1  شکل شناسی کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت های پلی تیوفن در محیط آبی………………….71

3-1-2  شکل شناسی نانو کامپوزیت های پلی تیوفن / اکسید فلزی در محیط آبی……………………76

3-2  بررسی ساختار شیمیایی نانو کامپوزیت ها………………………………………………………………………………..80

3-2-1 بررسی ساختار شیمیایی پلی تیوفن و نانو کامپوزیت های آن…………………………………………80

3-3  بررسی ساختار نانوکامپوزیت های تهیه شده توسط X-ray …………………………………………………..85

3-4  جداسازی یون روی…………………………………………………………………………………………………………………….88

3-4-1 نتایج درصد حذف یون روی با بهره گرفتن از پلی تیوفن و نانوکامپوزیت های آن………………..88

نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………….90

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………….91

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..92

فهرست اشکال

شکل 1-1  اکسیداسیون-احیا پلی تیوفن و پلی پیرول………………………………………………………………………..7

شکل 1-2 دوپه شدن…………………………………………………………………………………………………………………………..12

شکل 1-3   احاطه شدن سطح مونومر بوسیله پایدارکننده………………………………………………………………..18

شکل 1-4  اجزای فرایند جذب سطحی………………………………………………………………………………………………42

شکل 1-5  مراحل جذب در سطوح درونی…………………………………………………………………………………………44

شکل 3-1  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن  بدون مواد افزودنی…………………………………………72

شکل 3-2  تصویر میکروسکوپ الکترونی  پلی استایرن بدون مواد افزودنی……………………………………..72

شکل 3-3  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن با بهره گرفتن از ماده افزودنی پلی وینیل کلرید….73

شکل 3-4  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن با بهره گرفتن از پلی و ینیل پیرولیدون……………….73

شکل 3-5  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن با بهره گرفتن از پلی و ینیل پیرولیدون……………….74

شکل 3-6  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – پلی وینیل کلرید در حضور پلی وینیل پیرولیدون……………………………………………………………………………………………………………………………………………..74

شکل 3-7  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – پلی استایرن بدون پایدارکننده…………………..75

شکل 3-8  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – پلی استایرن با پلی وینیل پیرولیدون………..75

شکل 3-9  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – پلی استایرن با پلی وینیل پیرولیدون………..76

شکل 3-10  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – سیلیسیم دی اکسید……………………………….77

شکل 3-11  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن – سیلیسیم دی اکسید (بعد از جداسازی)…77

شکل 3-12  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن / سیلیسیم دی اکسید در حضور پلی وینیل پیرولیدون……………………………………………………………………………………………………………………………………………..78

شکل 3-13  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی تیوفن / سیلیسیم دی اکسید با پلی وینیل پیرولیدون(بعد از جداسازی)…………………………………………………………………………………………………………………78

شکل 3-14  تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی وینیل کلرید خالص…………………………………………………79

شکل 3-15  تصویر میکروسکوپ الکترونی اکسید سیلیسیم خالص………………………………………………….79

شکل 3-16  طیف FTIR پلی تیوفن در محیط آبی…………………………………………………………………………81

شکل 3-17  طیف FTIR پلی تیوفن در حضور پلی وینیل کلرید در محیط آبی……………………………82

شکل 3-18  طیف FTIR پلی تیوفن در حضور پلی وینیل پیرولیدون در محیط آبی…………………….82

شکل 3-19  طیف FTIR پلی تیوفن در حضور پلی وینیل کلرید و پلی وینیل پیرولیدون در محیط آبی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………83

شکل 3-20 طیف FTIR  پلی استیرن در حضور پلی وینیل پیرولیدون  در محیط آبی…………………83

شکل 3-21  طیف FTIR پلی تیوفن/ پلی استیرن در محیط آبی……………………………………………………84

شکل 3-22  طیف FTIR پلی تیوفن/ پلی استیرن در حضور پلی وینیل پیرولیدون  در محیط آبی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………84

