روغن و گریس های پایه بیولوژیک

روغن و گریس های پایه بیولوژیک

نویسنده: مهندس سعید صالحی
با تشکر از ایشان
در اکثر کشورهای جهان، قوانین جدیدی برای جایگزین کردن روانکارهای پایه بیولوژیک بجای پایه(معدنی) با هدف حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از آلودگی و تخریب آن تدوین شده است. در این زمینه پژوهشگران بسیاری در حال تحقیق و فعالیت هستند، از آن جمله دکتر قاسم طلوع هنری استاد دانشگاه آیوای شمالی در ایالات متحده و مؤسس سازمان تولید روانکارهای پایه کشاورزی (NABL1) است که به عنوان یکی از شاخص ترین پژوهشگران در این رشته شناخته شده است. وی سمت و عضویت های مختلفی را در سازمانهای معتبر روانکاری جهان مانند ASTM، SAE، NFPA، NLGI، STLE، AOCS داشته و برنده جایزه DIAA2 از سازمان FPS3 نیز بوده است. دکتر طلوع هنری طی15 سال تحقیق و بررسی، بیش از30 فرمولاسیون را برای روغن و گریسهای پایه بیولوژیک تدوین کرده و9 حق اختراع(Patent) به نام وی ثبت شده است. او اولین گریس ساخته شده از روغن سویا را در سال1998 به بازار عرضه کرد که از تغلیظ کننده های پایه بنتون (Clay) برای ساخت آن استفاده شده است. این پژوهشگر صاحب نام همچنین نقش مؤثری در تولید و عرضه گریسهای پایه بیولوژیک لیتیم، لیتیم کمپلکس، آلومینیوم کمپلکس، و گریس های مصرفی صنایع غذایی، خودروسازی و صنایع سنگین خصوصاً راه آهن به بازارهای جهانی داشته است.
    مقاله پیش رو، برگرفته از مقاله دکتر طلوع هنری است که در کنفرانس سالیانه انجمن روانکار گریس اروپا، ELGI ، در سال2007 ارایه شده است.
    
    

    براساس تعریف سازمان FSRIA محصولات پایه بیولوژیک عبارتند از تولیدات بازرگانی و یا صنعتی (به غیر از خوراکی) که کل و یا بخشی از آن از مواد پایه بیولوژیک و یا از منابع کشاورزی(شامل گیاهان و گونه های مختلف حیوانات) ساخته شده باشد. این گروه فرآورده ها به دوبخش پایه بیولوژیک (Bio-based) و زیست- تجزیه پذیر (Bio- degradable) تقسیم بندی شده است.

ترکیبات سازنده شیشه

ترکیبات سازنده شیشه

اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه

با نگاه به جدول تناوبی ، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه بدست نیاید، ولی سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سیلیس ، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس (SiO₂) ، دی‌اکسید بور (B₂O₃) ، پنتا اکسید فسفر (P₂O₅) که از هر کدام بتنهایی می‌توان شیشه تهیه نمود.

گدازآورها

کربنات سدیم (Na₂CO₃) ، کربنات پتاسیم (K₂CO₃) و خرده شیشه ، سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na₂SiO₃ , K₂SiO₃) که حاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند. به همین علت است که اغلب شیشه‌های مصرف شده در گلخانه پس از چند سال کدر می‌شوند و نور از آنها بخوبی عبور نمی‌نماید.

تثبیت کننده‌ها

برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم، باید اکسیدهای دو ظرفیتی باریم ، سرب ، کلسیم ، منیزیم و روی به مخلوط اضافه کنیم که به این عناصر ، ثابت کننده می‌گویند.

تصفیه کننده‌ها

موجب کاستن حباب هوای موجود در شیشه می‌شوند و بر دو نوعند:

1. فیزیکی: سولفات سدیم (Na₂SO₄) ، کلرات سدیم (NaClO₃). با ایجاد حباب‌های بزرگ حباب‌های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می‌کنند.
2. شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می‌کنند که حباب‌های کوچک داخل شیشه را از بین می‌برند.

تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواد اولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا می‌شد. حال به چند ماده دیگر که به نوعی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌کنیم.

افزودنیها

Exploring the Table of Isotopes

با کلیک بر روی عناصر در مورد ایزوتوپهای آن عنصر بیشتر بدانیم. 

لینک

گاز طبیعی، منابع و شکلهای مختلف آن

گاز ساختگی (SUBSTITUTE NATURAL)گاز ساختگی را می توان مانند گاز سنتز از گازسازی زغال سنگ و یا گازرسانی مواد نفتی بدست اورد ارزش گرمایی این گاز در مقایسه با گاز سنتز بسیار بالاتر است چون مانند گاز طبیعی بخش عمده آن را گاز متان تشکیل می دهد. گاز ساختگی را می توان با روش لورگی نیز بدست آورد ( همچنین نگاه کنید به لورگی - رهرگس فرایند). 

◄   گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)گاز سنتز گازی است بی بو ، بی رنگ و سمی که در حضور هوا و دمای ۵۷۴ درجه سانتیگراد بدون شعله می سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگی به میزان درصد هیدروژن و کربن منواکسید دارد از گاز سنتز می توان به عنوان منبع هیدروژن برای تولید آمونیاک ،متانول و هیدروژن دهی در عملیات پالایش و حتی به عنوان سوخت استفاده کرد گاز سنتز از گاز طبیعی ، نفتا، مواد سنگین و زغال سنگ بدست می اید . معمولا برای تولید هر یک تن گاز سنتز که در آن نسبت مولی H2/CO=1 باشد ، به ۰/۵۵ تن متان نیاز است . در صورتی که این نسبت ۳ باشد ۰/۴۹ تن متان لازم خواهد بود. تهیه گاز سنتز از منابع هیدروکربورها امکان پذیر است که به شرح زیر خلاصه می شود:

۱- تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ و یا گازی کردن زغال سنگ بخار آب و اکسیژن در دمای ۸۷۰ درجه سانتیگراد و فشار ۲۷ اتمسفر با زغال سنگ ترکیب می شود محصول حاوی ۲۲/۹ درصد هیدروژن ۴۶/۲ درصد کربن منو اکسید ،۷/۸ درصد کربن دی اکسید ، ۲۲/۵ درصد آب و ۰/۶ درصد کربن متان و نیتروژن است پس از جداسازی گاز کربن دی اکید ، محصول برای فروش از طریق خطوط لوله عرضه می شود. در نمودار زیر فرایند تولید گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.

۲- تهیه گاز سنتز از مواد سنگین نفتی مواد سنگین نفتی با اکسیژن ( نه هوا) در دمای ۱۳۷۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱۰۲ اتمسفر ترکیب شده و گاز سنتز تولید می کند.

۳- تهیه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت کاتالیست نیکل در دمای ۸۸۵ درجه سانتیگراد و فشار ۲۵ اتمسفر ترکیب وگاز سنتز حاصل می شود.

