نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

به منظور بررسی کارایی زیست صافی برای حذف گاز H۲S از هوای آلوده، ابتدا زیست صافی ستونی به ابعاد ۱۲۰´۱۴cm از جنس پلی اکریلیک۳ شفاف به همراه کلیه تجهیزات کنترل و تولید H۲S ساخته شد. زیست صافی ساخته شده با صفحه‌های مشبک به چهار قسمت تقسیم شد. این ستون با بستر طبیعی حاوی مخلوطی از کمپوست قارچ و پوسته صدف به نسبت ۱:۴ پر شد. کارایی این زیست صافی به مدت ۴ ماه کار مدوام با سرعتهای حجمی و غلظتهای مختلف H۲S در شرایط دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که بازدهی این روش برای غلظت حدود ۱۵۰ppm گاز سولفید هیدروژن موجود در هوا، دمای متوسط ۲۶,۹°C و در سرعتهای حجمی ۶ و ۱۲ لیتر بر دقیقه بیش از ۹۵ درصد و برای دمای متوسط ۲۰.۵°C و سرعتهای حجمی ۵/۱۹ و ۲۶ لیتر بر دقیقه و با همان غلظت H۲S، بیش از ۸۵ درصد است. مقدار متوسط سرعت حذف بیشینه (Vm) برابر ۰.۰۷۵ g S/kg-dry compost.h و متوسط ثابت اشباع (km) برابر ۳۲.۵ ppm به دست آمد.

---

در این تحقیق، منحنیهای DTA و TGA پودر هیدراید تیتانیم در هوا با سرعت گرما‏دهی ۵، ۱۰، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ درجه بر دقیقه رسم شد و الگوهای XRD پودر در حین گرمایش پودر با سرعت گرما‏دهی ۱۰ درجه سانتیگراد بر دقیقه در دماهای مختلف تهیه شد. نتایج نشان داد که خروج هیدروژن از هیدراید تیتانیم طی هفت مرحله رخ می‏دهد و با افزایش سرعت گرما‏دهی مکانیزم خروج هیدروژن از هیدراید تیتانیم تقریباً ثابت است. با محاسبه انرژی اکتیواسیون این مراحل با استفاده از معادله کسینجر، مشخص شد که مکانیزم در دماهای مختلف تغییر می‏کند. بر طبق منحنی DTA با سرعت گرما‏دهی ۱۰ درجه سانتیگراد بر دقیقه، در دماهای کمتر از ۴۶۰ درجه سانتیگراد تحت کنترل نفوذ داخلی، در دماهای بین ۶۵۰-۴۶۰ درجه سانتیگراد مکانیزم تحت کنترل فرایند فیزیکوشیمیایی و در دماهای بالاتر از ۶۵۰ درجه سانتیگراد تحت کنترل واکنش شیمیایی است. با افزایش سرعت‏ گرما‏دهی، مکانیزم در دمای بالاتر تغییر می‏کند.

---

در این مطالعه، کاتالیزور صنعتی با نام تجاری DP۸۰۳ مورد استفاده در صنایع پتروشیمی به منظور هیدروژن‌زدایی ایزوبوتان به ایزوبوتن، مشخصه‌یابی شد. براساس نتایج حاصل و مطالعات صورت گرفته، پایه زئولیتی Y برای ساخت کاتالیزوری با کارایی بالاتر، مناسب تشخیص داده شد و پس از سنتز کاتالیزور با استفاده از منبع پلاتین (هگزاکلروپلاتینیک اسید) و دو منبع قلع (کلرید تری بوتیل قلع و کلرید قلع دوآبه) بر روی این پایه زئولیتی، این کاتالیزورها در فرایند هیدروژن‌زدایی از ایزوبوتان در راکتور ویژه‌ای مورد استفاده قرار گرفتند. برای شناسایی و تشخیص ترکیب کاتالیزور صنعتی و کاتالیزورهای ساخته شده از روشهای SEM, FT-IR, TG/DTG, XRD, XRF استفاده شد و هم‌چنین تحلیل مرطوب نمونه تحت آزمایشهای شیمیایی مختلف مورد ارزیابی قرارگرفت.