شکل 3-23  طیف FTIR  پلی وینیل کلرید…………………………………………………………………………………….85

شکل 3- 24  منحنی  XRD پلی تیوفن خالص……………………………………………………………………………….86

شکل 3- 25  منحنی  XRD نانوذره SiO2  ……………………………………………………………………………………86                                        

شکل 3- 26  منحنی  XRD پلی تیوفن / نانوذره SiO2 ……………………………………………………………….87

شکل 3- 27  منحنی  XRD پلی تیوفن / نانوذره SiO2در حضور پلی وینیل پیرولیدون……………..87

فهرست جداول

جدول 1-1 تغییرات خواص در برابر محرک های الکتریکی………………………………………………………………….4                                                   

جدول 1-2 هدایت الکتریکی پلیمرهای رسانا دوپه شده……………………………………………………………………….9                                                            

جدول 2-1  مشخصات دستگاه های مورد استفاده در این تحقیق…………………………………………………….58

جدول 2-2 اسامی ومشخصات مواد مورد استفاده در این تحقیق………………………………………………………59

جدول 3-1 : میانگین اندازه ذرات پلی تیوفن……………………………………………………………………………………..79

جدول 3-2 : نتایج درصد حذف یون روی از آب در غلظت اولیه 30 ppm …………………………………….87

چکیده
هدف از این تحقیق تهیه کامپوزیت و نانوکامپوزیت های پلی تیوفن و پلی استایرن با بهره گرفتن از پایدارکننده پلی وینیل پیرولیدون در محیط آبی و جداسازی یون روی از آب می باشد. خواص محصولات از قبیل ساختار شیمیایی و شکل شناختی با بهره گرفتن از طیف سنجی فرو سرخ فوریر (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس(XRD) بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهند که شکل شناختی، اندازه ذرات و ساختار شیمیایی به نوع کامپوزیت بستگی دارد. ساختمان شیمیایی محصولات نیز با بهره گرفتن از طیف سنج فرو سرخ مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج نشان می دهند شدت پیک ها به پایدارکننده بستگی دارد. همچنین بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد افزودن پایدارکننده علاوه بر این که سبب ریزتر شدن اندازه ذرات می شود، توزیع ذرات را هم یکنواخت تر می کند. ماهیت کریستالی نانوکامپوزیت ها از روی آنالیز XRD تایید شده است که با بررسی اشکال مربوط به نانوکامپوزیت های پلی تیوفن در حضور سیلیسیم دی اکسید پیک های مربوط به SiO2 به وضوح دیده می شوند که نشان از وجود این اکسید فلزی در شبکه پلیمر را دارد. جهت انجام آزمایش های جداسازی از یک راکتور اختلاط کامل ناپیوسته استفاده شده است. میزان روی توسط دستگاه جذب اتمی آنالیز گردیده است که نتایج حاصل نشان می دهند پلی تیوفن در جداسازی یون روی عملکرد مطلوبی دارد و می توان آن را به عنوان یک جاذب در تصفیه آب به کار برد. بیشترین میزان حذف یون روی مربوط به نانوکامپوزیت پلی تیوفن در حضور اکسید سیلیسیم است و کمترین میزان جداسازی مربوط به نانوکامپوزیت پلی تیوفن در حضور پلی وینیل کلرید و پلی وینیل پیرولیدون می باشد.

کلمات کلیدی : پلی تیوفن، پلی استایرن، پایدار کننده، جداسازی، شکل شناختی، ساختمان شیمیایی و یون روی

فصل اول
مبانی نظری
1-1 مقدمه

پلیمرهایی که دارای فعالیت الکتروشیمیایی هستند بر اساس مدل انتقال بار در آن ها به دو دسته بزرگ تقسیم می شوند. گروه اول شامل پلیمرهایی هستند که انتقال بار در آن ها از نوع یونی می باشد و اغلب الکترولیت های پلیمری[1] نامیده می شوند. گروه دیگر شامل پلیمرهایی است که مکانیسم انتقال بار در آن ها اساسا الکترونیکی است و عموما پلیمرهای رسانا[2]نامیده می شوند [4].

