per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
1
6
10.22036/ijc.2019.173980.1069
107216
Original Article
بررسی و مطالعه گرانرویهای بخار سدیم در حالتهای مختلف ترمودینامیکی
Investigation the viscosities of evaporated Na in various thermodynamic states.
علی حسین محمد ظاهری
ahmzaheri@pnu.ac.ir
1
گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور مرکز همدان
چکیده: در این کار ما به محاسبه و بررسی تغییرات ویسکوزیتههای سدیم تبخیرشده در حالتهای مختلف ترمودینامیکی پرداخته-ایم. در حالت کلی این ضریب انتقال شارهها به صورت انتگرال زمانی تابع تنش متناسب بیان میگردد. از آنجایی که محاسبه مستقیم این تابع غیرممکن است ما بسط تیلور آن را محاسبه نموده که از شش ضریب اولیه، ضرایب فرد صفر و ضرایب زوج آن غیر صفر میباشند. بدیهی است منشأ ویسکوزیته در سطح میکروسکپیک تأثیر اتمها بر یکدیگر از طریق پتانسیل بین اتمی میباشد. که در این کار این پتانسیل، شبه پتانسیل اشکرافت با تقریبهای ایکیمورا- یوتسامی در نظر گرفته شد. همچنین برای محاسبات ما نیاز به تابع توزیع ذرات داریم که تابع توزیع متناسب با این کار توسط کامبایاشی و همکارانش که به روش شبیهسازی دینامیک مولکولی به دست آمده است مدنظر قرار داده شده است. از طرف دیگر تابع حافظهای موری نقش بسیار مهمی در محاسبه تمامی ضرایب انتقال شارهها ایفا میکند که در بخشهای بعدی این تابع معرفی شده است. متداولترین روش تئوری محاسبه ضرایب انتقال شارهها روش گرین-کابو میباشد که ما نیز در این کار از این روش بهره جستهایم. نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از روشهای دیگر تطابق بسیار خوبی دارد.
Abstract This study is devoted to the estimate the longitudinal, bulk and shear stress auto correlation functions (LSAC/BSAC/SSAC) and corresponding viscosities of evaporated Na for four thermodynamic states. In fact, this study is devoted to investigating temperature dependence of BSAC/LSAC/SSAC functions. This expression is written as a time integral of a time correlation function of a quantity corresponding to the transport coefficient. To investigate transport coefficients theoretically, the method used more frequently is the Green-Kubo formula. Another quantity required to evaluate the LSAC/BSAC/SSAC functions is the distribution function. For this aim, we have used the results work of Kahl and Kambayashi having been done via molecular-dynamics (MD) simulation method. First, three non-zero sum rules for the longitudinal and bulk stress auto correlation functions have been evaluated. For the interaction potential, we have used Ashcroft pseudo potential and corresponding pair correlation function. The Green-Kubo method and Mori memory function formalism coupled with the frequency sum rules have been used to calculate the viscosities. The estimate of the shear, bulk and longitudinal viscosities of evaporated Na for four thermodynamic states has been presented.
http://www.chemistryresearches.ir/article_107216_aba843b215e3df8fcc365bb0d694d11c.pdf
تابع بستگی زمانی
تابع حافظهای موری
فرمول گرین-کوبو
ضریبهای انتقال
گرانروی سدیم
Shear- longitudinal and bulk viscosities"
Green-Kabu formula"
time correlation function"
Mori's memory function"
transport coefficient of Na
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
7
14
10.22036/ijc.2019.193888.1082
113210
Original Article
سنتز یک مرحلهای بنزو[e]ایزوایندول-3،1-دیاونها و نفتو[2،1-c]فوران-3،1-دیاونها با حلقه افزایی دیلز-آلدر دیاِنهای استایرنی برروی مالئیمیدها در مجاورت نمک مس
Direct synthesis of benzoisoindole-1,3-diones and naphtho[1,2-c]furan-1,3-diones via Cu-promoted Diels-Alder reaction of vinyl arenes as dienes and maleimides
مهدی شیخان
sheykhanmehdi@gmail.com
1
صبا غلامپور
sabagholampour@gmail.com
2
گروه شیمی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
گروه شیمی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
جوش خوردن یک حلقه به وسیله تشکیل دو پیوند به طور همزمان و در ازای ازبین رفتن دو پیوند سست تر همیشه مورد توجه شیمیدان ها بوده است. مالئیمیدها به دلیل شرکت هر دو اتم کربن پیوند دوگانه شان در واکنش های آلی معروف هستند. در این مطالعه برای نخستین بار ترکیبات بنزو[e]ایزوایندول-3،1-دی اون ها با استفاده از پیشبرنده مس طی یک واکنش یک مرحله ای از استایرن ها و مالئیمیدهای مختلف سنتز شدند. این نخستین گزارش از واکنش دیلز-آلدر دیانهای استایرنی با آلکن ها است. واکنش برای مشتقات مختلف استایرن ها همچنین مشتقات مختلف مالئیمیدها با بازده بالا به محصولات مورد نظر انجامید. همچنین با استفاده از این روش، مشتقات با ارزش نفتو [2،1-c]فوران-3،1-دی اون ها با استفاده از واکنش مالئیک انیدرید با استایرن ها سنتز شدند. روش حاضر فقط در یک مرحله به طور مستقیم با استفاده از مواد اولیه در دسترس و تجاری استایرن انجام و بازده های بالایی از محصولات در اختیار شیمیدان های آلی می گذارد.