۴- تهیه گاز سنتز از گاز طبیعی این روش که در جهان متداول تر است در در دو مرحله کراکینگ و خالص سازی ، گاز طبیعی به گاز سنتز تبدیل می گردد.در این روش از کبالت ، مولیبدیم و اکسید روی به عنوان کاتالیست استفاده می شود. محصول نهایی حاوی ۸۳/۸ درصد هیدروژن ، ۱۴/۸ درصد کربن منواکسید ۰/۱ درصد کربن دی اکسید و مقداری متان نیتروژن و بخار آب است. فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در شکل نشان داده شده است. 

◄   گاز شهری (TOWN GAS)اصطلاحا به گازی گفته می شود که از طریق خط لوله از یک مجتمع تولید گاز به مصرف کنندگان تحویل می شود . گاز شهری یا از زغال سنگ و یا از نفتا تولید و در مناطقی مصرف می شود که یا گاز طبیعی در دسترس نباشد و یا زغال سنگ ارزان به وفور یافت شود ترکیب گاز شهری هیدروژن %۵۰، متان%۲۰ تا %۳۰، کربن منواکسید %۷ تا %۱۷، کربن دی اکسید%۳، نیتروژن %۸، هیدروکربورها %۸ علاوه بر این ناخالصی های دیگری مانند بخار آب ، امونیال ، گوگرد، اسید سیانیدریک نیز در گاز شهری وجود دارد. به گاز شهری گاز زغال سنگ و یا گاز سنتز نیز می گویند. در ایران گازی که از طریق خط لوله به مشترکین در شهرها عرضه می گردد گاز طبیعی است و ترکیب آن مشابه گاز شهری نیست. 

◄   گاز شیرین (SWEET GAS)گازشیرین گازی است که هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید آن گرفته شده باشد.◄   گاز طبیعی (NATURAL GAS)

طیف سنجیNMR چیست؟

Uses of NMR spectroscopy

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy is an analytical chemistry technique used in quality control and reserach for determining the content and purity of a sample as well as its molecular structure. For example, NMR can quantitatively analyze mixtures containing known compounds. For unknown compounds, NMR can either be used to match against spectral libraries or to infer the basic structure directly. Once the basic structure is known, NMR can be used to determine molecular conformation in solution as well as studying physical properties at the molecular level such as conformational exchange, phase changes, solubility, and diffusion. In order to achieve the desired results, a variety of NMR techniques are available. The basics of NMR are described here 

نرم کردن آب با آهک و سودااش

آهک و سودااش در فرآیندهای نوع سرد، گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل ترسیب در درجه حرارت معمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوبگذاری در دمائی حدود 50C صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک- سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب 100C بوده و راندمان حذف سختی بسیار بالاست.

واکنشهای آهک
آهک معمولا به صورت هیدراته برای حذف سختیهای کربناته و غیرکربناته مورد استفاده قرار می گیرد. اما در بعضی از دستگاههای بزرگ استفاده از آهک به صورت CaO مقرون به صرفه تر است. بنابراین در بیشتر مواقع لازم است آهک را قبل از استفاده بصورت هیدروکسید درآورد.

CaO + H2O → Ca(OH)2

• سختی کربناته
آهک هیدراته در واکنشهای شیمیایی، سختی کربناته را به صورت کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد. در این روش در صورت وجود سختی کربناته در آب آنها از آب خارج میگردند.

Ca(OH)2 + Co2 → CaCo3 ↓+ H2O
Ca(HCo3)2 + Ca(OH)2→ 2CaCo3 + 2H2O
Mg(HCo3)2 + Ca(OH)2 →CaCo3 ↓+ MgCo3 + 2H2O
MgCo3 + Ca(OH)2 → MgCo3 ↓+ CaCo3 ↓

• سختی غیرکربناته
آهک هیدراته سختی غیرکربناته حاصل از منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد و باعث پدیدآمدن کلرور، نیترات سولفات کلسم محلول میگردد که لازم است برای جداسازی این املاح از آب سودااش به آب اضافه نمود.

MgSo4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaSO4
CaSo4 + Na2Co3 → Na2So4 + CaCO3 ↓


MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCl2
CaCl2 + Na2Co3 → 2NaCl + CaCo3 ↓

حذف سیلیس
یکی از مهمترین مزایای فرآیند آهک- سودا حذف سیلیس می باشد. بگونه ای که در ازاء حذف 100ppm منیزیم در این فرآیند مقدار 12ppm سیلیس حذف میگردد. برای حذف سیلیس در صورت عدم وجود منیزیم کافی بایستی ترکیباتی حاوی منیزیم، مثل اکسید منیزیم (MgO) به محیط واکنش اضافه نمود. زیرا باعث افزایش TDS (Total Disolved Solid) نمیشود. واکنش سیلیس با منیزیم به صورت استوکیومتریک نمی باشد بلکه واکنش از نوع جذب می باشد که معمولا سیلیس به صورت لجن و با فرمول Mg(OH)2.SiO2 رسوب می کند.
حذف سیلیس توسط اکسیدمنیزیم با بالارفتن درجه حرارت افزایش می یابد. بطوریکه در فرآیندهای سرد، گرم و داغ راندمان عمل آن، خوب و عالی می باشد. لازم به ذکر است که در فرآیندهای نوع سرد و گرم جهت افزایش راندمان، میتوان املاح منیزیم را به همراه املاح آهن به کار برد.

تهیه آب برای صنعت از روشهای نوین
گستردگی صنعت و پیشرفت فناوری باعث گردیده تهیه آب برای صنعت نیز دارای تنوع و دگرگونیهای زیادی گردد. امروزه صنایع بدلیل استفاده از دستگاههای بسیار خاص و گران قیمت نیازمند آبی با تصفیه ای بخصوص می باشند که در این راستا بایستی از روشهایی ویژه بجز سبکهای قدیمی، ترسیب و تغویض یونی با استفاده از رزینها بکار گرفته شود.
مهمترین و کارآمدترین این روشها، استفاده از غشاءهای بسیار نازک با سوراخهایی با قطر کمتر از یک میکرومتر می باشد. این غشاءها عمدتا از جنس استات سلولز بوده و قادر است از عبور املاح محلول جلوگیری کرده و بدینوسیله آب را با راندمان قابل توجهی تصفیه کند.
یکی از مشهورترین این روشها اسمز معکوس (Revers Osmosis) می باشد که از غشاءهایی با قابلیت عبور مولکولهای آب و حذف دیگر املاح آب تا نزدیک به 90% استفاده می نماید.
یکی دیگر از این روشها الکترودیالیز معکوس [(Electro Dialysis Reversal) EDR] می باشد. در روش EDR از غشاهایی با خاصیت انتخابی استفاده می گردد.
لازم به ذکر است اگرچه قیمت پایه این دستگاهها برای کشورهای در حال توسعه زیاد می باشد اما استفاده از آنها با هزینه راهبری کمتری نسبت به روشهای تعویض یونی (Ion Exc) همراه خواهد بود.