الکترولیت های پلیمری عموما به عنوان جامدهای ماکروپلیمری قطبی که در یک یا چند نوع نمک حل می شوند، توصیف می شوند. یک مثال عمده در این مورد، مخلوط اکسید پلی اتیلن و نمک های لیتیم (LiX) می باشد. پلیمرهای رسانا شامل پلیمرهایی با سیستم  مزدوج هستند که ساختمان الکترونیکی شان به طور مشخص با فرایند های شیمیایی و الکتروشیمیایی اصلاح می شود و عموما تحت عنوان فرایند های دوپه شدن انجام می گیرد. مثال های عمده در این مورد پلی پیرول، پلی تیوفن وغیره است [5]. خواص پلیمرهای رسانا، به ویژه رسانایی شان به شیوه سنتز آن ها بستگی دارد[6].

پلیمرهای رسانا مانند پلی پیرول، پلی تیوفن و پلی آنیلین ساختمان دینامیک پیچیده ای دارند، که امکان استفاده از آن ها در بسیاری از تحقیقات مانند مواد هوشمند را سبب شده است[7-11].

امکان تولید پلیمرهای رسانا با خواص گوناگون وجود دارد. به عنوان مثال، با دستکاری خواص شیمیایی می توان موادی ساخت که آنیون های ساده را به دام اندازد و یا مواد بیوفعال ساخت. با تغییر خواص الکتریکی نیز می توان موادی با هدایت الکتریکی متفاوت و یا خواص اکسایشی و کاهشی گوناگون ساخت. پس از سنتز، خواص این مواد را می توان با فرایندهای اکسایشی بهبود بخشید. استفاده از محرک های الکتریکی سبب ایجاد تغییرات شدیدی در خواص شیمیایی، الکتریکی و مکانیکی پلیمرهای رسانا می شود. این خواص پیچیده را تنها با فهم درست از موارد زیر می توان کنترل نمود. اول، طبیعت فرایندی که در طی آن پلیمررسانا تولید می شود و دوم، کدام یک از خواص ذکر شده با محرک الکتریکی تغییر خواهد کرد. در این بررسی، خواص دینامیکی پلیمرهای رسانا مورد توجه و بررسی قرار گرفته است، به دلیل همین توانایی کنترل آن ها در شرایط متفاوت است که منجر به تولید و توسعه سیستم های مواد هوشمند می شود. البته آرایش مولکولی که برای رسیدن به خواص شیمیایی و الکتریکی مطلوب، حاصل می گردد خواص مکانیکی هر ساختار را نیز تعیین می کند. هر سه این خواص (شیمیایی، الکتریکی و مکانیکی) به طور پیچیده ای با هم در ارتباطند[8-12].

روش تولید نیز بسیار مهم است، که تعیین کننده شکل فیزیکی ماده می باشد. امروزه گستره وسیعی از فرایندها که به تولید مواد هوشمند واقعی می انجامد وجود دارد. هدایت پلیمرهای رسانا به عنوان یکی از نقاط عطف در تحقیقات مواد هوشمند به شمار می رود. پلیمرهای رسانا خواص مطلوب زیر را دارند:

به آسانی در اندازه ملکولی برای تشخیص محرک ها ساخته می شوند.
به دلیل رسانا بودن، به هدایت الکتریکی اطلاعات کمک می کنند.
همانگونه که مناسب پردازش متمرکز هستند، برای بکار اندازی مکانیزم های پاسخدهی نیز مناسب هستند.
گستره وسیعی از پلیمرهای رسانا در دسترس هستند [8-12].