Fusion of a ring segment through the formation of two new bonds at the expense of two other (weaker) bonds is a transformation which were always at the center of chemists‘ attention. Maleimides have aspiration for involvement of both their olefinic carbons in the reactions in which they take part. In this study, for the first time the synthesis of benzo [e] isoindole-1,3- diones using copper promoted one pot reaction of styrene derivatives with maleimides is reported. This is the first report on the Diels-Alder reaction of styrenes as dienes with the ene systems. in addition, valuable naphtho [1,2-c] furan-1,3- diones derivatives are synthesized via the reaction of maleic anhydrides with styrenes (using maleic anhydride instead of derivatives of maleimide). Use of commercially available styrenes as raw materials as well as the direct synthetic strategy of the invented procedure led to high yields of products for the synthetic organic chemists.
http://www.chemistryresearches.ir/article_113210_1447397ad680484e2133cc81240790f1.pdf
بنزو[e] ایزوایندول- 3
نفتو[2
1-c]فوران- 3
1 –دیاون
دیلز- آلدر
استایرن
مالئیمید
Benzo[e]isoindole-diones
Naphtho[1
2-c]furan-diones
Diels-Alder
Styrenes
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
15
20
10.22036/ijc.2019.168691.1061
113357
Original Article
مطالعه کوانتومی برهمکنش داروهای سیتاگلیپتین و پیوگلیتازون با نانولولهکربنی تک دیواره (7،7)
Quantum study on interaction between Sitagliptin and Pioglitazone and single-walled carbon nanotubes (7, 7)
نصرت مددی ماهانی
nmmadady@gmail.com
1
محمدرضا گله داری
mohamadreza.1371g@gmail.com
2
بخش شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395، تهران، ایران
بخش شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 ، تهران، ایران
محاسبات شیمی کوانتومی جهت بررسی برهمکنش ترکیبات دارویی سیتاگلیپتین و پیوگلیتازون که برای درمان بیماری دیابت مصرف می گردند با نانولولهی (7-7) انجام گرفت. در همه محاسبات از کد Dmol3 در پایه نظریه تابعیت چگالی و روش GGA با مجموعه پایه DNDاستفاده گردید. نواحی واکنشپذیر و محلهای حمله الکترون دوستی و هسته دوستی این ترکیبات با استفادهاز توابع فوکویی بر اساس آنالیز بار مولیکن مورد بررسی قرار گرفت. انرژی جذب داروها با نانولولهای کربنی محاسبه گردید. ترکیبات دارویی سیتاگلیپتین و پیوگلیتازون بهصورت غیرکووالانی در داخل دیواره کربن نانوتیوب قرار میگیرند. پارامترهای کوانتومی کربن نانولوله خالص و سیستمهای برهمکنشی، نشان میدهند که واکنشپذیری سیستمهای کمپلکسی در مقایسه با کربن نانولوله خالص افزایش مییابد. انرژیهای جذب منفی، برهمکنش مناسبی میان دارو و نانولوله کربنی و جذب شیمیایی ضعیفی را نشان می دهد. براساس محاسبات کوانتومی انجام گرفته، نانولوله کربنی تک دیواره(7و7) میتواند بهعنوان حامل دارویی مناسب در داروسانی ترکیبات سیتاگلیپتین و پیوگلیتازون مورد استفاده قرار گیرند.
Quantum calculation were carried out to investigate interaction between sitagliptin and piogliazone as diabetic drugs with single-walled carbon nanotubes (7, 7). In all calculations, the generalized gradient approximation (GGA) with double numerical (DND) was used. The reactivity regions and sites of nuleophilic and electrophilic these compounds are investigated using fukui functions basis on the Mulliken population analysis (MPA). The adsoption energies of sitagliptin and piogliazone on single-walled carbon nanotubes (7, 7) were calculated. Sitagliptin and piogliazone drugs were located inside SWCNT. The quantum molecular descriptors (ionization potential (I), vertical electron affinity (A), hardness (η), chemical potential (μ), softness (S), electrophilicity (ω) and electronegativity (χ)) of pristine SWCNT and SWCNT-drug complex are calculated. The negative values of adsorption energies indicate such interactions can be conceived as physicosorption. Data display that the adsorptions are exothermic and spontaneous. The obtained results show that the SWCNT (7, 7) can be reliable to perform as a carrier for sitagliptin and piogliazone molecules in drug delivery.
http://www.chemistryresearches.ir/article_113357_28d5df6b7cf8de10f0ed6ec6ef4e301c.pdf
نظریه تابعی چگالی
دارورسانی
سیتاگلیپتین
پیوگلیتازون
نانولولهکربنی تک دیواره
Density functional theory
Interaction
Sitagliptin
Pioglitazone
Single-walled carbon nanotubes
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
21
28
10.22036/ijc.2019.188246.1078
113358
Original Article
بررسی نظری شیمی گزینی آنزیم استیلن هیدراتاز
Theoretical Study of Chemoselectivity of Acetylene Hydrates
مرضیه آذرخش
m.azarakhsh64@gmail.com
1
مهدی ایرانی
m.irani@uok.ac.ir
2
گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
در این پژوهش از نظریه تابعی چگالی برای بررسی شیمیگزینی آنزیم استیلنهیدراتاز در واکنش هیدراسیون 3-بوتین-2-ال، پروپارژیل الکل و پروپن استفاده شده است. ابتدا، بر اساس ساختار کریستالی آنزیم، یک مدل بزرگ از جایگاه فعال آن ساخته شد. ساختار نقاط ایستا در طول مسیر واکنش بهینه شده و نیمرخ انرژی واکنش به دست آمد. نتایج نشان میدهد که برای 3-بوتین-2-ال انرژی اتصال 1/16 کیلوکالریبرمول بالاتر و محصول ایجاد شده 4/17 کیلوکالریبرمول پایدارتر از محصول سوبسترای طبیعی این آنزیم (استیلن) است. به طور مشابه برای پروپارژیل الکل نیز انرژی اتصال 7/10 کیلوکالریبرمول بالاتر از سوبسترای استیلن است. پروپارژیل الکل در مرحله سوم واکنش خود به یک حد واسط بسیار پایدار رسیده و واکنش آن متوقف میشود. این نتایج نشان میدهند که 3-بوتین-2-ال و پروپارژیل الکل به عنوان بازدارنده رقابتی برای آنزیم استیلن هیدراتاز عمل میکنند. نتایج محاسبات برای واکنش پروپن نشان داد که انرژی اتصال این ترکیب بسیار گرماگیرتر از استیلن، 3-بوتین-2-ال و پروپارژیل الکل است (3/30 کیلوکالری برمول). همچنین مرحله بعدی واکنش نیز انرژی بالایی لازم دارد. در نتیجه پروپن نمیتواند سوبسترای مناسبی برای استیلن هیدراتاز باشد.