فرایندهای رایج در یک پالایشگاه نفت

پالایشگاه‌های نفت شامل واحد‌های پروسس مختلفی است که در ذیل به توضیح مختصر هر یک از موارد می‌پردازیم:

• واحد نمک زدایی(Desalter Unit) (طی عملیات شستشو قبل از آنکه نفت خام به واحد جداسازی اتمسفریک منتقل گردد نمک از نفت جدا می‌گردد.).
• واحد جداسازی اتمسفریک (Atmospheric Distillation Unit) (نفت خام به برش‌های مختلف تقطیر می‌شود).
• واحد جداسازی خلا (Vacuum Distillation Unit) (باقیمانده مواد از واحد جداسازی اتمسفریک بیشتر از هم جدا می‌گردند).
• واحد بهبود هیدروتریتور نفتا (Naphta Hydrotreator Unit) (با استفاده از هیدروژن از نفتای حاصل از برج تقطیر گوگردزدایی می‌شود).
• واحد اصلاح کاتالیستی (Catalytic Reformer Unit) (این واحد دارای کاتالیست می‌باشد که برای تبدیل رنج تبخیر نفتا به محصولات بهینه با اکتان بالا استفاده می‌گردد. یکی از تولیدات جانبی واحد اصلاح کاتالیستی هیدروژن می‌باشد که در هیدروتریتور و هیدروکراکر استفاده می‌گردد).
• واحد هیدروتریتور چگالشی (Distillate Hydrotreator) (سوخت دیزل چگالیده را پس از برج جداکننده گوگردزدایی می‌کند).
• واحد شکافت کاتالیستی سیالی (Fluid Catalytic Cracking Unit) (برش‌های سنگین تر برج تقطیر را به برش‌های سبک تر و با ارزش تر ارتقا می‌دهد).
• واحد شکافت هیدروکراکر (Hydrocracker Unit) (با استفاده از هیدروژن برش‌های سنگین تر را به برش‌های سبک تر با ارزش بیشتر تبدیل می‌کند).
• واحد اصلاح مرکس (Merox Treater) (در برخی موارد ویژه همانند اصلاح سوخت جت یا یک پروسه مرکس برای اکسیداسیون مرکاپتان‌ها به مواد آلی استفاده می‌گردد).
• فرآیند کک سازی (Caking Process) (طی این پروسه آسفالت به بنزین و سوخت دیزل تبدیل می‌شود و کک به عنوان باقیمانده می‌ماند).
• واحد آلکالیشن (Alkylation Unit) (برای پروسه ترکیب و اختلاط اجزایی با عدد اکتان بالا تولید می‌کند).
• واحد دیمرزاسیون (Dimerization Unit)
• وحد ایزومریزاسیون (Isomeration Unit) (مولکول‌های خطی را به مولکول‌های حلقوی که دارای اکتان بالاتری می‌باشند تبدیل می‌کند و محصول جهت اختلاط به درون واحد الکالیشن و یا بنزین هدایت می‌گردد).
• واحد تغییر بخار (Steam Reforming Unit) (هیدروژن مورد نیاز برای واحدهای هیدروکراکر و هیدروتریتور را تامین می‌کند).
• واحدهای گاز مایع شده پروپان و سوخت‌های گازی مشابه (این واحدها به صورت مدور می‌باشند تا توانایی تامین سوخت‌های مزبور را به صورت مایع داشته باشند).
• مخازن ذخیره نفت خام و فرآورده‌های پالایش شده.
• واحدهای یوتیلیتی همانند برج‌های خنک کن، واحد آب، واحد بخار، واحد جمع آوری و تصفیه فاضلاب. 
• مرجع

استخراج گاز

استخراج گاز
در ایران گاز طبیعی خام را از دو نوع چاه استخراج مینمایند .

1 – چاههای مسقل گازی - از قبیل میادین گاز پارس جنوبی – نار و کنگان – خانگیران - تابناک- حوزهای شانون، هما، وراوی و میدان گازى پازنان و غیره .

2 – چاههای نفت - از قبیل میادین اهواز – آغاجاری – مارون - گچساران – بی بی حکیمه - - رامشیر و غیره .

ترکیبات گاز طبیعی خام
1 - گاز طبیعی خام که از چاههای مستقل گازی استخراج میگردد و هنوز فرایندهای سرچاهی و پالایشی را طی نکرده است عمدتا از هیدروکربور متان بعلاوه گاز اتان و همراه با هیدروکربورهای دیگر( سنگین و مایع) مانند پروپان – بوتان - و هیدروکربورهای سنگین تر یا چکیده نفتی (CONDENSATE) بعلاوه بنزین طبیعی ( NATURAL GASOLINE) و همچنین مقداری از ناخالصی های غیر هیدروکربوری شامل بخار آب (H2O), کربن دی اکسید(CO2) , کربن منواکسید (CO), نیتروژن (N), هیدروژن سولفید (H2S), هلیوم (HE) که درصد هر کدام بستگی به نوع مخازن دارد تشکیل شده است .
این چاهها اصولا قادر به تولید در اندازه های تجاری بوده و محصول آنها با نام گاز غیر همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نیز شناخته میگردند گازهای استخراجی از چاههای مستقل گازی یا نفت همراه ندارند و یا مقدارنفت همراه آن بسیار ناچیز میباشد.
گاز طبیعی خام استخراجی از چاههای مستقل گازی با خود مقداری شن - ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تاسیسات پالایشی در مجموعه تاسیسات سر چاهی و توسط ساینده ها از گاز جدا میگردند.
دستگاههای گرمکن موجود در نقاط مشخصی درطول خط لوله تا مرکز جمع آوری نیز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز میگردند زیرا در صورت نبود این تجهیزات ترکیبات جامد و نیمه جامد هیدرات های گاز طبیعی احتمالی(کریستالهای یخ) در روند کار سیستم گردآوری ایجاد مشکلات عدیده مینمایند.

2 - گاز طبیعی خام از چاههای نفت نیز بدو صورت استخراج میگردد.
الف - در صورتی که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.
ب - در تماس مستقیم ولی جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) نامیده می شود .

مشخصات و مزیتهای گاز طبیعی

اسپکتروسکوپی مادون قرمز Infra red ) IR )

اسپکتروسکوپی مادون قرمز  Infra red )  IR )

مشاهده پیک در IR در اثر تغییر در سطوح انرژی ارتعاشی مولکول می باشد که بطور عمده شامل ارتعاشات کششی  stretching و خمشی bending  می باشد.محدوده جذب معمولی  IR  ( 2.5 تا 25 میکرومتر ) و یا برحسب عدد موج 400 تا 4000  cm -1  می باشد.موقعیت پیکها در  IR  بستگی به ماهیت پیوند ها دارد. پیکهای واقع در انتهای طیف ، دارای انرژی بالاتر ( طول موج کوتاهتر ) می باشند و اغلب مربوط به ارتعاشات کششی پیوند های کوتاه و قوی می باشند.استفاده از عدد موج در مقایسه با طول موج، جهت بیان محلهای جذب از این نظر که عدد موج با انرژی نسبت مستقیم دارد و همچنین جهت بیان محلهای جذب که از اعداد اعشاری استفاده نمی شود، ارجحیت دارد.