پلیمرهایرسانامزیت عملی و منحصر به فردی دارند. این واقعیت که آن ها رسانای الکتریسیته هستند بدین معنی است که می توان از آن ها در ساخت وسایل الکترونیکی (کامپیوترها و …)که بخشی از زندگی شده اند، استفاده نمود. ) جدول1-1(

موسسه تحقیقات پلیمر های هوشمند[3]ترکیبات منحصر به فرد پلیمرهای الکترواکتیو هادی را به دست آورده است که بر پایه پیرول، آنیلین و تیوفن می باشد. در این ترکیبات محل تشخیص محرک ها و مکانیزم های پاسخدهی گوناگون می توانند به آسانی با هم جمع شوند که ذاتا توانایی پردازش اطلاعات بالایی دارد.بی شک پلیمرهای رسانا دسته ای از مواد هستند که انتخاب شده اند تا نقش مهمی در علم مواد هوشمند داشته باشند. همان گونه که اجمالا توضیح داده شد، خواص این مواد متنوع و تطبیق پذیر است و در صورت نیاز در رفتار مواد هوشمند، دارای پویایی است [8-12].

جدول1-1 تغییرات خواص در برابر محرک های الکتریکی که سبب تغییر خاصیت اکسایشی و کاهشی پلیمر رسانا می شود.

پارا تولوئن سولفونیک اسید در آب
 
استاد راهنما :
پروفسور محمد مهدی برادرانی
 
بهمن 1393
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب
چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1

فصل اول: کلیات

1-1)مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..3.

1-2) روش های سنتز ایندولنین .    …………………………………………………………………..3

1-3) آلکیلاسیون ایندول ها…………………………………………………………………………………………………………………………………..5

1-4) روش های دیگر سنتز ایندولنین ها………………………………………………………………………………………………………………7.  

1-5) واکنش ویلسمایر……………………………………………………………………………………………………………………………………….8

1-6)برخی واکنش های متفرقه ایندولنین ها………………………………………………………………………………………………………….9

1-7) واکنش های چند جزیی………………………………………………………………………………………………………………………… 10.

1-8)واکنش های تک ظرفی…………………………………………………………………………………………………10. 

1-8-1) مزایایی واکنش های تک ظرفی…………………………………………………………………………………………………………… 11

1-9)ترکیبات اسپیرو………………………………………………………………………………………………………………………………12. 

1-10) سیستم حلقه اسپیرو اکسو ایندول………………………………………………………………………………………………………… 12.

1-11) سنتز ترکیبات اسپیرو اکسو ایندول از ایزاتین…..……….………………………………………. 14.

 1-12) سنتز ترکیبات اسپیرو از ماده اولیه غیر از ایزاتین…………………………………………………20.

1-13) سنتز ترکیبات دو اسپیرو از ایزاتین……………………………………………………………. 20

1-14)هدف پژوهشی……………………………………………………………………………………………………………………………………..22.

 فصل دوم: بخش تجربی

2-1) مواد و وسایل………………………………………………………………………………………………………………………………………24.

2-2) روش های سنتز ترکیبات…………………………. ……………………………………..…25.

2-2-1) سنتز 4و5و5- تری متیل-4و5- دی هیدرو پیرولو ]3،2،1– [hiایندول-1و2- دی اون..…………….…25

2-2-1-1)سنتز 2و3و3- تری متیل-H 3- ایندول………………..………………………………..…..25

2-2-1-2)سنتز 2و3و3- تری متیل ایندولین:. ……………………………………………………….26

2-2-1-3)سنتز 2–(2و3و3- تری متیل ایندولین-1-ایل)-2- اکسو استیل کلراید:…… ………………….….26

2-2-1-4) سنتز 4و5و5- تری متیل-4و5- دی هیدرو پیرولو ]3،2،1 [hi- ایندول-1و2- دی اون27………….……………….

2-2-2) روش های سنتزی مواد ایندولی و اسپیرو……………………………………………………….28

2 -2-3)بخش اول….………………………..……………………………………………………..28

2-2-3-1 )مشخصات طیفی ترکیبات ایندولی و  اسپیرو سنتز شده.……….………………..………………30

2-2-3-1-1)  اتیل 2- آمینو-4’،5،’5′-تری متیل -2’، 5 – دی اکسو-4’، 5،5’، 6، 7، 8-هگزا هیدرو -H  ‘2 -اسپیرو  ]کرومن-4،’1-پیرولو]3، 2، 1-i h] ایندول ]-3-کربوکسیلات……….…..…………….………30