Density functional theory (DFT) was used to study the chemoselectivity of acetylene hydratase in hydration of 3-butyn-2-ol, propargyl alcohol and propen. A quite large model of the enzyme’s active site was made, based on its crystal structure. Geometrical structures of the stationary points along the reaction paths were optimized, and energy profiles of the reactions were obtained. The results showed that the binding energy of 3-butyn-2-ol is 16.1 kcal/mol higher than the binding energy of the enzyme’s normal substrate (acetylene), but the corresponding reactant is 17.4 kcal/mol more stable. Similarly, propargyl alcohol’s binding energy is 10.7 kcal/mol more than binding energy of acetylene. In the third step of the reaction, propargyl alcohol reaches to a very stable intermediate and its reaction stops. These show that 3-butyn-2-ol and propargyl alcohol act as competitive inhibitors of acetylene hydratase. The results showed that binding of propen is very endothermic than binding of the other compounds (30.3 kcal/mol). In addition, the next nucleophilic attack is also very endothermic. In summary, propen cannot be hydrated by acetylene hydratase.
http://www.chemistryresearches.ir/article_113358_3f420351f79e4c5e3ff06bcc3ad7e6a9.pdf
استیلن هیدراتاز
آنزیم
شیمیگزینی
روش کلاستر
نظریه تابعی چگالی
Acetylene hydratase
Enzyme
Chemoselectivity
QM-Cluster
DFT
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
29
40
10.22036/ijc.2019.191901.1081
113456
Original Article
اندازه گیری و حذف همزمان رنگ های دایرکت قرمز و راکتیو سیاه از محلول آبی توسط نانو ذرات فریت کبالت عامل دارشده با دوپامین : روش اسپکتروفتومتری مشتقی و بهینه سازی چند متغیره شرایط با طرح تاگوچی و بررسی ویژگی های جاذب
Derivative spectrophotometric determination and Taguchi design optimization of simultaneous removal of binary mixture of direct red and Reactive black dyes using magnetic nanoparticles modified by dopamine
جواد ذوالقرنین
j-zolgharnein@araku.ac.ir
1
گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران
چکیده: از اسپکتروفتومتری مشتقی برای اندازه گیری غلظت و از طرح اورتوگونال تاگوچی برای بهینهسازی شرایط حذف همزمان دو رنگ دایرکت قرمز و راکتیو سیاه از محلول آبی توسط نانو ذرات کبالت فریت اصلاح شده با پلی دوپامین استفاده شده است. نانو ذرات کبالت فریت توسط روش همرسوبی تهیه و با پلی دوپامین اصلاح شده است. برای بررسی مشخصات جاذب تهیه شده از تکنیکهای(FT- IR)، پراش پرتو ایکس(XRD) و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده گردیده است. عاملهای تأثیرگذار بر فرآیند جذب شامل pH، مقدار جاذب، غلظت اولیه هر یک از دو رنگ و زمان از طریق اجرای یک طرح 16ردیف عمودی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز تاگوچی بر مبنای یافتن ردیفی از آزمایشها است که بیشترین نسبت سیگنال به نویز را داشته باشد. پاسخهای درصد حذف (R%) و ظرفیت جذب (q) به شکل سیگنال به نویز تبدیل شده و مبنای انتخاب، بهترین پاسخی است که دارای سیگنال به نویز بیشتری باشد. با اجرای طرح تاگوچی و با استفاده از تابع مطلوبیت مقادیر بهینه عاملها بدست آمده است، که عبارت از pH برابر با 3، مقدار جاذب 10 میلیگرم، غلظت اولیه هر یک از دو رنگ 20 میلیگرم بر لیتر و زمان تماس 4 دقیقه می باشند.
Derivative spectrophotometric and Taguchi orthogonal design was used for determination and optimization of simultaneous removal of Direct red and Reactive black by Cobalt ferrite nano-particles modified with PDA from an aqueous solution in a batch system. Cobalt ferrite nano-particles were prepared using the co-precipitation method. The sorbent was characterized by FT-IR spectroscopy, SEM, and XRD techniques. Effective factors on adsorption process, such as amount of sorbent, initial concentration of dyes, pH value, and time were considered using a L16 Taguchi orthogonal array design. Taguchi analysis is based on choosing the best run by analyzing signal-to-noise ratio (S/N), whose form depends on the experiment objective. Thus, the removal percentage (R%) and capacity uptake (q) of dyes were transformed into an accurate S/N ratio for a “high is better” response. The best conditions for adsorption of dyes were determined by the Taguchi method and desirability approach as pH = 3, sorbent dose of 10 mg , initial reactive black concentration of 200 mg L−1, initial Direct red concentration of 200 mg L−1, and contact time of 4 min.