اجزاء و قسمتهای مختلف دستگاه اسپکتروسکوپ

منبع نور :
معمولا لامپ نرنست  ( Nernst ) است که شامل میله ای است که مخلوط اکسید زیرکونیوم ( Zirconium ) ، ایتریوم( Yttrium )  و اربیوم ( Erbium )  می باشد و به کمک برق تا  oC 1500   ۫گرم می شود .

محل نمونه :
چون شیشه و کوارتز تقریبا همه طول موجهای ناحیه مادون قرمز را جذب می کنند ، از این رو نمی توانند به عنوان سل و یا به عنوان منشور دستگاه  IR  بکار روند. نمک های هالوژنه به این منظور بکار میروند و معمولا از کلرور سدیم به عنوان سل نمونه استفاده می شود ، که چون در آب حل می گردد ، اگر نمونه حاوی آب باشد ، از سل  AgCl و یا برخی از پلیمرها استفاده می گردد.

منو کروماتور :
باید از جنس نمکهای هالوژنه باشد.

دتکتور :
از نوع حرارتی و ترموکوپل است . میزان انرژی نورانی جذب شده متناسب با میزان حرارت ایجاد شده می باشد .

رکوردر ( ثبات ) :
طیف نمونه را رسم می کند.

کاربرد طیف  IR

واکس های نفتی و روش های استخراج آنها

واکس های نفتی و روش های استخراج آنها

واکس ها هیدروکربن هایی هستند که از نفت خام استخراج می شوند. وجود ترکیبات شیمیایی با ارزشی نظیر پارافین های نرمال، نظر هر شیمی دانی را به خود جلب می کند. با استفاده از واکنش های شیمیایی می توان مواد با ارزشی را بدست آورد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار بگیرد.
    واکس های نفتی را برحسب مواد اولیه ای که از آن به دست می آیند، می توان به سه دسته تقسیم کرد.
    
    الف: واکس های پارافینی
    این نوع واکس از مواد اولیه با نقطه جوش پایین به دست آمده و بیشتر ترکیبات سازنده آن از هیدروکربن های نرمال پارافینی تشیکل یافته است. بیشتر هیدروکربن های شاخه دار (در صورت وجود) از نوع ایزو پارافین ها هستند. هیدرو کربن های سازنده واکس دارای20 تا40 مولکول کربن می باشند و جرم مولکولی آنها بین280 تا560 متغیر است. هم چنین در دمای عادی جامد بوده و ویسکوزیته آن حدود 35-45 SUS (در100 درجه سانتی گراد) و کریستال های آن به صورت سوزنی یا صفحه ای است.
    
    ب: واکس های میکروکریستال
    واکس های میکروکریستال از واکس گیری مواد اولیه سنگین (مواد اولیه با نقطه جوش بالا) به دست می آیند. کریستال های آن از انواع پارافینی ریزتر بوده و جرم مولکولی آن حدود800-450 وتعداد ترکیبات کربن سازنده آن بین57-32 می باشد.
    واکس های میکروکریستال در مقایسه با انواع پارافین ها با اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید سولفونیک بهتر ترکیب می شوند و علت این ترکیب، وجود هیدروژن، روی کربنِ نوع سوم است. انواع اکسیده شده این واکس ها در صنایع تولیدی واکسِ کف اطاق (POLISH) استفاده می شود. هم چنین در تولید رنگ به عنوان پیگمان سوسپانسیون به کار گرفته می شوند.
    
    ج: پترولاتوم

اگر عمل واکس گیری بر روی مواد باقی مانده تقطیر انجام شود واکس حاصل را پترولاتوم می نامند. کریستال های آن از دو نوع قبلی ریزتر بوده و مقداری روغن را در خود نگه داری می کنند به طوری که معمولاً حالت ژلاتینی دارند.
    جرم مولکولی آن بین980-560 و نقطه ذوب آن بین85-55 درجه سانتی گراد است. در مواقعی که بخواهند پترولاتوم را بدون استفاده از حلال و حرارت پخش کنند، از پترولاتوم امولسیون شده در آب استفاده می شود. برای این منظور بایستی مخلوطی از واکس ذوب شده در آب داغ با استفاده از یک امولسیون کننده نظیر تترا اتانول آمین تهیه کرد.
    جدول(1-1) خواص فیزیکی و شیمیایی واکس های پارافینی - میکروکریستال و پترولاتوم را نشان می دهد.
    
    بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی واکس های پارافینی
    بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی واکس می تواند تا حدی در شناسایی ساختمان شیمیایی واکس ها مورد استفاده قرار گیرد. به طور کلی شناسایی خواص واکس ها را می توان به سه دسته تقسیم کرد:
    الف: روش های فیزیکی (نقطه ذوب، درصد روغن، ویسکوزیته، ضریب شکست، جرم مخصوص ...)
    ب: آزمایش هایی که بیشتر جنبه مکانیکی داشته و بیشتر در صنایع، به منظور شناخت خصوصیات واکس به هنگام مصرف بر روی آن انجام می گیرد. (مقاومت در مقابل کشش، مقاومت در مقابل سایش، جلای واکس، انعطاف پذیری)
    ج: بررسی ساختمان شیمیایی ترکیبات سازنده واکس
    
    1- اسپکترومتر جرمی:
    با استفاده از اسپکترومتر جرمی در دمای زیاد می توان نوع ترکیبات و درصد هر یک از آنها را در واکس تعیین کرد.
    
    2- کروماتوگراف گازی:

نگاهی به کاربردهای گوناگون انرژی هسته ای

فن آوری هسته ای بحث تازه ای نیست که نیاز به معرفی داشته باشد چرا که این دستاورد علمی بشر، امروز راه خود را در میان کشورهای رو به توسعه باز کرده و از انحصار چند کشور بیرون آمده است.
فن آوری هسته ای امروز اساس حرکت در مسیر پر شتاب توسعه است و حقی است که هر ملت با اراده و توان علمی خود می تواند از آن بهره مند شود.
هر چند که انرژی هسته ای با انفجار بمب هسته ای که نمونه بارز آن در هیروشیما و ناکازاکی رقم خورد به گونه ای مخرب و شوم معرفی شد اما با مهار شدن انرژی در راکتورهای هسته ای این انرژی به طور مثبتی در اختیار و در خدمت بشر قرار گرفت.
امروز در کنار استفاده های نظامی از مواد رادیو اکتیو موارد استفاده صلح آمیز از آن به طور جدی مطرح است.
در تحقیقی که از سوی دکتر محمدتقی عیوضی عضو هیات علمی دانشگاه رازی کرمانشاه انجام شده به کاربردهای گوناگون انرژی هسته ای اشاره شده که ماحصل آن در ذیل بیان می شود.
این دانشمند که دارای مدرک دکترا در رشته فیزیک پزشکی از دانشگاه لیدز انگلستان است، از جمله موارد استفاده مفید از راکتورها را در نیروگاههای هسته ای عنوان می کند.
نیروگاه های هسته ای نوعی از تجهیزات راکتوری هسته ای را در بر می گیرند که به منظور تولید برق طراحی وساخته می شوند.
به دلیل تولید انرژی فوق العاده زیاد در واحد جرم سوخت هسته ای ( اورانیوم ، پلوتونیوم ) می توان