2-2-3-1-2)   2-آمینو-4’،5’،5′-تری متیل – 2’،5- دی اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H ‘2-اسپیرو ]کرومن -4، ‘1 پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3 -کربونیتریل   )………..……………….. ……………………30

2-2-3-1-3)   اتیل 2-آمینو-4’،5’،5’،8،8-پنتا متیل- 2’، 5 –دی اکسو-4’،،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H’2-اسپیرو ]کرومن – ‘1-پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3 کربوکسیلات……………..……………………………..…30

 2-2-3-1-4) 2 -آمینو-4’،5’،’5،8،8-پنتا متیل – 2’، 5 – دی اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H ‘2-اسپیرو ]کرومن -4،’1-پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3- کربونیتریل…………………………………………………………31.

2-2-3-1-5)  اتیل 2-آمینو-4’،5’، 5’،7،7-پنتا متیل-–2’،5  -دی اکسو-4’،5،5’، 6،7،8-هگزا هیدروH ‘2- اسپیرو]کرومن -4، ‘1-پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول] -3- کربوکسیلات……………………..…..………………31

2-2-3-1-6) 2-آمینو-4’،5’، 5’،7،7-پنتا متیل –  2’،5 – دی اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H ‘2-اسپیرو]کرومن -4، ‘1- پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3 –کربونیتریل……………………………………………………………………………….31.  

2-2-4) بخش دوم……………………………………………………………………………………………………………………………………….32.

2-2-4-1)مشخصات طیفی ترکیبات ایندولی و اسپیرو سنتز شده………………………..….……………34

2-2-4-1-1) 4، 5،5-تری متیل-  3’،4،4’،5، 6’، 7′-هگزا هیدرو–H2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-اکسانتن]- 1’،2، 8’ (H ‘2، H ‘5)-تری اون…………………………….……………………………34.

2-2-4-1-2) 4،’4،’4، 5،5،’5،’5-هپتا متیل-‘3،4،’4، 5،’6،’7- هگزا هیدر-h2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-اکسانتن]- ‘1، 2، ‘8((H ‘2، H ‘5)-تری اون…………………………………………………………………………..34..

2-2-4-1-3)  ‘3،’ 3، 4،5،5،’6،’6- هپتا متیل-‘3،4،’ 4،5،’6،’7- هگزا هیدرو-H2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-اکسانتن]- ‘ 1،2، ‘8(H ‘2، H ‘5)-تری اون……………………………..34.

2-2-4-1-4) ‘ 4 ،’ 5،’ 5-تری متیل-‘ 4، 5،’ 5 ، 7-تترا هیدرو-‘ H 2-اسپیرو[دی سیکلوپنتا[b,e]پیران- 8  ، ‘ 1 -پیرولو[3،2،1-hi]ایندول 2  ،  ‘ 2  ، 6 (1H ،  3H) تری اون……………………………………………………………………………………………………………34.

2-2-4-1-5) 1، 3  ، 7،  9-تترا اتیل-  ‘ 4  ، ‘  5 ، ‘  5 –تری متیل –  ‘  4،  ‘  5  –دی هیدرو- ‘ 2 H-اسپیرو]-  پیروانو] 2 ، 3-d : 5 ، 6 –  ایندول-2 ، ‘  2 ،4 ،6 ، 8(H 1، H2، H3، H7 ، H9)-پنتا اون……….35.

2-2-4-1-6)  1، 3  ، 7،  9-تترا اتیل-  ‘ 4  ، ‘  5 ، ‘  5 –تری متیل –  2 ،  8  –دی تیوکسو – 2 ، 3 ، 4’،’ 5 ، 8 ، 9 –هگزا

هیدرو – ‘ 2 H-اسپیرو]-  پیروانو] 2 ، 3-d : 5 ، 6 –  ایندول- ‘  2 ،4 ،6 (H 1،

H7)-تری  اون…………………………………………………………………………………………………………………………………………………35

2-3) بخش سوم……………………………………………………………………..………..35

2-3-1). سنتز 5و6 -دی هیدرو H1-پیرولو]3، 2، 1-[ij کینولین-1و2(H4)-دی او.…………..……….36