http://www.chemistryresearches.ir/article_113456_59e7748ca9c27548cc65940772bec46d.pdf
بهینهسازی
رنگ دایرکت قرمز
رنگ ریاکتیو سیاه
طرح تاگوچی
نانوذرات کبالت فریت
optimization
Direct red dye
Reactive lack dye
Taguchi design
Cobalt ferrite nanoparticles
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
41
51
10.22036/ijc.2020.159506.1046
115262
Original Article
مطالعه جذب سطحی یون مس(II) بر روی هیدروژل زیست-نانوکامپوزیت برپایه نشاسته-پلی(کوپلیمر آکریل آمید و آکریلیک اسید)/گرافن اکساید
Study of adsorption of cationic Cu2+ on starch-poly (Am-co-AA)/GO bio-nanocomposite hydrogels
بهاالدین رشیدزاده
baharashidzadeh56@gmail.com
1
ابراهیم شکری
2
زهرا صالحی
3
گروه شیمی دانشگاه پیام نور استان کردستان، شهرستان بانه
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد سقز، دانشگاه آزاد اسلامی، سقز، ایران. آزمایشگاه تحقیقات نانوتکنولوژی/نانو پلیمر، دانشکده شیمی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
دانشکده شیمی دانشگاه پیام نور صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران
این پروژه به مطالعه جذب و حذف کاتیونهای مس از محلولهای آبی با استفاده از هیدروژل بیو-نانوکامپوزیت نشاسته-پلی(کوپلیمر آکریل آمید و آکریلیک اسید)/گرافن اکساید میپردازد. هیدروژل بیو-نانوکامپوزیت از پلیمریزاسیون رادیکالی بیوپلیمر نشاسته با مونومر های وینیلی آکریل آمید(Am) و آکریلیک اسید (AA)با کراسلینکر N,N-متیلن بیس آکریل آمید(MBA) در حضور نانو شیت-های گرافن اکساید بدستآمد. نانوبیو-کامپوزیت بدستآمده با تکنیکهای XRD، FT-IR، FE-SEM، TEM و TGA مورد بررسی قرارگرفت. اثر pH بر جذب، اثرات زمان بر جذب، غلظت اولیه مس و اثر دما بر فرآیند جذب کاتیونهای مس مورد بررسی قرارگرفت. نتایج بدست آمده از آزمایشات صورت گرفته بر حذف و جذب کاتیونهای مس، بترتیب بشترین حذف در 5/5pH=، با گذشت زمان مقدار جذب افزایش یافت، ایزوترم جذب از مدل لانگمویر و پارامترهای ترمودینامیکی یک فرآیند جذب گرماگیر و خودبه خودی را نشان میدهد. همچنین مقدار جذب متناسب با مقدار گرافن اکساید افزایش نشان داد. بعلاوه آن چون انتالپی جذب بین 20-80 (KJ/mol) است درنتیجه فرایند حذف و جذب یک فرایند الکترواستاتیکی است.
This project studies the absorption and removal of copper cations from aqueous solutions by starch-poly (acry-lamide-co-acrylic acid) / graphene oxide hydrogel bio-nanocomposites. The bio-nanocomposite hydrogel was obtained from a radical polymerization of the starch biopolymer with vinyl acrylamide (Am) and acrylic acid (AA) monomers with N,N-methylenebisacrylamide (MBA) in the presence of graphene oxide nanosheets (GO). The bio-nanocomposites were investigated by XRD, FT-IR, FE-SEM, TEM and TGA techniques. The effect of pH on adsorption, effects of time on adsorption, the initial concentration of copper ions and effect of temperature on the adsorption process on copper ions were investigated. The results which obtained from the experiments on the removal and absorption of copper ions were shown the maximum adsorption at pH =5 / 5, the adsorption increased by increasing the time, the equilibrium adsorption process flowed by Langmuir isotherm model and according to thermodynamic parameters, the adsorption of Cu2+ on bio-nanocomposite hydrogels occurred endothermic process and spontaneously, respectively. Also, the amount of adsorption increases proportionally to the amount of GO. Additionally, because of the enthalpy of absorption between 20-80 (KJ / mol), as a result, the process of removal is an electrostatic process
http://www.chemistryresearches.ir/article_115262_0e34ecaa392499b01131d4a038b45653.pdf
هیدروژل
زیست-نانوکامپوزیت
نانولایه گرافن اکساید
حذف کاتیونهای مس
نشاسته
Bio-nanocomposite hydrogels
Graphene oxide Nano sheets
removal of copper cations
Starch
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
53
63
10.22036/ijc.2020.196653.1085
118298
Original Article
بررسی محاسباتی جذب سطحی ترینیتروآنیزول بر روی سطح نانولوله کربنی
Adsorption of Trinitroanisole on the Surface of Carbon nanotube: A Computational Study
محمد رضا جلالی سروستانی
rezajalali93@yahoo.com
1
رویا احمدی
roya_ahmadi_chem@yahoo.com
2
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهر ری، تهران، ایران
گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
در این مطالعه، برهمکنش نانو لوله کربنی با ماده انفجاری تری نیتروآنیزول با روش نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ساختارهای ، تری نیتروآنیزول، نانو لوله کربنی و کمپلکس های آنها با یکدیگر در دو کنفیگوراسیون متفاوت مورد بهینه سازی هندسی قرار گرفتند. سپس، محاسبات IR و اوربیتال های مولکولی بر روی آنها صورت گرفت. انرژی جذب سطحی و پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شده از جمله تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔGad)، تغییرات آنتالپی تشکیل (ΔHad) و ثابت تعادل ترمودینامیکی (Kth) نشان دادند که جذب سطحی ماده انفجاری بر روی نانو لوله کربنی گرما زا، خودبخودی و برگشت ناپذیر میباشد. تاثیر دما بر روی فرآیند جذب سطحی این ماده پرانرژی نیز بررسی گردید و یافته های به دست آمده ثابت کرد که در دمای 298 درجه کلوین، فرآیند جذب سطحی بالاترین راندمان را دارد. مقادیر ظرفیت گرمایی ویژه، چگالی و طول پیوندهای N-O و C-NO2 نشان داد که با جذب شدن تری نیتروآنیزول بر روی نانو لوله کربنی میزان حساسیت این ماده پر انرژی نسبت به گرما به طور چشمگیری کاهش یافته و قدرت تخریبی، فشار و سرعت انفجار آنها به طور قابل ملاحظه ای افزایش مییابد. و یافته های آنالیز اوربیتال های مولکولی بیانگر آن بود که از نانو لوله کربنی میتوان برای اندازه گیری تری نیتروآنیزول با استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی استفاده نمود. .