---

در این پژوهش قابلیت جذب هیدروژن در مواد متخلخل پایه سیلیکاتی SBA-۱۶ اصلاح­شده با فلز واسطه پالادیوم با دما مورد بررسی قرار گرفت. مواد متخلخل پایه سیلیکا به‌دلیل داشتن سطح ویژه مناسب و قابل کنترل بودن پراکندگی و اندازه تخلخل­ها در محدوده ۲ تا
۱۰ نانومتر، قابلیت جذب و ذخیره­سازی گاز هیدروژن را دارند. ماده متخلخل SBA-۱۶ به‌دلیل داشتن ساختار بلوری به شکل مکعب همراه با کانال‌های رو­باز برای این منظور می­تواند به‌کار رود. برای تهیه ماده مرکب نانو­ساختار و اضافه­کردن نمک کلرید پالادیوم به ماده متخلخل سیلیکا، از روشِ سل - ژلِ تک­مرحله­ای استفاده شد. پیرسازی در دمای C˚۸۰ به‌مدت ۱۲ ساعت انجام شد. در نهایت برای ایجاد حفرات و حذف ماده فعال­کننده، ماده در دمای C˚۵۵۰ به‌مدت ۶ ساعت کلسینه شد. مشخصه­یابی مواد به­وسیله پراش­سنجی اشعه ایکس زاویه بزرگ و زاویه کوچک، تحلیل جذب گاز هیدروژن تا فشار  kPa۲۰۰ و در سه دمای C˚ ۱۹۶- ( K۷۷)،C ˚ ۱۲۳- ( K۱۵۰) و C˚ ۳۰ ( K۳۰۳) و هم‌چنین جذب- واجذب گاز نیتروژن انجام گرفت. ریخت شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی صورت پذیرفت. مقدار پالادیوم، سیلیکون و اکسیژن بر حسب درصد­وزنی، به­وسیله طیف­سنجی تفکیک انرژی اندازه­گیری شد. پیوندها وگروه‌های آلی ماده متخلخل سیلیکای خالص با دستگاه تبدیل فوریه فرا­سرخ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از پراش­سنجی پرتو ایکس و طیف­سنجی تفکیک انرژی، حضور ذرات فلزی و اکسید پالادیوم در حفرات ماده متخلخل سیلیکای غیر­بلوری را تأیید کرد. ریخت­ شناسی و نتایج حاصل از تحلیل جذب- واجذب گاز نیتروژن مشخص کرد با افزودن پالادیوم، سطح ویژه نسبت به ماده متخلخل خالص کاهش می­یابد. سطح ویژه برای ماده متخلخل سیلیکای خالص و برای ماده مرکب نانوساختار حاوی پالادیوم، به­ترتیب برابر با m^۲/g ۷۹۱ و m^۲/g ۵۳۸ به­دست آمد. مشاهده شد که جذب گاز هیدروژن در ماده مرکب نانو­ساختار حاوی پالادیوم در مقایسه با ماده متخلخل سیلیکای خالص رو به افزایش بوده، در حالی­که با افزایش دما رو کاهشی داشت. می­توان نتیجه گرفت که در ماده مرکب نانوساختار حاوی پالادیوم، بیشترین مقدار جذب گاز هیدروژن در دمای ^°C ۱۹۶- روی داده است.

---

هدف از انجام این پژوهش، بررسی خسارت هیدروژنی آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵، پس ‌‌از انجام آنیل انحلالی و پیرسازی دومرحله‌ای است. آنیل انحلالی در دما‌های ۵۰۰ تا ۵۷۵ درجه سانتی‌گراد به‌مدت ۱ تا ۲۰ ساعت انجام شد. مرحله اول پیرسازی دومرحله‌ای، در دماهای ۱۸۰، ۲۰۰ و ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت ۳۰ دقیقه و مرحله دوم پیرسازی در دماهای ۱۲۰ و ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد به‌مدت ۱۰، ۱۵ و ۲۰ ساعت انجام گرفت. بررسی ساختاری به‌روش SEM و بررسی ترکیب شیمیایی رسوب­ها‌  به‌­روش EDS صورت گرفت. افت استحکام کششی در فرایند ۶T پس از هیدروژن‌دهی ۱۵۰ مگاپاسگال بود ولی در فرایند دومرحله‌ای این کاهش به ۵۰ مگاپاسگال رسید. در مجموع، استحکام کششی پس از شارژ هیدروژن، در فرایند پیرسازی دومرحله‌ای نسبت به فرایند ۶T به‌شدت افزایش یافت.

---

---