تصفیه آب، روش اسمز معکوس

پیشرفته ترین روش تصفیه آب، روش اسمز معکوس (Reverse Osmosis) می باشد که در این فرایند آب با فشار از یک سری غشاء نیمه تراوا (Semi Permeable Membrane ) عبور داده می شود. این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مولکول های کوچک تر از منافذ غشاء، عبور می کنند در حالی که مولکول‌های بزرگ تر قادر به عبور از غشاء نیستند (درشکل زیر ملاحظه میگردد که قطر منافذ یک ممبران حتی از قطر یک ویروس و باکتری نیز کوچکتر می باشد) و سپس در جریانی جانبی از کنار غشاء عبور داده شده و دفع می گردند .

در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده(Permeate) و پساب غلیظ (Reject) یا (Brine  ) تبدیل می شود.

اساس کار اسمز معکوس

حذف توامان سولفید هیدروژن و مرکاپتان از برش LPG (گاز مایع)

محققان پژوهشگاه صنعت نفت به فن‌اوری حذف توامان سولفید هیدروژن و مرکاپتان از برش LPG (گاز مایع) دست یافتند که ارزش افزوده بالایی در تولید این محصول سبک حاصل از تقطیر نفت خام به دنبال خواهد داشت.

به گزارش خبرنگار «پژوهشی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، مهندس جواد علایی ـ مدیر طرح‌های سولفورزدایی هیدروژنی و سولفور پژوهشکده پالایش و نفت پژوهشگاه صنعت نفت ـ با اعلام این مطلب، خاطرنشان کرد: استفاده از فن‌اوری حذف توامان سولفید هیدروژن و مرکاپتان از برش LPG و به کارگیری آن برای شش هزار و 700 بشکه در روز LPG پالایشگاه پارس شیراز ممکن و دانش فنی و پایه آن ارائه و کارها انجام شده است.

وی تصریح کرد: LPG یکی از محصولات سبک حاصل از تقطیر نفت خام یا سایر منابع هیدروکربنی‌ مانند میعانات گازی است که به عنوان سوخت در وسایل گاز سوز خانگی، صنایع مختلف و سوخت جایگزین خودروها به کار می‌رود.

مدیر طرح‌های سولفورزدایی هیدروژنی و سولفور پژوهشکده پالایش نفت ادامه داد: LPG تولید شده در پالایشگاه همانند سایر فرآورده‌های نفتی می‌تواند حاوی مقادیری از ترکیبات مختلف گوگردی مانند سولفید هیدروژن CS2، COS، (H2S، متیل واتیل مرکاپتان باشد.

علایی با بیان اینکه دانش فنی سولفورزدایی از LPG در انحصار چند شرکت شناخته شده در دنیا است،افزود: در حال حاضر فن‌آوری مرکاپتان زدایی توسط پژوهشکده توسعه فناوری‌های پالایشی در پژوهشگاه صنعت نفت به صورت کاملا بومی درآمده است به طوری که هم اکنون چه از نظر فرآیند و چه از نظر کاتالیست، کشور از خرید این تکنولوژی بی‌نیاز شده است.

وی خاطرنشان کرد: هدف از طراحی این واحد حذف کامل H2S و نیز کاهش میزان متیل و اتیل مرکاپتان موجود در خوراک به مقدار کمتر است و از آن جایی که در واحدهای مرکاپتان زدایی به طور معمول از کاستیک استفاده می‌شود حذف H2S به صورت یک طرفه و غیر قابل برگشت انجام می‌شود.

به عبارت دیگر کاستیک طی یک واکنش برگشت ناپذیر به سولفید سدیم تبدیل و در واقع مصرف می‌شود.

علایی اضافه کرد: در مورد مرکاپتان‌ها نیز حذف متیل یا اتیل مرکاپتان توسط کاستیک، برگشت پذیر بوده و کاستیک مصرف شده دوباره احیا می‌شود و تنها در طول زمان به علت تولید آب در واکنش این محلول رقیق می‌شود که لازم ا ست پس از مدتی بخشی از آن تخلیه و کاستیک غلیظ برای جبران اضافه شود از این رو در این گونه واحدها، هنگامی که غلظت H2S در خوراک بالا باشد، باید برای حذف H2S از روش جذب با آمین استفاده کرد.

به گزارش ایسنا، مدیر طرح های سولفورزدایی هیدروژنی پژوهشکده پالایش نفت اظهار کرد: البته در زمینه مرکاپتان زدایی با موسسه‌ای تحقیقاتی در روسیه کار مشترکی انجام می‌شد که اکنون پژوهشگاه به جایی رسیده که بی‌نیاز از شرکت‌های دیگر به طور مستقل می‌تواند این کار را انجام دهد.

علایی، کاهش میزان سولفور در LPG با ارزش افزوده خاص و افزایش قدرت مانور و فروش را از مزایای اقتصادی این طرح عنوان کرد.

وی از انجام طرح سولفورزدایی از نفت خام در این پژوهشگاه خبرداد و گفت: با انجام این طرح سعی می‌شود میزان سولفور موجود در نفت خام را به زیر 15ppm برسد و در واقع با توجه به آنکه نفت خام حاوی مقداری مرکاپتان است که علاوه بر ایجاد خوردگی از جهت صادرات با مشکلاتی رو برو می‌شود.

مدیر طرح های سولفورزدایی هیدروژنی پژوهشکده پالایش نفت پژوهشگاه صنعت نفت اظهار کرد: البته قطر نیز در زمینه تولید LPG از پارس جنوبی استفاده می‌کند که امیدواریم مرکاپتان تصفیه شده را با ارزش افزوده بالاتری ارتقا دهیم و مشتری را به سمت خودمان بکشانیم.

علایی تصریح کردد: دانش فنی فرآیند و ساخت کاتالیست به طور کامل در پژوهشکده توسعه فناوری‌های پالایشی بومی شده و از این فناوری می‌توان در تمام پالایشگاه‌های نفت، گاز و پتروشیمی استفاده کرد.

منبع:ایستا

ساختار اسرارآمیز آب

ساختار اسرارآمیز آب
کلید فهم اسرار آب، نحوه تعامل مولکول‌های آن با همدیگر است، مولکول‌هایی که از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده‌اند. اتم اکسیژن بار منفی ناچیزی دارد و اتم‌های هیدروژن، در مجموع بار مثبتی معادل آن دارند. به همین ترتیب، اتم‌های هیدروژن و اکسیژن مولکول‌های همسایه، از طریق تشکیل پیوندی به نام پیوند هیدروژنی به همدیگر جذب می‌شوند.