This paper investigates the interaction of carbon nanotube with Trinitroanisole by density functional theory. For this purpose, the structures of Trinitroanisole, carbon nanotube and their derived products at two different configurations were optimized geometrically. Then, IR and frontier molecular orbital computations were implemented on them. The calculated thermodynamic parameters including Gibbs free energy changes (∆Gad), adsorption enthalpy variations (ΔHad) and thermodynamic equilibrium constants (Kth) demonstrated that adsorption of Trinitroanisole is exothermic, spontaneous and irreversible. The effect of doping carbon nanotube with tin was also checked out and the findings indicated that by supplanting carbon with tin, the adsorption process remain exothermic, spontaneous and experimentally feasible. The influence of temperature was also evaluated and the results revealed that 298 K is the optimum temperature for the desired process. The obtained specific heat capacity values proved that by interaction of carbon nanotube with the studied explosive, the heat sensitivity has declined significantly. And this abate has become more intensified by doping carbon nanotube with tin. The structural feature such as density values and N-O and C-NO2 bond lengths substantiated that the detonation pressure, explosive velocity and destructive power of the energetic materials have defused drastically after the adsorbing on the surface of carbon nanotube. The orbital molecular findings indicated that Trinitroanisole have become less reactive, conductive and electrophile after the interaction with nanostructure and this nanostructure can be used for developing novel electrochemical sensors for detection of Trinitroanisole.
http://www.chemistryresearches.ir/article_118298_a9c7661e405744ad98ea13c4d7353248.pdf
تری نیتروآنیزول
مواد انفجاری
نظریه تابعی چگالی
نانولوله کربنی
Trinitroanisole
explosives
Density functional theory
Carbon Nanotube
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
65
78
10.22036/ijc.2020.190386.1090
118311
Original Article
کاهش پارا و اورتونیتروفنول با استفاده از کمپلکس مس(II) تثبیت شده بر روی سیلیکای مزوپور KIT-5
Reduction of para and ortho-nitrophenol with fixation of copper(II) complex on mesoporous silica KIT-5
علی حسین کیانفر
akianfar@cc.iut.ac.ir
1
علیرضا نجفی چرمهینی
anajafi@cc.iut.ac.ir
2
عباس عبدالوند
a.abdolvand71@gmail.com
3
محمد امین آرایش
ma.arayesh@ch.iut.ac.ir
4
دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
برای حذف و کاهش ترکیبهای سمی نیتروفنول از آبهای آلوده و پسابهای صنایع مطالعههای بسیاری انجام شده است و از روشهای گوناگون مانند جذب، اکسایش کاتالیتیکی، الکتروشیمیایی و غیره استفاده شده است اما این روشها مشکلهایی از جمله حساسیت کم، هزینهی بالا و مدت زمان طولانی دارند. یکی از روشهای مورد توجه دانشمندان در سالهای اخیر هیدروژندارکردن کاتالیتیکی مشتقات نیتروفنول و تبدیل آن به مشتق آمینوفنول است. از همین رو در این مقاله تلاش شد تا با ساخت نانوکاتالیستهای ناهمگن، مواد سمی و سرطانزای نیتروفنول به مشتق آمینوفنول آن کاهش داده شود. به منظور ساخت این نانو کاتالیستهه از مس(II) با استفاده از لیگاندهای باز شیف سه دندانهای (ONO) که ساختار آن [CuL(DMF)]، و در آن L لیگاند 1-((2-آمینو-نیتروفنیل ایمینو)متیل)نفتالن است، تهیه و به وسیله طیف سنجی فروسرخ و طیف الکترونی مریی- فرابنفش شناسایی شد. سپس کاتالیستهای ، [CuL(DMF)]/KIT-5 و [CuL]/ KIT-5/PPh3 از کمپلکس تهیه شده و نانو ذرهی سیلیکای KIT-5 مزوپور و فسفینها تهیه شدند و با روشهای طیف الکترونی حالت جامد، طیف سنجی فروسرخ، پراش پرتو ایکس، روش میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) شناسایی شدند. سپس فعالیت کاتالیتیکی کاتالیستهای تهیه شده در واکنش کاهش پارانیتروفنول به پاراآمینوفنول و واکنش کاهش اورتونیتروفنول به اورتوآمینوفنول بررسی شد و در نهایت به وسیله طیف سنجی مریی- فرابنفش دنبال شد و قابلیت بازیابی آنها مورد بررسی قرار گرفت.