2 -3-1-1). سنتز 5و6 -دی هیدرو H1-پیرولو]3، 2، 1-[ij کینولین-1و2(H4)-دی اون…………………..36

 2-3-1-2) سنتز 5و6- دی هیدرو H1-پیرولو ]3، 2، 1-[ijکینولین-1و2(H4)-دی اون……….…………..36

2-3-2 ) .  روش کلی سنتز ترکیبات کینولینی و  اسپیرو  ……………………………………………………………………………..37.

2-3-3)مشخصات طیفی ترکیبات کینولینی و  اسپیرو سنتز شده……………………….………………39.

 2-3-3-1) ‘3، ‘4، 5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیر [پیرولو[3،2،1-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘ 1،28 (H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون……………………………………………………………………………………………………………………………………39

 2 -3-3-2) ‘4،’4،’5،’5-تری متیل-‘3، ‘4،5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرولو[3،2،1-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘پیرولو ] ‘1،2، ‘8(H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون……..……..………………………….…39.

 2-3-3-3) ‘3،’3،’6،’6-تترا متیل-‘3، ‘ 4، 5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرولو[1،2،3-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘ 1،2، ‘8 (H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون……………….….……………………………40

2-3-3-4)  2، 3،5 ،’5،6،’ 6-هگزا  هیدرو اسپیرو [دی سیکلو پنتا [b،e] پیران-8،’1-پیرولو [3،2،1-ij] کینولین]-1 ،’2،7  (H  ‘4)-تری اون……………………………..……………………………………………40

2-3-3-5) ‘5،’6-دی هیدرو اسپیرو [پیرانو [2،3-d:6،5-‘d]دی پیریمیدین- 5،’1-پیرولو [3،2،1-

 

ij]کینولین]-2،’2، 4، 6،8(H1،H3،H’4،H7،H9)-پنتا اون……………………………………………41

2-3-3-6)  1، 3 ، 7،9-تترا اتیل- 2،8-دی تیوکسو- 2،3،’5،’ 6، 8،9-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرانو [2،3-d:6،5-‘  d ]  دی پیریمیدین -5،’1-پیرولو [3،2،1-ij] کینولین ]- ‘  2، 4،6-(H1،’ H 4، H7)-تری اون…   41

فصل سوم: بحث و نتیجه­ گیری

3-1)  سنتز ترکیبات اسپیرو………………………………….………………………..…….43.

3-1-1) کلیات…………………………………………….………….………………….43

3-1-2) سنتز4و5و5- دی هیدروپیرولو [3،2،1–hi] ایندول-1و2-دی اون….…….…………………43.

3-1-2-1) سنتز 2و3و3- تری متیل- 3H- – ایندول…………………. ……….…………………43

3-1-2-2) سنتز 2و3و3- تری متیل ایندولین…………………………………………………..44

3-1-2-3) سنتز 2-( 2و3و3- تری متیل ایندولین-1-ایل)- 2- اکسواستیل کلراید………………..….45..

3-1-2-4) سنتز  4و5و5- تری متیل-4و5- دی هیدروپیروولو [3،2،1–hi ] ایندول-1و2-……..………45.

3-1-3) روش کلی سنتز مشتقات ایندولی, و اسپیر..…………………….……………………..46

3-1-4) مکانیسم کلی سنتز مشتقات ایندولی و اسپیرو…………………………………………47.

3-1-5) شناسایی سنتز  مشتقات پیرولی و اسپیرو………………………………………………47

3-1-5-1)  اتیل 2- آمینو-4 ،5،5-تری متیل -5- دی اکسو-4، 5،5، 6، 7، 8-هگزا هیدرو-H  ‘2-اسپیرو  ]کرومن-4، پیرولو]3، 2، 1-hi ] ایندول ]-3-کربوکسیلات….………………………………………………………………48

3-1-5-2)  2-آمینو-4’،5،’5′-تری متیل -5-اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H ‘2-اسپیرو ]کرومن -4، ‘1-پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3 کربونیتر …… ………….………………………….48.