پیوندهای هیدروژنی، خیلی ضعیف‌تر از پیوندهایی هستند که اتم‌ها را در مولکول‌ها در کنار هم قرار می‌دهند، و به همین دلیل همواره در حال گسیختن و بازپیوستن هستند. این پیوندها هنگامی به حداکثر قدرت خود می‌رسند که مولکول‌ها به نحوی کنار هم قرار گرفته باشند که هر پیوند هیدوژنی در امتداد یک پویند مولکولی قرار بگیرد. شکل یک مولکول آب به نحوی است که هر مولکول H2O در میان چهار مولکول همسایه قرار می‌گیرد و یک هرم با قاعده مثلثی را تشکیل می‌دهد، که معمولا به نام تتراهدرون یا چهارسطحی شناخته می‌شود.

باران اسیدی

یکی از مشکلات جدی محیط زیست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگیر است، باران اسیدی می‌باشد. باران اسیدی به پدیده‌هایی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق می‌شود. باران هنگامی اسیدی است که میزان PH آب آن کمتر از ۵،۶ باشد. این مقدار PH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دی‌اکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بی‌کربنات در آب خالص است.
باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی می‌باشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی می‌گذارد.معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود ۵.۶ می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار قابل ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند وPH آنها کمتر از ۵ باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.
پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آلی و سوخت می‌باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.
« موتا » و « میلو » در سال ۱۹۸۷ عنوان داشتند که دی‌اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می‌آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می‌بخشند.
 ● عوامل موثر در اسیدیته باران
آب باران هیچگاه ، کاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصیهای آن افزوده شده است. ناخالصی طبیعی باران بطور عمده ناشی از نمکهای دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیت انسان در فرآیند ابرها دخالت می‌کنند.
آتش سوزی جنگلها نیز ، از جمله عواملی است که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی ، آتشفشانی و فعالیتهای انسان ، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی ، منطقه‌ای و جهانی در فضا منتشر می‌کنند. به عنوان مثال ، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی ، مواد خارج شده از دودکشهای کارخانه‌ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می‌شوند.
 ▪ اسیدهای موجود در باران اسیدی

نانوذرات؛حذف کننده مونواکسید کربن

حفاظت از جوامع شهری و روستایی در برابر آلاینده های زیست محیطی مستلزم انجام تحقیقاتی برای شناخت انواع آلاینده ها، منابع تولید آنها و همچنین در نظر گرفتن راهکارهای مناسبی برای کنترل و مهار آلودگی ها در محیط است. با توجه به این که رفع آلودگی های محیط زیست که می تواند پیامدهای نامطلوبی را در زندگی انسان ها و دیگر موجودات زنده ساکن این کره خاکی به همراه داشته باشد، نیازمند تعلیم و آموزش نیروهای متخصص در این زمینه است، بنابراین انجام تحقیقات پژوهشی که بتواند به روش های جدید و موثر برای مبارزه با آلودگی در محیط زیست دست یابد از اهمیت و ضرورت بسیار زیادی برخوردار است و به همین علت تاکنون مطالعات بسیاری در این زمینه از سوی محققان کشور انجام شده که اجرایی شدن آن می تواند نقش مهمی در سنجش، شناخت، کنترل و کاهش آلاینده هایی مانند آلودگی های نفتی، شیمیایی و میکروبی و همچنین بررسی اثرات مخرب آن بر محیط زیست داشته باشد.

آلودگی یکی از مهم ترین پیامدهای ناشی از زندگی جوامع انسانی است که محیط اطراف ما را تحت تاثیر خود قرار داده و زمینه مناسبی برای تهدید زندگی انسان ها به وجود آورده است، اگر چه ممکن است مفهوم آلودگی از نظر افراد مختلف متفاوت باشد، اما به طور کلی می توان گفت هر عاملی که وجود آن در محیط زیست به نحوی در چرخه طبیعی اختلال به وجود آورد و حیات انسان، حیوان یا گیاه را در معرض تهدید قرار دهد، آلودگی به شمار می آید. آلودگی آب ها، آلودگی هوا، آلودگی صوتی، دیداری و نوری نوعی آلودگی محسوب می شوند که به نوعی متفاوت محیط زیست را تهدید می کنند. با توجه به این که آلودگی هوا و آب ها آثار جبران ناپذیری در زندگی انسان ها داشته اند بیشتر تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده است منابع به وجود آورنده این 2 نوع آلودگی را مورد بررسی قرار داده اند و دیگر انواع آلودگی ها کمتر مورد توجه قرار گرفته، در نتیجه افراد کمتر با آن آشنایی دارند.

بررسی های انجام شده درباره غلظت آلاینده ها در نقاط مختلف شهرهای بزرگ نشان می دهد که در بسیاری از ساعات شبانه روز هوایی را تنفس می کنیم که از نظر سطح مونواکسید کربن و دیگر آلاینده های زیست محیطی آلوده است که این آلودگی ارمغانی از صنعت و فناوری است که نقش مهمی در رشد اقتصادی کشورها دارد.

مونواکسید کربن گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است که از احتراق ناقص مواد سوختنی حاوی کربن به وجود می آید و وسایل نقلیه موتوری، منبع اصلی تولید کننده این گاز در شهرها هستند.

اگرچه فعالیت های صنعتی و احتراق ناقص سوخت در تاسیسات تجاری و حرارتی نیز می توانند منجر به تولید گاز مونواکسید کربن شوند، اما تولید آن در مقایسه با آلودگی ناشی از مونواکسید کربن در نتیجه عبور وسایل نقلیه موتوری در سطح شهرها چندان قابل توجه نخواهد بود. میزان ترکیب مونواکسید کربن با هموگلوبین خون که نقش مهمی در انتقال اکسیژن به بافت های بدن دارد، در مقایسه با اکسیژن 200 برابر است، بنابراین تنها وجود مقادیر اندکی از این گاز در هوا و ترکیب آن با هموگلوبین خون موجب ایجاد ترکیب پایداری در خون می شود که مقدار هموگلوبینی که اکسیژن را به بافت های مختلف بدن می رساند، کاهش می دهد و مانع از جدا شدن اکسیژن و هموگلوبین از یکدیگر می شود.

وجود گاز آلاینده منواکسید کربن در خون، فشار نسبی گاز اکسیژن را نیز کاهش می دهد که این عامل سبب کاهش نیروی محرکه انتشار در بافت های بدن خواهد شد. چنین تغییراتی، سبب ایجاد مسمومیت ها و حساسیت هایی در بدن انسان می شود که تضعیف اعصاب مرکزی، حساسیت به نور و کاهش بینایی، عدم تشخیص زمان و کاهش توانایی در کنترل حرکات ارادی بدن از پیامدهای آن هستند.

بهبود انتخاب پذیری کاتالیست ها

نیمه عمر چیست

تجزیه رادیواکتیو:‏ به طور تجربی معلوم شده است که برای گروه بزرگی از اتمهای یک نوع ماده ‏رادیواکتیوی کسری از این اتمها که در هر ثانیه دچار تباهی می‌شوند، تعییرناپذیر است و ‏همیشه برای گروه بزرگی از اتمهای آن نوع ماده رادیواکتیو ، یکسان است. این کسر ‏تقریبا به طور کمی مستقل از تمام شرایط فیزیکی و شیمیایی ، مثلا دما ، فشار و ‏شکل ترکیب شیمیایی است. این خواص برجسته رادیواکتیویته شایان توجه خاصی است. زیرا پایه‌ای برای فهم ‏رادیواکتیویته است. مثلا فرض کنید که ۱۰۰۰/۱ اتمهای یک نمونه خالص تازه تهیه شده ‏در طول یک ثانیه تباهیده شوند. در این صورت انتظار خواهیم داشت که ۱۰۰۰/۱ اتمهای ‏باقیمانده در یک ثانیه بعد دچار تباهی شوند. به این ترتیب ۱۰۰۰/۱ اتمهای باقیمانده ‏پس از ده ثانیه نیز در طول ثانیه یازدهم تباهیده می‌شوند و همین طور تا آخر.
● نیم عمر چیست؟ واقع امر این است که در طول هر ثانیه متوالی از زمان ۱۰۰۰/۱ اتمهای باقیمانده در آغاز ‏آن ثانیه دچار تباهی می‌شود. این عمل دست کم تا آنجا ادامه دارد که تعداد اتمهای ‏باقیمانده به قدری کوچک شوند که پیشگویی های ما بسیار نامطمئن باشد. چون کسری از ‏اتمها که در هر ثانیه نابود می‌شود، برای هر عنصر ثابت است. عده اتمهایی که در واحد زمان دچار تباهی می‌شوند به نسبت کاهش عده اتمهایی ‏که هنوز تغییر نیافته‌اند، تقلیل می‌یابد. برای اورانیوم ۲۳۸ که مادر سری اورانیوم است، ‏‏نیم عمر ، ۴.۵ بیلیون سال است. این بدان معنی است که پس از ‏‎ ‎‎۴.۵x۱۰۹ ‎سال ، نصف اتمهای اورانیوم ۲۳۸ دچار تباهی می‌شوند. برای ‏پلونیوم ۲۱۴ ، نیم عمر از مرتبه ‏‎۱۰-۴‎‏ ثانیه است. یعنی فقط در ۱۰۰۰۰/۱ ‏ثانیه ، نصف یک نمونه اصلی از اتمها ‏‎۲۱۴Po‏ می‌شوند. هرگاه نمونه‌های خالصی شامل عده اتمهای برابر ، از هر یک از آنها موجود باشد، ‏فعالیت اولیه (اتمهایی که در ثانیه دچار تباهی می‌شوند) پولونیم ۲۱۴ بسیار قوی و ‏فعالیت اولیه اورانیوم ۲۳۸ بسیار ضعیف خواهد بود. لیکن اگر حتی یک دقیقه بگذرد ‏پولونیم کلا نابود می‌شود و بنابراین ، عده اتمهای باقیمانده آن به قدری کم می‌شود ‏که در این حالت فعالیت پولونیم کمتر از فعالیت اورانیوم خواهد بود. ‏
 ● محاسبه نیم عمر: شاید مدتها پیش عناصر رادیواکتیو به مقدار زیاد وجود داشته و چنان به سرعت نابود شده‌اند که امروز هیچ اثر قابل اندازه‌گیری از آن به جا نمانده است. از طرف دیگر ‏بسیاری عناصر رادیو اکتیو چنان به کندی نابود می‌شوند که در حین هر بار آزمایش ‏عادی ، سرعتهای شمارش که تباهی را نشان می‌دهد، به نظر ثابت می‌ماند.‏ برای هر عنصر با نیم عمر ‏T½‎‏ ، صرف نظر از کهنگی نمونه ، پس از گذشت فاصله ‏زمانی ‏T½‎‏ بازهم نصف اتمهای آن باقی خواهد ماند. بنابراین ، نیم عمر را نباید به عنوان ‏علامت اختصاری برای "نصف یک عمر" تصور کرد. اگر نصف اتمهای اصلی پس از زمان ‏T½‎‏ بدون تغییر باقی بماند، پس از دو فاصله زمانی نیم عمر متوالی ‏T½‎‏ ، یک چهارم ‏‏(‏‎½‎‏×‏‎ ½‎‏) ، و پس از ‏T ½‎‏۳ ، یک هشتم اتمها و همچنین تا آخر باقی خواهد ماند.
 مرجع:http://www.iaushimi.blogfa.com/

روش‌های تهیه نانوذرات

 1. مقدمه

روش آلیاژسازی مکانیکی اولین بار توسط بنیامین(Benjamin)  و همکاران‌اش در اواخر دهه شصت ِ قرن بیستم میلادی معرفی شد. آن‌ها این روش را به منظور تولید سوپرآلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی به کار بردند.

طی این فرایند، ذرات پودری خام در اندازه چند میکرون تحت یک تغییر شکل پلاستیکی شدید قرار می‌گیرند و پیوسته متحمل جوش سرد و شکست می‌شوند. چنانچه پودر مورد استفاده از نظر ترکیب شیمیایی کاملاً همگن باشد (برای مثال پودر یک عنصر یا پودر یک آلیاژ) فرایند، آسیاب کردن مکانیکی (( Mechanical Milling (MM)نامیده می‌شود. در این حالت، هیچ‌گونه تغییری در ترکیب شیمیایی پودر اولیه صورت نمی‌گیرد و آلیاژسازی مکانیکی تنها منجر به تغییر در ساختار داخلی و اندازه ذرات پودر می‌گردد. سابقه تاریخی روش آسیاب کردن مکانیکی به سال 1987 برمی‌گردد. مزیت آن نسبت به دیگر روش‌ها، اجرای آسان و کم‌هزینه در مقیاس صنعتی است.

2. فرایند تولید پودر و پارامترهای اصلی فرایند

ابتدا مواد خام را به همراه گلوله و مواد کنترل فرایند(PCA یا Process Control Agent) ، در داخل محفظه آسیاب می‌ریزند. در اثر چرخش محفظه‌ی آسیاب، گلوله‌ها به مواد خام برخورد کرده، منجر به آسیاب شدن و خردتر شدن می‌شوند. در این بین نیز مواد خام به دلیل گیرافتادن بین گلوله‌ها بر اثر جوش سرد، پرس و به هم متصل می‌شوند و ذرات بزرگتری به وجود می‌آورند. شکل 1 به زیبایی نحوه پروسه را توضیح می‌دهد.