Several studies have been carried out to remove and reduce nitrophenol from contaminated water and industrial effluents, and various methods have been used such as catalytic electrochemical and so on. But these methods have problems such as low sensitivity, high cost and a long time. One of the ways in which scientists have considered the catalytic hydrogenation of these materials in recent year is to convert nitrophenol into aminophenol derivative by making heterogeneous nanocatalyst, toxic substances and carcinogens of nitrophenol. In this paper, Copper complex was synthesized by three dentate Schiff base ligands (ONO) with the general structure of [CuL(DMF)] which L is 1-((2-amino-nitrophenylimino) methyl) naphthalene and characterized by FT-IR Spectroscopy. Then [CuL(DMF)]/KIT-5, and [CuL]/ KIT-5/PPh3 catalysts were prepared from synthesized complex, mesoporous silica KIT-5 and phosphine and characterized by FT-IR, XRD and FE-SEM methods. Afterwards, their catalytic activity in the reduction of para and ortho-nitrophenol to para and to ortho-aminophenol was followed via UV-Vis spectroscopy and their recyclability were investigated. The results showed that [CuL]/KIT-5/PPh3 catalysts possess a higher efficiency in para and ortho-nitrophenol reduction respectively.
http://www.chemistryresearches.ir/article_118311_63298f1f843cb4a8b65077d2b45c546d.pdf
اورتونیتروفنول
پارانیتروفنول
سیلیکای KIT-5 مزوپور
کاتالیست ناهمگن
نانو کاتالیست
Heterogeneous catalyst
nanocatalyst
Mesoporous silica KIT-5
ortho-nitrophenol
Para-nitrophenol
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
79
85
10.22036/ijc.2020.205322.1094
118313
Original Article
مطالعه مقایسهای تشکیل کمپلکسهای انتقال بار بازهای پورفیرین با پذیرندههای پیکریک اسید و پیکریل کلرید
Comparative study of charge transfer complexes of porphyrin bases with acid picric and picryl chloride acceptors
الهام عسکری زاده
elhamaskarizadeh@gmail.com
1
سروش زیارتی
soroushz12@gmail.com
2
گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
در این مطالعه تشکیل کمپلکس انتقال بار بین بازهای آزاد پورفیرین (تترا فنیل پورفیرین (TPP) و تتراکیس (4-متیل فنیل) پورفیرین (4Me-TPP) به عنوان الکترون دهنده (D)با پذیرندههای الکترون (A)از قبیل 2 ، 4 ، 6 تری نیترو فنل (پیکریک اسید) و1-کلرو 2 ، 4 ، 6 تری نیتروبنزن (پیکریل کلرید) در حلال دیکلرو متان با استفاده از اسپکتروفتومتری UV-Vis در سه دما (293 تا 308 کلوین) بررسی شد. پیک مربوط به پورفیرین در طول موج 418 نانومتر کاهش یافت و بهجای آن دو نوار جذبی جدید در 448-444 و 667-654 نانومتر در کمپلکسهای مختلف ظاهر شد. پیک جدید مشخصه انتقال بار از اربیتال HOMO پورفیرین به LUMO الکترون پذیرنده است. وجود نقطه ایزوبستیک مشخصه وجود یک تعادل و دو گونه ی جاذب است. ثابت تعادل و ضریب جذب مولی برای کمپلکسها در دماهای مختلف با استفاده از معادله بنسی هیلدبرند محاسبه شد. با در نظر گرفتن وابستگی دمایی ثابت تشکیل کمپلکسها، معادله وانت هوف برای محاسبه ثابتهای ترمودینامیکی واکنشهای تشکیل کمپلکسها شامل ∆H, ∆G, S∆، استفاده شد. خطی بودن این رابطه در تمامی دماهای در نظر گرفته شده برای هر سه کمپلکس، معرف تشکیل کمپلکس یک به یک بین دو گونه الکترون دهنده و الکترون پذیرنده میباشد.
In this study the formation of charge transfer complexes between porphyrin free bases such as tetraphenyl porphyrin (TPP) and tetrakis (4-methylphenyl) porphyrin (Me-TPP) as electron donors (D) with some electron acceptors (A) such as 2, 4, and 6-trinitrophenol (Picric acid) and 1-Chloro-2, 4 and 6-trititrobenzene (picryl chloride) were investigated using UV-Vis spectrophotometry in dichloromethane at 293-308K. The porphyrin peak decreased at 418-419 nm and two new absorption bands developed at 441-448 and 654-667 nm. These new bands were characteristic of the charge transfer from HOMO of porphyrin to the LUMO of electron acceptor. The isosbestic point characterized the existence of one equilibrium and two adsorbent species. The Benesi-Hildebrand equation was applied to calculate the equilibrium constants and molar absorption coefficients of the complexes at different temperatures. With considering the temperature dependence of the complex formations, the Vant Hoff equation was used to calculate the thermodynamic constants of the complex formation reactions (ΔH, ΔG, ΔS). The is no deviation linearity at the Vant Hoff equation for all the complexes in different temperatures represented a 1: 1 complex formed between acceptor and donor.
http://www.chemistryresearches.ir/article_118313_7dcb2ebd1fac9623a4b1379294eed3d0.pdf
1. بازهای آزاد پورفیرین
2. الکترون دهنده
3. الکترون پذیرنده
4. ثابتهای ترمودینامیکی
5. کمپلکس انتقال بار
1. Free base porphyries
2.Charge transfer complex
3.Electron acceptor
4. Electron donor
5.Thermodynamic constants
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
87
94
10.22036/ijc.2019.200766.1088
118489
Original Article
تثبیت نانوذرات پالادیم در حفرههای اورگانوسیلیکای منظم اتان-بنزن و بررسی ویژگی کاتالیستی آن در جفتشدن سوزوکی-میائورا
Immobilization of Pd Nanoparticles in Ethane-Benzene Periodic Mesoporous Organosilica and Investigation of their Catalytic Activity in Suzuki-Miyaura Coupling
فرهاد کبیری اصفهانی
f.kabiri@znu.ac.ir
1
الهام کریمی
elhamkarimi710125@gmail.com
2
گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
در این پژوهش، نانوذرات پالادیم در نانوساختار اورگانوسیلیکای منظم اتان-بنزن سنتز شد و فعالیت کاتالیستی آن در واکنش سوزوکی-میاورا مورد بررسی قرار گرفت. وجود حلقه های بنزنی و برهمکنش های -π π بین آنها موجب پایداری نانوذرات پالادیم در درون بستر اورگانوسیلیکای مزوحفره منظم و مانع از فروشویی نانوذرات پالادیم می شود. نانوکاتالیست سنتز شده توسط آنالیزهای متعددی نظیر آنالیز جذب –واجذب نیتروژن، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و آنالیز پلاسمای جفت شده القایی مورد مطالعه قرار گرفت. سپس فعالیت نانوکاتالیست بدست آمده در فرآیند جفت شدن سوزوکی-میاورا مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بهینه نهایی برای انجام واکنش جفت شدن سوزوکی، آریل بورونیک اسید(1/1 میلی مول)، آریل-هالید(1 میلی مول)، پتاسیم کربنات (3 میلی مول)، نانوکاتالیست (0/2 درصدمولی)، حلال اتانول و دمای 65 درجه سانتیگراد بدست آمد. نتایج حاصل بیانگر آن است که این نانوکاتالیست از فعالیت بالایی در تولید محصول بای آریل برخوردار است. همچنین آزمایش بازیافت نشان داد که این نانوکاتالیست بدون کاهش چشمگیر در فعالیت تا 6 مرتبه قابل بازیافت است.
In this research, Pd nanoparticles were synthesized in ethane-benzene periodic mesoporous organosilica and their catalytic activity was investigated in the Suzuki-Miyaura reaction. The synthesized nanocatalyst was studied by several analyzes such as nitrogen adsorption-desorption analysis, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and inductively coupled plasma analysis (ICP). Then the activity of the obtained nanocatalyst was investigated in the Suzuki-Miura coupling process. The final optimum conditions for the Suzuki coupling reaction are: aryl boronic acid (1.1 mmol), aryl halide (1 mmol), potassium carbonate (3 mmol), nanocatalyst (0.2 mole%), ethanol as solvent and temperature 65 ˚C. The results indicate that this nanocatalyst has high activity in the production of biaryl product. In addition, the recycling experiment showed that no considerable change in the activity of the catalyst for at least 6 consecutive runs, which clearly demonstrates the stability of the catalyst for these conditions in the Suzuki-Miyaura reaction.
http://www.chemistryresearches.ir/article_118489_85ff0152d34792c68c57cea3b3313e8e.pdf
نانوذرات پالادیم
اورگانوسیلیکای منظم اتان-بنزن
واکنش سوزوکی
کاتالیست ناهمگن
Palladium nanoparticles
ethane-benzene periodic mesoporous organosilica
Suzuki-Miyaura reaction
Heterogeneous catalysts
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
95
107
10.22036/ijc.2019.183978.1077
118649
Original Article
حذف فوتوکاتالیستی آنتیبیوتیک داکسیسایکلین از محلول آبی با ذرات روی اکسید تثبیتشده بر روی شیشه: تأثیر سنجههای عملیاتی و بررسیهای سینتیکی
Investigation of photocatalytic degradation of doxycycline antibiotic in aqueous solutions using immobilized zinc oxide nanoparticles on glass: influence of operational parameters and kinetic studies
محمد شکری
shokri@iaut.ac.ir
1
امیر اکبری شورگلی
a.akbari.137@gmail.com
2
وحید دودکانلوی میلان
milanvahid@yahoo.com
3
گروه شیمی کاربردی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران
گروه شیمی کاربردی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران
گروه شیمی کاربردی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، تبریز، ایران
هدف از این مطالعه بررسی حذف فوتوکاتالیزوری آنتیبیوتیک داکسیسایکلین در محلولهای آبی با استفاده از ذرات ZnO تثبیتشده بر روی شیشه (نانوذرات آلدریچ، ذرات مرک و نانوذرات تهیهشده بروش ترسیب شیمیایی) تحت نورUV-C است. مشخصات صفحات شیشهای پوشش داده شده با ذرات ZnO توسط تکنیکهای SEM، AFM و XRD بررسی شده است. تأثیر پارامترهای عملیاتی (غلظت اولیهی داکسیسایکلین، شدت تابش نور ماوراءبنفش وpH ) بر روی فعالیت فوتوکاتالیزوری ذرات ZnO و سینتیک واکنش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که ZnO به عنوان یک فوتوکاتالیزور کارآیی نسبتاً مناسبی در حضور نور UV-C برای حذف داکسیسایکلین از محلولهای آبی دارد. درصد حذف داکسیسایکلین در غلظت mgL-175، 5/6pH= و شدت نور Wm-2 40 و مدت زمان چهار ساعت برای نانوذرات ZnO آلدریچ، میکروذرات ZnO مرک و نانوذرات ZnO تهیه شده به ترتیب برابر 2/45، 8/48 و 7/52 بدست آمد. نتایج مطالعات معدنیسازی نیز کاهشCOD را با گذشت زمان نشان داد. نتایج بررسیهای سینتیکی نشاندهنده سینتیک واکنش شبه درجهی اول میباشد. کلید واژه: آنتیبیوتیک داکسیسایکلین، تخریب فوتوکاتالیزوری، فرآیندهای اکسایش پیشرفته، نانوذرات ZnO
The aim of this study is the investigation of photocatalytic degradation Doxycycline antibiotic in aqueous solution using different ZnO particles (Aldrich nanoparticles, Merck microparticles and synthesized nanoparticles via chemical deposition) immobilized on glass under UV-C light irradiation. Characteristics of the glass plates coated with ZnO particles were investigated by SEM, AFM and XRD technics. The influence of operational parameters (initinal concentration of doxycycline, UV light intensity and pH value) on activity of ZnO photocatalyst and the kinetic of reaction has been investigated. The results showed that ZnO was effective for the degradation of doxycycline from aqueous solutions in the presence of UV-C light. Removal Percent of 75 mg L-1 of doxycycline, in light intensity = 40 W m-2 and pH = 6.5, for 4 h was found 45.2, 48.80 and 52.7% for Aldrich, Merck and synthesized ZnO respectively. Results of mineralization studies also showed a decreasing trend of COD over time. The results showed that the reaction follows pseudo-first-order kinetic.
http://www.chemistryresearches.ir/article_118649_eb23f15a0880a07e6b156863748813b8.pdf
آنتیبیوتیک داکسیسایکلین
تخریب فوتوکاتالیستی
فرآیندهای اکسایش پیشرفته
نانوذرات روی اکسید
Advanced oxidation processes (AOPs)
Doxycycline antibiotic
Photocatalytic degradation
ZnO nanoparticles
per
انجمن شیمی ایران
Chemistry Researches
2717-1442
2717-1450
2020-08-22
3
1
109
116
10.22036/cr.2020.208514.1101
119159
Original Article
آموزش کاوشگرانه شیمی برای مدرسان آینده
Inquiry-Based Chemistry Education for the Next Generation Teachers
مسعود آیت اللهی مهرجردی
m.mehrgardi@gmail.com
1
زهرا قهساره
zahra.ghehsare@gmail.com
2
فروزان گلابی
forgl1373@gmail.com
3
سیده ملاحت شادمان
shademan.malahat@yahoo.com
4
دانشکده شیمی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، کدپستی 73441-81746
دانشکده شیمی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، کدپستی 73441-81746
دانشکده شیمی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، کدپستی 73441-81746
دانشکده شیمی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، کدپستی 73441-81746
آموزش کاوشگرانه یکی از روشهای خلاقانهی تدریس محسوب میشود که در نظام های آموزشی دنیا از محبوبیت زیادی برخوردار است. از مزایای این روش تقویت روحیهی پرسشگری است تا دانشجو بوسیله تواناییهای فردی خود به مدل سازی و تحلیل مسائل علمی بپردازد و مشارکتهای گروهی را بین آنها افزایش می دهد. به منظور اجرای این روش در کلاس مباحث ویژه برای تحصیلات تکمیلی شیمی در دانشگاه اصفهان، تصمیم گرفته شد تا با ساخت یک دستگاه سادهی طیفسنج نوری، مفاهیم اولیه طیف سنجی آموزش داده شود. در این راستا، علاوه بر ثبت طیف جذبی محلولهای متفاوت در ناحیه مرئی با استفاده از دستگاه ساخته شده، بررسی تاثیر انواع منابع تابش و عناصر متفرقکننده نیز صورت گرفت. برای انطباق طولموج خروجی طیف سنج با طول موج واقعی از طیف جذبی محلول پتاسیم پرمنگنات استفاده گردید. مراحل مختلف ساخت این دستگاه، منجربه شناخت قطعات مختلف طیفسنجهای نوری و ایجاد انگیزه در دانشجویان جهت درک عمیقتر مفاهیم این مبحث گردید. هدف از انجام این شیوه، آشنایی هر چه بیشتر دانشجویان با آموزش کاوشگرانه به عنوان مدرسین آینده شیمی و به کارگیری آن در نظام آموزشی سنتی ایران می باشد. در نهایت از این روش آموزشی برای نوشتن این مقاله به صورت گروهی بهره گرفته شد تا تمام دانشجویان با نحوهی نگارش مقاله و ارسال آن آشنایی پیدا کنند.
Abstract Inquiry-based education is one of the most innovative teaching methods that are very popular in educational systems all over the world. One of the benefits of this approach is to reinforce the questioning spirit of the students and enabling them to analyze scientific issues through their individual abilities and enhancing team working between them. In order to implement this method, in the Special Topics in Chemistry course at Isfahan University, it was decided to teach the basic concepts of spectroscopy by building a simple optical spectrometer. In this regard, in addition to recording the absorption spectra of different solutions in the visible area using a fabricated device, the effects of different radiation sources and dispersive elements were also investigated. The absorption spectrum of potassium permanganate solution was used to adjust the wavelength of the spectrometer to the actual wavelength. The various stages of making this device led to the recognition of different parts of optical spectrometers and motivated students to deepen their understanding of the concepts. The purpose of this method is to introduce students as next-generation chemistry teachers and to apply this method in the traditional Iranian educational system. Finally, this approach was used to write this article by all students as a group effort to know how to write and submit a scientific article.
http://www.chemistryresearches.ir/article_119159_72d36f43cde917db65a99d25236fdceb.pdf
آموزش کاوشگرانه
خلاقیت
طیف سنج نوری
مباحث ویژه
مدرسین آینده
Innovation
Inquiry-based Education
Next-Generation Teachers
Optical Spectroscopy
Special Topics