3-1-5-3) )  اتیل 2-آمینو-4’،5’،’ 5،7،7-پنتا متیل-5-اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدروH ‘2- اسپیرو]کرومن -4، ‘1- پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول…………………………………….…………………..49

3-1-5-4) 2-آمینو-4’،5’،’5،7،7-پنتا متیل -5-اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو ‘2-اسپیرو]کرومن -4، ‘1-پیرولو]3،2،1-hi ]ایندول]-3 کربونیتریل……………………….…………………………….50

3-1-5-5) اتیل 2-آمینو-4’،5’،5’،8،8-پنتا متیل-5-اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H’2-اسپیرو ]کرومن -4، ‘1-پیرولو]3،2،1-ی hi ]ایندول]-3 کربوکسیلات………….….………………………50

3-1-5-6) 2 -آمینو-4’،5’،’5،8،8-پنتا متیل -5-اکسو-4’،5،5’،6،7،8-هگزا هیدرو-H ‘2-اسپیرو ]کرومن -4، ‘1-پیرولو]3،2،1- hi ]ایندول]-3 کربونیتریل………………………………………..51

  3-2) بخش دوم……………………………………………………………………………………………………………………….. 52

3-2-1) روش کلی سنتز مشتقات پیرولی و اسپیرو..…………………………………………52

    3-2-2) مکانیسم کلی سنتز مشتقات پیرولی و اسپیرو………………………………………52

3-2-2-1) 4، 5،5-تری متیل- ‘3،4، ‘4،5، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو-H2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-اکسانتن]- ‘1،2، ‘8(H ‘2- H ‘5)-تری اون…….…………………………………53.

3-2-2-2) ‘4،’4،5،5،’5،’5-هپتا متیل-‘3،4،’4،5،’6،’7- هگزا هیدرو-H2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-  اکسانتن]- ‘1،2، ‘8(H ‘2- H ‘5)-تری اون…………………………..……54.

3-2-2-3) ‘3،’3،4،5،5،’6،’6- هپتا متیل-‘3،4،’4،5،’6،’7- هگزا هیدرو-H2 –اسپیرو[پیرولو[3،2،1-hi]ایندول-1، ‘9-اکسانتن]- ‘1،2، ‘8(H ‘2- H ‘5)-تری اون……….………………………54

3-2-2-4) ‘ 4 ،’ 5،’ 5-تری متیل-‘ 4، 5،’ 5 ، 7-تترا هیدرو-‘ H 2-اسپیرو[دی سیکلوپنتا[b,e]پیران- 8  ، ‘ 1 -پیرولو[3،2،1-hi]ایندول 2  ،  ‘ 2  ، 6 (1H ،  3H) تری اون………………………………………………………………………………………55

3-2-2-5) 1، 3  ، 7،  9-تترا اتیل-  ‘ 4  ، ‘  5 ، ‘  5 –تری متیل –  ‘  4،  ‘  5  –دی هیدرو- ‘ 2 H-اسپیرو]-  پیروانو] 2 ، 3-d : 5 ، 6 –  ایندول-2 ، ‘  2 ،4 ،6 ، 8(H 1، H2، H3، H7 ، H9)-پنتا اون………………………………………………………………………………………………………………………………………56

3-2-2-6)  1، 3  ، 7،  9-تترا اتیل-  ‘ 4  ، ‘  5 ، ‘  5 –تری متیل –  2 ،  8  –دی تیوکسو – 2 ، 3 ، 4’،’ 5 ، 8 ، 9 – هگزا هیدرو – ‘ 2 H-اسپیرو]-   پیروانو] 2 ، 3-d : 5 ، 6 –  ایندول- ‘  2 ،4 ،6 (H 1، H7)-تری  اون………………………………………………………………………………………………………………………..56

3-3- کلیات بخش سوم……………………………………………………………..……………57

3-3-1) سنتز5و6- دی هیدرو H1-پیرولو]3، 2، 1-[ij کینولین-1و2(H4)-دی اون…..…..………….………57

3-3-2).سنتز 5و6 -دی هیدرو H1-پیرولو]3، 2، 1-[ij کینولین-1و2(H4) -دی اون…………………….. .……58.