در اولین مراحل آلیاژسازی مکانیکی به دلیل نرم بودن ذرات پودر، مکانیزم غالب، جوش سرد می‌باشد و در نتیجه اندازه ذرات پودر افزایش می‌یابد که این افزایش تا چند برابر اندازه اولیه ذرات پودر گزارش شده است. با ادامه تغییر شکل و کار سخت شدن ذرات پودر، تمایل به شکست در ذرات پودر افزایش می‌یابد. در نتیجه در مرحله دوم آلیاژسازی مکانیکی، اندازه ذرات پودر کاهش می‌یابد. در مرحله سوم و پس از گذشت زمان معینی حالت پایا بین سرعت جوش سرد و شکست به وجود می‌آید. در این شرایط اندازه ذرات ثابت می‌ماند و تغییر نمی‌کند.

3. انواع آسیاب

آسیاب‌های ستاره‌ای  (متداول‌ترین نوع و محصول کارخانه Fritsh آلمان است)، شافتی(Attrition milling)، ارتعاشی( Shaker ball mill)، غلتشی( Tumbler mill )و مغناطیسی از متداول‌ترین آسیاب‌ها هستند( شکل 2).

آسیاب‌های سیاره‌ای یکی از انواع آسیاب‌های متداول در آلیاژسازی مکانیکی هستند که تا چند صد گرم پودر را در هر بار آسیاب می‌کنند. این نوع آسیاب شامل دو تا چهار محفظه است که روی یک دیسک نصب شده‌اند. محفظه‌ها حول محور عمودی خود دوران می‌کنند و به طور همزمان دیسک نگهدارنده محفظه‌ها نیز در جهت مخالف با چرخش محفظه‌ها دوران دارد. به این ترتیب، مطابق شکل (2-الف) محفظه دو نوع حرکت چرخشی خواهد داشت که در نتیجه گلوله‌های داخل محفظه آسیاب تا مسافتی به جداره داخلی آن چسبیده و در نقطه‌ای معین از جداره جدا شده و به سمت مقابل برخورد می‌کنند.

در آسیاب ارتعاشی چند گلوله داخل محفظه‌ای کوچک جای می‌گیرند و محفظه آسیاب که بر روی یک بازو محکم شده است با فرکانس بالا ارتعاش می‌کند (شکل 2-ب). در این آسیاب حرکات ارتعاشی در سه بعد صورت می‌گیرد به طوری‌که دامنه حرکت در یک بعد بیشتر از دو بعد دیگر است. اگرچه سرعت خطی گلوله‌ها در آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای بیشتر از آسیاب ارتعاشی است اما به دلیل فرکانس بالای ضربات در آسیاب ارتعاشی، این آسیاب نسبت به آسیاب ستاره‌ای، پرانرژی‌تر محسوب می‌شود.

آسیاب‌های غلتشی از یک محفظه استوانه‌ای بزرگ حاوی تعداد زیادی گلوله و یا میله تشکیل شده و ظرفیت بالایی در حدود 100-0.5 کیلوگرم دارا می‌باشند. محفظه به صورت افقی به وسیله دو غلتک چرخان می‌غلتد (شکل 2-ج). در این نوع آسیاب، گلوله‌ها بر اثر نیروی گریز از مرکز تا مسافتی به دیواره محفظه چسبیده و بالا می‌روند. سپس با غلبه نیروی جاذبه در ارتفاع مشخصی به پایین سقوط می‌کنند. با تغییر سرعت چرخش غلتک‌ها، سرعت آسیاب کرد نیز افزایش می‌یابد. اما بیش از یک سرعت بحرانی، نیروی گریز از مرکز بر جاذبه غلبه کرده و گلوله‌ها به جداره استوانه می‌چسبند.

آسیاب‌های شافتی همانند آسیاب‌های غلتشی دارای یک محفظه استوانه‌ای و تعداد زیادی گلوله بوده و ظرفیت تولید بالایی نیز دارند. در این نوع آسیاب‌ها، محفظه استوانه‌ای ثابت است و حرکت گلوله‌ها توسط تعدادی پروانه که بر روی یک شافت عمودی نصب شده‌اند، صورت می‌گیرد (شکل 2-د). بنابراین، کنترل درجه حرارت به وسیله عبور یک سیال در فاصله بین دو جداره محفظه به سهولت فراهم می‌گردد. اما آب‌بندی این گونه آسیاب‌ها برای انجام عملیات آلیاژسازی مکانیکی تحت شرایط خلأ یا اتمسفر خنثی مشکل است.

آسیاب مغناطیسی، عملکردی مشابه با آسیاب غلتشی دارد با این تفاوت که در این نوع آسیاب یک میدان مغناطیسی جایگزین نیروی جاذبه شده است (شکل 2-ه). این نوع آسیاب برای کاربردهای آزمایشگاهی مفید بوده و تا 100 گرم پودر را در هر مرحله آسیاب می‌کند.

آسیاب‌های غلتشی و شافتی نسبت به سایر آسیاب‌ها از انرژی کمتری برخوردار هستند اما به دلیل طرفیت بالای تولید، در مقیاس صنعتی قابل استفاده می‌باشند.

4. مواد کنترلی (PCA)

روش تهیه بعضی از الکترودها

روش تهیه الکترود نقره :  

برای کارهای دقیق در آزمایشگاه ، الکترود نقره را باید با فیلمی از نقره ، به شرح زیر پوشانید : در حدود 100 میلی لیتر محلول نقره نیترات با غلظت 5/3 گرم بر لیتر تهیه کنید . به این محلول با دقت ، کم کم و در حال همزدن ، محلول رقیق پتاسیم سیانید 1/0 مولار اضافه کنید تا آثار رسوب نقره سیانید پیدا شود ( پتاسیم سیانید سمی است ) . الکترود نقره رابشویید ، خشک کنید و چند ثانیه در نیتریک اسید 6 مولار فرو کنید سپس با آب مقطر بشویید . این الکترود را به عنوان کاتد همراه با الکترود نقره دیگر ( به عنوان آند ) در محلولی که آماده کرده اید قرار دهید . شدت جریانی به اندازه 2/0 میلی آمپر از محلول عبور دهید تا سطح کاتد با فیلم نازکی از نقره پوشیده شود . حال الکترود را با آب مقطر بشویید و سپس آن را در آب مقطر قرار دهید . روش تهیه الکترود پلاتین

تبلور

تبلور

تبلور ، تشکیل ذرات جامد منظم در یک فاز همگن مایع می‌باشد. تبلور از آن نظر که مواد مختلفی بلوری در بازار عرضه می‌شود، اهمیت زیادی دارد. بلوری که در محلولی ناخالص تشکیل می‌شود، خود خالص است (مگر اینکه بلورهای به‌صورت مخلوط ظاهر شوند) و تبلور روش عملی برای بدست آوردن مواد شیمیایی خالص در شرایط مطلوب برای بسته‌بندی و نگهداری است. روشن است که هدف تبلور ، تهیه محصول خوب با خلوص بالاست، اما ظاهر و حدود اندازه بلور نیز مهم می‌باشد. ماگما