3-3-3) روش کلی سنتز ترکیبات کینولی  و اسپیرو………………………………………………………59

3-3-4) مکانیسم کلی سنتز ترکیبات اسپیرو……………………………..…..….……………………..59.

3-3-5) شناسایی ترکیبات اسپیرو………………………………………………………………………60

3-3-5-1) ‘3، ‘ 4، 5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرولو[3،2،1-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘ 1 ،2، ‘8 (H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون………………………………………….………………………………60.

3-3-5-2) ‘4،’4،’5،’5-تری متیل-‘3، ‘4،5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرولو[3،2،1-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘1،2، ‘8(H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون………………………………………….…………61

3-3-5-3) ‘3،’3،’6،’6-تترا متیل-‘3، ‘ 4، 5،6، ‘6، ‘7-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرولو[3،2،1-ij]کینولین- 1، ‘9-اکسانتن]- ‘ 1،2،’8(H ‘2،H4، H ‘5)-تری اون…………………………..…..………..………….62

3-3-5-4)2، 3  ، 5،’5،’ 6-هگزا هیدرو اسپیرو [دی سیکلو پنتا [b،e] پیران-‘1، 8-پیرولو [3،2،1-ij] کینولین]-1،’ 2،7 ((H  ‘4)-تری اون…………………………..……………………………….………63

3-3-5-5)  ‘5،’6-دی هیدرو اسپیرو [پیرانو [2،3-d:6،5-‘d]دی پیریمیدین- 5،’1-پیرولو [3،2،1-ij]کینولین]- 2،’2،4،6،8(H1،H3،H’4،H7،H9)-پنتا اون……..……….………….……………………64

3-3-5-6)  1،3 ، 7،9-تترا اتیل- 2،8-دی تیوکسو- 2،3،’5،’ 6، 8،9-هگزا هیدرو اسپیرو [پیرانو [2،3-d:6،5-‘  d ] دی پیریمیدین – ‘1 ،5-پیرولو [3،2،1-ij] کینولین ]- ‘ 2،4،6-(H1،’ H 4، H7)-تری اون…….……..…65

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..67

فصل چهارم: ضمائم و پیوست ها

ضمائم و پیوست ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….69

منابع…….. 105

چکیده
تحقیقات انجام شده در این پایان ­نامه شامل سه بخش می باشد.بخش اول  سنتز تک ظرفی،  سه جزئی مشتقات جدیدی از تر کیبات اسپیرو با بهره گرفتن از 4و5و5- تری متیل-4و5- دی هیدرو پیرولو ]3،2،1– [hiایندول-1و2- دی اون  در حلال  آب و مشتقات  β-دی کتونها و مالونو نیتریل یا اتیل سیانو­استات در حضور کاتالیزورHMTA   می­باشد.

بخش دوم  سنتز تک ظرفی،  سه جزئی مشتقات جدیدی از تر کیبات اسپیرو با بهره گرفتن از 4و5و5- تری متیل-4و5- دی هیدرو پیرولو ]3،2،1– [hiایندول-1و2- دی اون  در حلال  آب و دو برابر مشتقات  β-دی کتونها در حضور کاتالیزورp-TSA   می­باشد

بخش سوم سنتز تک ظرفی،  سه جزئی مشتقات جدیدی از تر کیبات اسپیرو با بهره گرفتن از سنتز 5و6 -دی هیدرو H1-پیرولو]3، 2، 1-[ij کینولین-1و2(H4)-دی اون در حلال  آب و دو برابر مشتقات  β-دی کتونها در حضورکاتالیزور

p-TSA   می­باشد

کلید واژه: دیون ،سنتز تک ظرفی سه­جزئی ، ترکیبات اسپیرو ، مشتقات  β-دی کتونها حلقوی

فصل اول: