جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Lithium Extraction Methods from Primary and Secondary Resources: A Review روش های استحصال لیتیم از منابع اولیه و ثانویه: مقاله مروری 1 42 717695 FA زینب علیپور گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران مهدی پورافشاری چنار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Journal Article 2024 07 08 The widespread use of Lithium-Ion Batteries (LIBs) in electrical and electronic tools as well as electric vehicles indicates a significant increase in the demand for lithium in recent years. Therefore, the extraction of lithium from minerals such as spodumene, as well as brines and seawater as primary resources of lithium, has received much attention. On the other hand, due to the increase in the use of LIBs, the amount of their waste has increased in recent years. So, recycling of LIBs, in addition to solving environmental problems caused by the presence of heavy metals and toxic compounds in them, as a secondary resource, has a great importance to compensate the lack of lithium resources and other precious metals. In this review, various methods of lithium extraction from primary resources and LIBs and the results of some studies conducted in this regard have been investigated. Also, the industrial processes of lithium extraction from primary or secondary sources have been presented by introducing some companies operate in this field and introducing the process of lithium extraction in them. کاربرد گسترده ی باتری های لیتیم- یون (LIBs) در ابزارهای الکتریکی و الکترونیکی و نیز وسایل نقلیه ی برقی حاکی از افزایش قابل توجه میزان تقاضا برای لیتیم طی سال های اخیر است. از این رو، استخراج لیتیم از سنگ های معدنی مانند اسپودومن و نیز شورآبه ها و آب دریا به عنوان منابع اولیه ی لیتیم مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از سوی دیگر، به دلیل افزایش کاربرد LIBs، میزان ضایعات آنها طی سال های اخیر افزایش یافته است. بنابراین، بازیافت LIBs علاوه بر رفع مشکلات زیست محیطی ناشی از وجود فلزات سنگین و ترکیبات سمی در آنها، به عنوان منبع ثانویه، برای جبران کمبود منابع لیتیم و دیگر فلزات ارزشمند اهمیت فراوانی دارد. در این مطالعه ی مروری، روش های مختلف بازیابی لیتیم از منابع اولیه و LIBs و نتیجه ی برخی از مطالعات صورت گرفته در این زمینه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، فرآیندهای صنعتی استحصال لیتیم از منابع اولیه و یا ثانویه با معرفی برخی از شرکت های فعال در این زمینه و نیز معرفی فرآیند استحصال لیتیم در آنها ارائه گردیده است.

https://www.nsmsi.ir/article_717695_90061141d82e55335586ee30dfb85f5e.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 11 23 Fabrication and Investigation of Physical, Chemical, and Mechanical Properties of Carboxymethylcellulose/Cellulose Nanofiber Transdermal Patch to Control the Release of Naproxen ساخت و بررسی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی چسب تراپوستی کربوکسی‌متیل‌‌سلولز/ نانوالیاف سلولزی جهت کنترل رهایش ناپروکسن 43 60 718367 FA نرگس میرزائی گروه فرآیندهای جداسازی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران مریم نیک زاد گروه فرآیندهای جداسازی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران عاطفه عراقی دانشکده دامپزشکی، دانشگاه فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران رودریگو باتیستی موسسه فدرال آموزش، علم و فناوری سانتا کاتارینا، پردیس کریسیوما، برزیل Journal Article 2024 05 02 In this research, for the first time, the effect of cellulose nanofibers in the production of carboxymethyl cellulose-based transdermal adhesive for carrying and controlling the release of naproxen has been studied. This study used cellulose nanofibers isolated from rapeseed straw to make carboxymethyl cellulose/cellulose nanofiber nanocomposite films with different formulations. Examination of the physical properties of the prepared nanocomposites showed that the addition of cellulose nanofibers in the nanocomposite structure caused an increase in the thickness of the nanocomposite film from 65 µm to 86 µm. Also, the water vapor transmission rate of the pure carboxymethyl cellulose film was calculated to be 0.00386 gr/cm.24hr, which decreased to 0.00291 gr/cm.24hr with the addition of cellulose nanofibers, indicating a decrease in the penetration of water molecules into the structure of the prepared nanocomposites. The results of FTIR analysis confirmed the successful drug loading into the film structure. Based on the mechanical properties, the tensile strength for the pure carboxymethylcellulose film was measured to be 13.3 MPa, which increased to 27.1 MPa after adding cellulose nanofibers. The drug loading efficiency of the pure carboxymethylcellulose film was 20%, which increased to 64.3% with the addition of cellulose nanofibers. The drug release kinetics study showed that due to the dense network structure of the nanocomposite resulting from the presence of cellulose nanofibers, the drug release from the nanocomposite films was much slower than that of the pure carboxymethylcellulose film, indicating a slow and controlled drug release by these drug carriers. The findings of this study showed that the prepared nanocomposite films are suitable candidates for the transdermal delivery of naproxen. در این پژوهش برای اولین بار به اثر نانوالیاف سلولزی در ساخت چسب تراپوستی بر پایه کربوکسی‌متیل ‌سلولز جهت حمل داروی ناپروکسن و کنترل رهایش این دارو پرداخته شده است. در این مطالعه از نانوالیاف سلولزی تولید شده از کاه کلزا جهت ساخت فیلم نانوکامپوزیت کربوکسی‌متیل‌سلولز/نانوالیاف سلولزی با فرمولاسیون مختلف استفاده شد. بررسی ویژگی‌های فیزیکی نانوکامپوزیت‌های تهیه شده نشان داد افزایش نانوالیاف سلولزی در ساختار نانوکامپوزیت سبب افزایش ضخامت فیلم نانوکامپوزیت از µm 65 به µm 86 میکرومتر گردید. همچنین نرخ انتقال بخار آب فیلم‌ کربوکسی متیل‌سلولز خالص gr/cm.24hr 00386/0 محاسبه شد که با افزودن نانوالیاف سلولزی به gr/cm.24hr 00291/0 کاهش پیدا کرد که نشان از کاهش نفوذ مولکول‌های آب به ساختار نانوکامپوزیت‌های تهیه شده دارد. نتایج آنالیز FTIR بارگذاری موفقیت‌آمیز دارو را در ساختار فیلم‌ها تأیید نمود. بر اساس بررسی خواص مکانیکی، پارامتر استحکام مکانیکی برای فیلم کربوکسی‌متیل‌سلولز خالص برابر با MPa 3/13 اندازه‌گیری شد که بعد از افزودن نانوالیاف سلولزی به MPa 1/27 افزایش پیدا نمود. میزان بازده بارگذاری دارو فیلم کربوکسی‌متیل‌سلولز خالص برابر 20% بود که با افزودن نانوالیاف سلولزی به 3/64% افزایش یافت. مطالعه سینتیکی رهایش دارو نشان داد به علت ساختار متراکم شبکه‌ای نانوکامپوزیت که ناشی از حضور نانوالیاف سلولزی است، انتشار دارو از فیلم‌های نانوکامپوزیتی نسبت به فیلم کربوکسی‌متیل‌سلولز خالص بسیار کند‌تر اتفاق افتاد که رهایش آهسته و کنترل شده دارو توسط این حامل‌های دارویی را نشان می‌دهد. یافته‌های این مطالعه نشان داد فیلم‌های نانوکامپوزیتی‌ تهیه شده کاندیدای مناسبی جهت حمل داروی ناپروکسن به‌صورت تراپوستی می‌باشند.

https://www.nsmsi.ir/article_718367_90d7bb8fa0deaa9ece6c15d6200fd1d1.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 10 02 Graphene Oxide Nanosheets as Bortezomib Drug Carriers in a Targeted Drug Delivery System: A Novel Approach for Cancer Therapy نانوصفحات گرافن اکسید به عنوان حامل های دارویی بورتزومیب در یک سیستم دارورسانی هدفمند: رویکردی جدید برای درمان سرطان 61 78 716228 FA حوریه یحیایی گروه شیمی، دانشکده فنی، مهندسی و علوم پایه واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران 0000-0003-4638-556X امیررضا صائنی گروه شیمی، دانشکده فنی، مهندسی و علوم پایه واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران 0009-0007-0157-2261 Journal Article 2024 05 31 This study, for the first time, investigates the interaction between the anticancer drug bortezomib and graphene oxide nanoparticles using quantum mechanical calculations employing density functional theory and NBO calculations at the B3LYP/6-311+G* level of theory, as well as molecular mechanics simulations using the Monte Carlo method with AMBER, OPLS, CHARMM (Bio), and MM+ force fields over a range of temperatures (298-316 K) in water solvent. Calculations have shown that hydroxyl and epoxy groups in graphene oxide form hydrogen bonds with the N-H group of the bortezomib molecule, while the carboxyl group at the edges of the graphene oxide sheet creates a negative surface charge. Therefore, graphene oxide is well dispersed in water and other polar solvents, and this amphiphilic structure, when faced with the bortezomib drug, introduces it as a suitable carrier. This is also observed in molecular docking simulations and molecular dynamics simulations through the establishment of precise hydrogen bonds and hydrophobic π bonds in this drug system; which, due to intramolecular hydrogen bonds of bortezomib with graphene oxide and hydrophobic bonds, provides intermolecular stabilization and stability of this drug system with the surrounding environment. According to NBO results, which are based on π-π interactions of graphene oxide and bortezomib, van der Waals, ionic, and hydrogen bonding interactions occur due to the presence of a large number of oxygen-containing groups, which has a significant impact on the stabilization of the anticancer drug bortezomib. Also, evaluations of the molecular electrostatic potential and molecular charges by examining the electrostatic interactions of this drug system in terms of electronegativity, desirability, and BTZ-GO stability have shown results consistent with NBO results. Monte Carlo calculations also show that the results extracted from the Amber force field are consistent with the results of quantum mechanics. این مطالعه برای اولین بار بر روی برهمکنش داروی ضد سرطان بورتزومیب و نانو گرافن اکسید توسط محاسبات مکانیک کوانتومی با استفاده از نظریۀ تابعیت چگالی و محاسبات NBO با سطح تئوری B3LYP/6-311+G** و مکانیک مولکولی با روش مونت کارلو در میدان های نیروی AMBER, OPLS, CHARMM (Bio), MM+ در گسترهای از دما ( 316-298کلوین) و حلال آب انجام شده است. محاسبات نشان داده است که در نانو گرافن اکسیدی، گروه های هیدروکسیل و اپوکسی با گروه عاملی N-H مولکول بورتزومیب پیوند هیدروژنی تشکیل می دهند و این در حالی است که گروه کربوکسیل در لبه های صفحۀ نانو گرافن اکسیدی بار سطحی منفی ایجاد می کند. از اینرو، نانو گرافن اکسیدی به خوبی در آب و سایر حلال های قطبی پراکنده می شود و همین ساختار دوگانه دوست در مواجه با داروی بورتزومیب، آن را به عنوان یک حامل مناسب معرفی می نماید، این مهم طبق شبیه سازیهای داکینگ مولکولی نیز با برقراری پیوندهای هیدروژنی دقیق و پیوندهای پای آبگریز این سیستم دارویی ملاحظه میگردد، که به سبب پیوندهای هیدروژنی، دارای یک پایداری درون مولکولی بورتزومیب باگرافن اکسید و به واسطۀ پیوندهای آبگریز، تثبیت و پایداری برون مولکولی این سیستم دارویی با محیط اطراف برقرار می باشد. مطابق با نتایج NBO که مبنی بر برهمکنش π-π گرافن اکسید و بورتزومیب است، برهمکنش های واندروالسی، یونی و هیدروژنی به دلیل حضور تعداد زیادی گروه های اکسیژندار اتفاق می افتد که این امر تاثیر شگرفی در تثبیت داروی ضد سرطان بورتزومیب خواهد داشت. همچنین ارزیابی های پتانسیل الکتروستاتیک مولکولی و بارهای مولیکنی با بررسی برهمکنش های الکتروستاتیک این سیستم دارویی از لحاظ اصل الکترونگاتیویته، مطلوبیت و پایداری BTZ-GO را نشان داده و تثبیتی بر نتایج NBO هستند. محاسبات مونت کارلو نیز نشان می دهد که نتایج مستخرج از میدان نیرو Amber بر نتایج مکانیک کوانتومی منطبق است.

https://www.nsmsi.ir/article_716228_bbb22470b05b974a7f0dca0751790e0c.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Study the Quantum Mechanics of Gemcitabine Anticancer Drug Adsorption on Metal-Doped Boron Nitride Nanotubes بررسی مکانیک کوانتمی جذب داروی ضد سرطان جمسیتابین بر نانولوله های بور نیترید دوپ شده با فلز 79 97 717781 FA مهدیه پورسرگل گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زابل، زابل، ایران پویا کریمی گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زابل، زابل، ایران 0000-0003-1853-5882 Journal Article 2024 02 21 Novel drug delivery is a strategy to mitigate the side effects of chemotherapy in cancer treatment. Carriers made of different materials, such as Boron Nitride (BN) nanotubes, are applied in drug delivery. Therefore, this study examined the application of boron nitride nanotubes doped with transition metals as a drug carrier for anticancer drug Gemcitabine (Gem). The gemcitabine adsorption on single-walled boron nitride nanotubes doped with iron, cobalt, and nickel was explored using quantum mechanical calculations based on Density Functional Theory (DFT) at B3LYP/lanl2dz level of theory. The adsorption energy and electronic parameters of gemcitabine were studied in interaction with metal-doped boron nitride nanotubes. The results revealed that using the metals significantly enhances the drug delivery properties of boron nitride nanotubes. Among the examined nanotubes, Fe-BN nanotube had the highest adsorption energy for gemcitabine in the gas phase (-33.21 kcal/mol) and Co-BN nanotube had the highest adsorption energy in the aqueous phase (-21.16 kcal/mol). The interaction between gemcitabine and boron nitride nanotubes was confirmed by analyzing the stabilization energy and molecular orbitals. Natural Bond Orbital (NBO) analysis showed charge transfer from gemcitabine to the boron nitride nanotubes. The examination of Atoms in the Molecules (AIM) confirmed the formation of bond critical points between gemcitabine and metal-doped boron nitride nanotubes, and the electron charge densities related to these points were directly linked to the stabilization of the complexes. The interaction between gemcitabine and metals in nanotubes has an electrostatic nature. The present study provides details on the interaction mechanism of gemcitabine with metal-doped boron nitride nanotubes and demonstrates that these nanostructures can be useful in gemcitabine delivery. دارورسانی نوین تدبیری برای کاسته شدن عوارض شیمی درمانی در درمان سرطان است. حامل هایی از جنس های مختلف ازجمله نانولوله های بور نیترید در دارورسانی کاربرد دارند. از این رو در این پژوهش، کاربرد نانولوله های بور نیترید دوپ شده با فلزات واسطه به عنوان حامل دارورسان برای داروی ضد سرطان جمسیتابین بررسی شد. در این راستا جذب جمسیتابین بر نانولوله تک دیواره بور نیترید دوپ شده با فلزات آهن، کبالت و نیکل با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتمی نظریه تابعی چگالی، در سطح نظری محاسباتی B3LYP/lanl2dz مورد بررسی قرار گرفت. انرژی جذب و پارامترهای الکترونیکی جمسیتابین در برهمکنش با نانولوله های بور نیترید دوپ شده با فلزات مطالعه شد. نتایج نشان داد که قرار دادن فلز، خواص دارورسانی نانولوله بور نیترید را بطور چشمگیری تقویت می کند. در میان نانولوله های بررسی شده، نانولوله Fe-BN بیشترین انرژی جذب جمسیتابین را در فاز گازی ( kcal/mol21/33-) و نانولولهCo-BN بیشترین انرژی جذب را در فاز آبی (kcal/mol 16/21-) داشت. برهمکنش بین جمسیتابین و نانولوله های بور نیترید با تحلیل انرژی پایداری و اوربیتال های ملکولی تایید شد. تحلیل اوربیتال های پیوندی طبیعی انتقال بار از جمسیتابین به نانولوله های بور نیترید را نشان داد. مطالعه ی اتم ها در مولکول تشکیل نقاط بحرانی پیوند بین جمسیتابین و نانولوله های بور نیترید دوپ شده با فلزات را تأیید کرد و میزان چگالی های بار الکترونی مربوط به این نقاط با پایداری کمپلکس ها رابطه ی مستقیم دارد. برهمکنش بین جمسیتابین و فلز در نانولوله ها دارای ماهیت الکتروستاتیک است. همچنین، تجزیه و تحلیل پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که کمپلکس های تشکیل شده پایدارند. مطالعه حاضر جزئیات مکانیسم برهمکنش جمسیتابین با نانولوله های بور نیترید دوپشده با فلز را فراهم می کند و نشان می دهد که این نانوساختارها می توانند برای دارورسانی جمسیتابین مفید باشند.

https://www.nsmsi.ir/article_717781_7f22a16a0172ab1c79304afb4dbe7caf.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Metal-Organic Frameworks and Their Application in Anticancer Drugs: A Machine Learning Approach چارچوب های فلز-آلی و بررسی کاربرد آنها در داروهای ضدسرطانی به روش یادگیری ماشین 99 115 718465 FA مینوش لعلی نیا گروه مهندسی پزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،ایران ناهید حسن زاده نعمتی گروه مهندسی پزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران،ایران 0000-0003-1725-8430 جواد کریمی ثابت پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای،پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای،تهران،ایران سید خطیب الاسلام صدرنژاد دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران،ایران Journal Article 2024 09 29 In this study, Metal-Organic Frameworks (MOFs) were examined as drug carriers due to their porous structures and high loading capacities. The goal of the research was to utilize machine learning algorithms to accurately predict the drug release percentage from MOFs under various conditions. For this purpose, experimental data and scientific literature, including features such as pore size, surface area, density, pore volume, pH, drug loading, time, hydrophobicity, drug type, and MOF type, were used as inputs for machine learning models. The drug release percentage was considered as the output. Experimental data were obtained using various analyses such as SEM, XRD, and BET. Four different algorithms, including Support Vector Regression (SVR), Gradient Boosting, Random Forest, and Decision Tree, were employed to predict drug release percentages.The results showed that the Gradient Boosting algorithm achieved the best performance with R² = 0.85, while Random Forest and Decision Tree provided acceptable results with R² = 0.81 and R² = 0.72, respectively. The SVR model also achieved R² = 0.64. Finally, feature importance analysis revealed that pore size was the most important factor in determining drug release efficiency, with MOF surface area also playing a significant role. These findings demonstrate the high potential of machine learning algorithms in predicting drug release behavior and optimizing MOF design for drug delivery applications. در این تحقیق، چارچوب‌های فلز-آلی (MOFs) به‌عنوان حامل‌های دارویی به دلیل ساختارهای متخلخل و ظرفیت بارگذاری بالای خود مورد بررسی قرار گرفتند. هدف این مطالعه، استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی دقیق درصد رهایش دارو از MOF ها در شرایط مختلف بود. برای این منظور، داده‌های حاصل از آزمایش‌های آزمایشگاهی و مقالات علمی، شامل ویژگی‌هایی مانند اندازه منافذ، مساحت سطح، چگالی، حجم منافذ، pH ، بارگذاری دارو، زمان، آب گریزی، نوع دارو، نوع MOF به‌عنوان ورودی مدل‌های یادگیری ماشین استفاده شدند و درصد رهایش دارو به عنوان خروجی در نظر گرفته شد. همچنین، برای استخراج داده‌های آزمایشگاهی از روش‌های مختلف آنالیز شامل میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و جذب سطحی نیتروژن (BET) استفاده شد. سپس، چهار الگوریتم مختلف شامل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، Gradient Boosting، جنگل تصادفی (Random Forest) و درخت تصمیم (Decision Tree) برای پیش‌بینی درصد رهایش دارو به کار گرفته شدند. نتایج نشان داد که الگوریتم Gradient Boosting با 85/0 R² = بهترین عملکرد را در پیش‌بینی‌ها داشت، در حالی که جنگل تصادفی 81/0 R² = و درخت تصمیم 72/0 R² = نیز نتایج قابل قبولی ارائه دادند. مدل SVR نیز توانست 64/0 R² = را به‌دست آورد. در نهایت، تحلیل اهمیت ویژگی‌ها نشان داد که که اندازه منافذ مهم‌ترین عامل در تعیین کارایی رهایش دارو است. مساحت سطحی MOFs نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. این نتایج نشان‌دهنده توانایی بالای الگوریتم‌های یادگیری ماشین در پیش‌بینی رفتار رهایش دارو و بهینه‌سازی طراحی MOFها برای کاربردهای دارورسانی است.

https://www.nsmsi.ir/article_718465_f591464e1992734913f3d9bef1d9d27e.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Artificial Neural Networks (ANN) for Polymeric Nanoparticle Properties Prediction Based on PLGA for Drug Delivery شبکه های عصبی مصنوعی برای مدل سازی خواص نانوذرات پلیمری بر پایه پلی لاکتیک - کو - گلایکولیک اسید برای دارورسانی 117 130 718043 FA سارا میهن دوست گروه مهندسی برق، دانشکده فناوری‌های صنعتی، دانشگاه صنعتی اورمیه، اورمیه، ایران سیما رضوان طلب گروه مهندسی شیمی، دانشکده انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه صنعتی اورمیه، اورمیه، ایران 0009-0009-7102-9373 Journal Article 2024 05 17 There is a complex relationship between the properties of Poly (Lactic-Co-Glycolic Acid) (PLGA) and its Nanoparticle (NP) synthesis parameters that affect its performance as a drug delivery system. In the current study because of the complexity of the data, artificial neural networks were used to predict the impact of input variables on the performance, including NP size, Encapsulation Efficiency (E.E.%), and Drug Loading (D.L.%). In the current study, over 180 data gathered from literarture via data minig method. The effective parameters can be classified into two main groups: intrinsic polymer properties and parameters associated with the synthesis process. The individual effects of each of these parameters, their combination as third set, and finally target parameters have also been added to them as 4th set are thoroughly examined. The results revealed that considering all parameters as 4th set provides higher accuracy (R2 = 0.93) in NP size prediction. At the same time, E.E. % and D.L. % are primarily influenced by synthesis parameters (R2 = 0.96) and polymer intrinsic properties (R2 = 0.92), respectively. Sensitivity analysis for the effect of each parameter has revealed that presence of PEG in the formulation, NPs size, and synthesis method are the most effective parameters in prediction of NPs size, E.E. % and D.L. %, respectively. برای تعیین ارتباط پیچیده بین خواص مختلف پلیمر و نیز عوامل روش تهیه نانوذرات مبتنی بر پلیمر پلی لاکتیک - کو - گلایکولیک اسید (PLGA) در عملکرد آنها به عنوان سامانه های دارورسانی در مطالعه حاضر از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده است. اثر خواص ورودی بر مولفه های مختلف عملکردی شامل اندازه نانوذرات، درصد کپسوله شدن دارو، و درصد بارگذاری دارو بررسی شده است. بیش از ۱۸۰ داده برای تحقیق حاضر به روش استخراج اطلاعات از مقالات مرتبط گردآوری شد. عوامل مؤثر به دودسته اصلی: خواص ذاتی پلیمرها و مقادیر قابل تنظیم روش تهیه تقسیم بندی شده و اثر هردسته به‌تنهایی، ترکیب دودسته موردنظر با عنوان دسته سوم، و در انتها با افزودن مولفه های هدف به عنوان دسته چهارم بررسی شد. دسته چهارم برای پیشبینی اندازه نانوذرات (ضریب تعیین برابر با 93/0) دقت بهتری داشته، درصورتی‌که درصد کپسوله شدن و بارگذاری دارو به ترتیب با عوامل فرایندی (ضریب تعیین 96/0) و خواص ذاتی پلیمرها (ضریب تعیین 92/0) پیش بینی بهتری را ارائه می کنند. آنالیز حساسیت برای تشخیص اصلی ترین مشخصه‌های موثر در هر یک از متغیرهای هدف نشان داد که وجود پلیمر پلی اتیلن گلایکول (PEG) در ترکیب پلیمری، اندازه نانوذرات، و روش تهیه نانوذرات به ترتیب اصلی ترین عوامل موثر در اندازه نانوذرات، درصد کپسوله شدن دارو و درصد بارگذاری دارو در می‌باشند.

https://www.nsmsi.ir/article_718043_aaf6b12185577cc6f2d97bde0e75a238.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Using a Deep Eutectic Solvent Mixture of N,N-Dimethylethylenediamine and Tetrabutylammonium Bromide with Triple Action in Carbon-Carbon Ullman Coupling Reaction in the Presence of Copper(I) Terpyridine Complex as Catalyst استفاده از مخلوط حلال اتکتیک N, N-دی‌متیل‌اِتیلن‌دی‌آمین و تترابوتیل‌آمونیم برومید با عملکرد سه گانه در واکنش جفت شدن کربن-کربن اولمن در حضور کمپلکس ترپیریدین مس (I) به عنوان کاتالیست 131 143 717287 FA اکبر مبارکی گروه شیمی آلی و پلیمر، دانشکده شیمی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران 0000-0001-7689-6817 ژیلا حسین زاده گروه شیمی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران علی روستایی گروه تجهیزات و فناوری پلیس، پژوهشکده تجهیزات و فناوری‌های انتظامی، پژوهشگاه علوم انتظامی و مطالعات اجتماعی، فراجا، تهران، ایران Journal Article 2024 03 24 In this research, a highly effective approach is introduced for the improvement of carbon-carbon coupling through Ullmann reaction to synthesize a variety of biaryl compounds with a level of efficiency ranging from good to excellent. To achieve this objective, the compound 4′-(4-methoxyphenyl)-2,2′:6′,2″-terpyridine (Mtpy) was employed as a tridentate ligand with electron-rich properties and CuI served as the catalytically active sites. In the investigated reaction, a combination of N,N-Dimethylethylenediamine (DMED) and Tetrabutylammonium Bromide (TBAB) was utilized as a novel Deep Eutectic Solvent (DES), fulfilling triple roles: functioning as a base, facilitating the reaction process as an additive, and plays its main role as a solvent for the carbon-carbon coupling reaction. The results acquired are compared with existing literature reports, demonstrating the efficacy of the approach. Furthermore, the triple functionality of the deep eutectic solvent, coupled with its capability to be recovered three times during the reaction, highlights its robustness under reaction conditions and presents promising opportunities in the field of green chemistry. در این پژوهش روشی کارآمد جهت انجام واکنش اولمن و تشکیل پیوند کربن-کربن برای سنتز ترکیبات بی آریل مختلف با بازده خوب تا عالی ارائه شده است. به این منظور، از ′4-(4-متوکسی‌فنیل)-2,′2:′6،″2-ترپیریدین (Mtpy) به عنوان لیگاند و از CuI به عنوان مراکز فعال کاتالیستی استفاده شده است. در واکنش مورد مطالعه، از مخلوطی از N,N-دی‌متیل‌اِتیلن‌دی‌آمین (DMED) و تترابوتیل‌آمونیم برمید (TBAB) به عنوان حلال اتکتیک ژرف (DES) سبز و جدید با عملکرد سه گانه به عنوان باز، افزودنی و پیشبرنده واکنش جفت شدن کربن-کربن و همچنین نقش اصلی آن یعنی به عنوان حلال استفاده شده است. نتایج حاصل با دیگر گزارش های موجود در مراجع مقایسه و کارایی روش به وضوح نشان داده شده است. علاوه بر عملکرد سه گانه حلال اتکتیک ژرف، بازیابی آن تا سه مرحله در واکنش نشان از پایداری نسبی آن در محیط واکنش بوده و مورد توجه شیمی سبز می باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_717287_0f718c9408d3a7f4d15874327e5638fe.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Investigation of Photocatalytic Activity of Zn (II) and Mn (II) Polyoxometalates Supported on ZnO for Degradation of Organic Dyes بررسی فعالیت فتوکاتالیستی پلی‌اکسومتالات‌های روی (II) و منگنز (II) تثبیت شده بر روی اکسید برای تجزیه رنگ‌های آلی 145 158 717693 FA ربابه حاجیان دانشکده شیمی، دانشگاه یزد، یزد، ایران نرگس زمان زاده نصرآبادی دانشکده شیمی، دانشگاه یزد، یزد، ایران Journal Article 2024 06 04 This paper describes the synthesis of two Keggin-type substituted polyoxometalates [(n-C4H9)4N)]5PMo2W9O39(Zn2+OH2).3H2O and [(n-C4H9)4N)]5PMo2W9O39(Mn2+OH2).3H2O supported on ZnO. The heterogeneous catalysts were characterized by IR, UV-Vis, UV-Vis DRS, XRD, FESEM, EDX, TG, BET, and ICP techniques. These prepared catalysts exhibited high photocatalytic activity for the degradation of methylene blue (cationic), rhodamine B (cationic), bromothymol blue (indicator), and methyl orange (anionic, azo) dyes in the presence of hydrogen peroxide under sunlight irradiation. The kinetics of the oxidation degradation of the four dyes were controlled to be first-order reactions according to the Langmuir-Hinshelwood kinetic model for ZnO, two homogeneous polyoxometalates, and two heterogeneous photocatalysts. The photocatalytic degradation activity of the heterogeneous species was superior to that of the homogeneous ones. Moreover, these systems can be recovered and reused for six catalytic cycles without a significant decrease in the dye degradation efficiency. در این مقاله دو پلی‌اکسومتالات استخلافشده نوع کگین [(n-C4H9)4N)]5PMo2W9O39(Zn2+OH2).3H2O5 و [(n-C4H9)4N)]5PMo2W9O39(Mn2+OH2).3H2O تثبیت شده بر روی بستر ZnO تهیه گردید. این دو کاتالیست ناهمگن توسط روش IR، UV-Vis، DR UV-Vis، XRD، FESEM، EDX، TG، BET وICP شناسایی شد. این کاتالیست های تهیه شده در تخریب رنگ‌های متیلن‌بلو(کاتیونی)، ردامین B (کاتیونی) و برموتیمول بلو (شناساگر) و متیل اورانژ (آنیونی، آزو) در حضور هیدروژن پراکسید و تحت تابش نور خورشید، فعالیت فتوکاتالیستی بالایی از خود نشان دادند. بر اساس مدل سنتیکی لانگمویر-هینشل‌وود، سنتیک تخریب اکسایشی چهار رنگ برای روی اکسید، دو پلی‌اکسومتالات همگن و دو فتوکاتالیست ناهمگن به عنوان واکنش‌های مرتبه اول بررسی شد. فعالیت تخریب فتوکاتالیستی گونه‌های ناهمگن نسبت به انواع همگن برتری داشت. همچنین، این سیستم ها قابلیت بازیابی و استفاده مجدد در شش دوره کاتالیستی را بدون کاهش قابل توجه در میزان تخریب رنگ دارند.

https://www.nsmsi.ir/article_717693_4b4581d850fabfd295dc3f177b6d362d.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Synthesis and Investigation of Conjugated Oligoelectrolyte Molecules for Enhancing the Efficiency of Microbial Fuel Cell سنتز و بررسی مولکول الیگوالکترولیت مزدوج جهت افزایش بازده پیل‌ سوختی میکروبی 159 170 717420 FA محمدرضا مهرعلیزاده گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران بهمن عبدالهی مرکز پایش و نظارت بر کیفیت شرکت آب و فاضلاب استان آذربایجان شرقی، ایران شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2024 08 20 The anode section, as an electron-producing site, determines the power performance and pollutant removal in Microbial Fuel Cells (MFCs). However, the Extracellular Electron Transfer (EET) process limits the production of bioelectricity. In this study, the role of Conjugated Oligoelectrolytes (COEs) in catalyzing bacterial activity for bioelectric current generation was investigated. In this regard, a COE named Tetra[4-1-(3-Methylimidazolium Chloride)[Butyl[Ferrocene (TMBF+)] was synthesized, and the increase in anodic current output through the MFC device was examined. Electrochemical analyses demonstrated excellent performance in bioelectric current generation for cells modified with TMBF+. The tolerance threshold of the cells modified with COEs for various COE concentrations was evaluated using Chronoamperometry (CA). Additionally, the power performance of the MFC showed a maximum value of 138.97 mW/m² for cells modified with TMBF+, compared to unmodified cells (72.2 mW/m²). The results indicated that modifying cell membranes with COEs is an appropriate method to facilitate the EET process and produce bioelectricity. بخش آند به عنوان یک مکان تولید الکترون، عملکرد توان و حذف آلاینده‌ها در سلول سوختی میکروبی (MFC) را تعیین می‌کند. با این حال، فرآیند انتقال الکترون خارج سلولی (EET) تولید بیوالکتریسیته را محدود می‌کند. در این پژوهش، نقش الیگوالکترولیت‌های مزدوج (COEs) در کاتالیز فعالیت باکتریایی برای تولید جریان بیوالکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، COE با نام‌ تترا]4-]1-(3-متیل ایمیدازولیوم کلراید)[ بوتیل[ فروسن (TMBF+) سنتز شده و افزایش خروجی جریان آندی از طریق دستگاه MFC مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل‌های الکتروشیمیایی نشان‌دهنده عملکرد عالی در تولید جریان بیوالکتریکی برای سلول‌های اصلاح شده با TMBF+ بود. آستانه تحمل سلول‌های اصلاح شده با COEs برای غلظت‌های مختلف COEs با استفاده از آزمون کرونوآمپرومتری (CA) بررسی شد. علاوه بر این، عملکرد توان MFC بالاترین مقدار 97/138 میلی‌وات بر متر مربع را برای سلول‌های اصلاح شده با TMBF+ در مقایسه با سلول‌های اصلاح نشده (2/72 میلی‌وات بر متر مربع) نشان داد. نتایج نشان داد که اصلاح غشاهای سلول‌ها با COEs یک روش مناسب برای تسهیل فرآیند EET و تولید بیوالکتریسیته است.

https://www.nsmsi.ir/article_717420_c466176d9af2b077c04eb50f79327dbe.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 A Study on the Physical and Mechanical Properties of ABS Filled with Calcium Carbonate Particles مطالعه خواص فیزیکی و مکانیکی کوپلیمر آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) پر شده با کربنات کلسیم 171 184 717417 FA آیدا آدینه اصل گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران حیدر رنجبر مدیر بخش تحقیق و توسعه پتروشیمی تبریز، تبریز، ایران سیامک زواره گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران محراب فلاحی سامبران گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران 0000-0003-2051-0131 Journal Article 2024 05 24 Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS) thermoplastic is one of the engineering plastics that are usually used in composite or alloy form in industries. Particulate fillers such as calcium carbonate are widely used in plastics due to their low price. In this research, the CaCO3/ABS composite was investigated in three percentage of calcium carbonate with three different micrometer particle sizes along with Polydimethylsiloxane (PDMS) as compatibilizer. Formulations were carried out by Taguchi experimental design for the three mentioned factors at three levels for reducing sample formulation. Samples was injected after compounding in corotating twin screw extruder, and physico mechanical tests such as tensile, impact strength, rockwel hardness, MFI and Vicat temperature was done. The results showed that CaCO3 has a major effect on impact strength and little effect on other characteristics. So that 0.5, 1 and 2% of CaCO3 decreased the Izod impact strength of ABS thermoplastic by 12, 27 and 39%, respectively, and its value reached from 21.1 kJ/m2 to 18.5, 15.3 and 12.9. ترموپلاستیک آکریلونیتریل - بوتادین – استایرن (ABS) یکی از پلاستیک های مهندسی می باشد که در صنایع معمولاً به صورت کامپوزیتی یا آلیاژی استفاده می شود. پر کننده های ذرهای مثل کربنات کلسیم به واسطه قیمت پایین آنها در پلاستیک ها مصرف بالایی دارند. در این پژوهش کامپوزیت CaCO3/ABS در سه ترکیب درصد از کربنات کلسیم با سه اندازه ذره متفاوت میکرومتری به همراه سازگار کننده پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) مورد بررسی قرار گرفت. فرمولاسیون ها توسط طراحی آزمایش با روش تاگوچی برای سه فاکتور مذکور در سه سطح انجام شد. پس از نمونه سازی در اکسترودر دو پیچه همسوگرد، نمونه ها با قالب گیری تزریقی تهیه و تست های کشش، ضربه، سختی راکول، شاخص جریان مذاب و دمای نرمی وایکت انجام شد. نتایج نشان داد که اثر عمده CaCO3 بر مقاومت ضربه و تأثیر کمی بر سایر ویژگی ها دارد. به طوری که 5/0 ، 1 و 2 درصد کربنات کلسیم باعث شد که از استحکام ضربه آیزود ترموپلاستیک ABS به ترتیب 12 ، 27 و 39 درصد کم شود و مقدار آن از 1/21 کیلوژول بر مترمربع به 5/18 ،3/15 و9/12 برسد.

https://www.nsmsi.ir/article_717417_0376e642450e8e3d13cb9a8ea125e5bf.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Application of Polymer Inclusion Membranes Composed of Cellulosetri acetate and Trioctylamine for the Decontamination of Water Solutions Containing Anionic Dye Congo Red کاربرد غشای پلیمری درون‌گیر متشکل از سلولزتری‌استات و تر‌ی‌‌اکتیل‌‌آمین برای حذف رنگ آنیونی قرمزکنگو از محلول‌های آبی 185 200 717418 FA بهاره بیگ زادی آزمایشگاه تعادل‌های فازی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، ایران لیلا دولتیاری گروه شیمی، واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران 0000-0002-5788-0075 محمدرضا یافتیان آزمایشگاه تعادل‌های فازی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، ایران 0000-0003-3699-7861 Journal Article 2024 02 06 In the present study a polymer inclusion membrane (PIM) was developed for the extraction of Congo Red (CR). A PIM composed of 40% w/w CTA, 25% w/w TOA and 35% w/w TBP was selected as the optimum PIM and characterized by determining its weight, thickness, SEM, AFM, TGA and stress/strain curve. To achieve the highest efficiency, the parameters affecting the extraction process including extraction time, shaking rate, pH, initial concentration, and extraction stoichiometry were investigated. It is shown that the developed PIM was able to efficiently extract 94.3% of CR from 50 mL water solution containing 20 mg/L CR at pH 7 after 6 h and shaking rate 200 rpm. Back-extraction of CR from 50 mL of solution containing 0.1 mol/L NH3. The selected PIM exhibited excellent performance after 3 months and good stability in 5 extraction/back-extraction cycles. The membrane was successfully used for the recovery of CR from some various water and wastewater samples. It was suggested that the extraction takes place via the formation of [TOAH+][CR-] ion-pair species. The kinetics and isotherms of the process were well described by pseudo-second order and Langmuir models, respectively. These analyses revealed the extraction might be chemical processes and maximum capacity was found to be 43.8 mg CR per 1 g of the PIM. در پژوهش حاضر غشای پلیمری درون‌گیر با ترکیب 40 درصد وزنی پلیمر سلولز تری‌استات (CTA)، 25 درصد وزنی استخراج‌ کننده تری اکتیل آمین (TOA) و 35 درصد وزنی نرم کننده تری بوتیل فسفات (TBP) به‌عنوان غشایی مناسب برای حذف رنگ قرمز کنگو (CR) از محلول‌های آبی انتخاب شد. خواص فیزیکی و مکانیکی غشای منتخب با ثبت تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و نمودارهای تجزیه وزن‌سنجی حرارتی و تنش/کرنش بررسی شدند. به‌ منظور دستیابی به بیشترین کارایی در فرآیند استخراج، پارامترهای موثر بر این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسی‌ها نشان داد که غشای انتخاب شده قادر به استخراج رنگ قرمز کنگو از 50 میلی‌لیتر محلول حاوی 20 میلی‌گرم برلیتر این رنگ، پس از 6 ساعت تماس با محلول با سرعت هم خوردن 200 دور بر دقیقه بود. با بررسی استوکیومتری گونه و تعیین نسبت 1:1 استخراج ‌شونده و قرمز کنگو، مکانیسم تشکیل زوج‌ یون به صورت [TOAH+][CR-] پیشنهاد شد. این غشاء تا سه ماه بعد از تهیه پایدار بود و قادر به استخراج کامل رنگ بود. غشاء تهیه شده تا 5 چرخه استخراج/ واجذب کارایی کامل داشت. کاربرد غشای مورد مطالعه در استخراج رنگ قرمز کنگو از نمونه‌های آبی کارایی این غشاء را در ماتریس‌های مختلف نمایان کرد. مدل‌های سینتیکی و هم‌دمای فرآیند استخراج مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل به خوبی نشان داد که فرآیند استخراج با مدل‌ سینتیکی شبه مرتبه دوم و هم‌دمای لانگ‌مویر انطباق دارد. حداکثر ظرفیت این غشاء 8/43 گرم قرمز کنگو بر گرم غشاء تعیین شد.

https://www.nsmsi.ir/article_717418_75370dc101a3d828e94da6775b088e23.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Application of Machine Learning to provide an insight into Chemical and Structural Features of Polymeric Membranes for CO2 Capture کاربرد یادگیری ماشین در بررسی ویژگی های ساختاری و شیمیایی غشاهای پلیمری برای جذب کربن دی اکسید 201 211 717895 FA فریده عبداللهی گروه تحقیقاتی فناوری غشای پایدار(SMTRG ) ، دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران آرش خسروی گروه تحقیقاتی فناوری غشای پایدار(SMTRG ) ، دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران 0000-0001-8634-3861 احمد کشاورز گروه تحقیقاتی پردازش سیگنال و اینترنت اشیاء، موسسه تحقیقاتی فناوری اطلاعات و ارتباطات(ICT ) ، دانشکده مهندسی سیستم‌های هوشمند و علوم داده، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران سچکین کاراگز بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه قطر، دوحه، قطر Journal Article 2023 07 23 In recent years, the application of membrane technologies has increased for both gas separation and carbon capture and Artificial Intelligence (AI) can play a crucial role in reducing the costs and removing the implementation related hurdles of these technologies. In this study, in order to address the limitation of experimental research and accelerate the pace of identifying new and effective membranes for being used in the gas industry, a Machine Learning (ML) technique has been developed based on polymers' physical and chemical properties. In particular, the Random Forest (RF) algorithm is used to predict membrane performance in terms of permeability and selectivity for CO2/CH4 separation. Then, the Shapley Additive Explanations (SHAP) method was used to interpret the results. In addition, in order to introduce polymers to ML model, fingerprinting and molecular descriptor approaches were used simultaneously. The results proved that the Topological Polar Surface Area (TPSA) is one of the most influential parameters on membrane performance. Furthermore, findings revealed that polar groups in polymer backbone structure have a negative effect on permeability, while they are positively correlated with selectivity. Another outcome of the present study was about the negative effect of aromatic rings on membranes permeability. در سال های اخیر، کاربرد فناوری‌های غشایی در جداسازی گازهای صنعتی و ذخیره کربن رو به گسترش است و هوش مصنوعی می‌تواند نقش بی بدیلی در کاهش هزینه‌ها و رفع موانع اجرایی توسعه این فناوری ایفا نماید. در این پژوهش، به منظور برطرف کردن محدودیت های مطالعات آزمایشگاهی و افزایش سرعت شناسایی غشاهای جدید و کارآمدتر در صنعت جداسازی گاز، یک مدل یادگیری ماشین با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمرها توسعه داده شده است. به طور خاص، الگوریتم جنگل تصادفی برای پیش‌بینی عملکرد غشاء از جمله تراوایی و گزینش پذیری برای جداسازی کربن دی اکسید/متان استفاده شده است. سپس روش توضیحات جمعی شیپلی برای تفسیر نتایج مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، در این مطالعه به منظور مدل سازی پلیمرها با استفاده از یادگیری ماشین از روش اثر انگشت و توصیف گرهای مولکولی استفاده شده است. نتایج نشان داد که مساحت سطح قطبی گروه های تشکیل دهنده پلیمر، یکی از اصلی ترین پارامترهای مؤثر در عملکرد غشاء است. علاوه بر این، یافته‌ها نشان داد که گروه‌های قطبی در ساختار پلیمر، تأثیر منفی بر تراوایی دارند، در حالی که با گزینش پذیری همبستگی مثبتی دارند. تاثیر منفی حلقه های آروماتیک بر تراوایی غشاها یکی دیگر از یافته های این مطالعه بود.

https://www.nsmsi.ir/article_717895_bb1d1eae642d18646147df9eb6ab2807.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Simulation of Pyrolysis of Polymers in a Solid-Gas Fluidized Reactor Using Computational Fluid Dynamics شبیه‌سازی پیرولیز پلیمرها در راکتور بستر سیال جامد-گاز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی 213 227 717694 FA سبحان دئفه جعفری گروه مهندسی شیمی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران هادی سلطانی گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران 0000-0002-0542-6110 مرتضی قلی‌زاده گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2024 06 14 The ever-increasing expansion of polymer products has led to serious environmental concerns due to the production of waste at the global level. One method of polymer waste management is utilizing the pyrolysis process, which is economically viable and can partially meet the fuel requirements of industries. In this regard, simulating this process is of greater importance in optimizing the efficiency of the products; however, due to its complexity, the numerical simulation of conical beds by multiphase gas-solid flow has received less attention. Therefore, this paper simulated the pyrolysis process of polymer waste in a conical solid-gas fluidized bed reactor using the computational fluid dynamics method. The Eulerian approach and the kinetic theory of granular flows were employed to simulate this multiphase system and the interactions between phases. The effect of various factors, including temperature, gas velocity, and particle size, was investigated. The results showed that temperature is the most important factor in the pyrolysis process; with an increase in temperature to 923 K, the highest amount of gas flow and the lowest amount of tar are produced, which yields favorable economic benefits. On the other hand, flow rate significantly affects the production process of the desired products due to its influence on temperature. At low speeds, particles absorb more heat due to increased contact with the wall, resulting in a faster increase in the temperature of the bed. Conversely, with a higher gas flow rate, more mixing occurs, and a larger volume of gas occupies the space between the solid particles, which leads to a decrease in heat transfer due to reduced particle contact and lower thermal conductivity. Therefore, the inlet flow rate should be set at the lowest optimal value. Additionally, the results showed that increasing the diameter of the particles from 1 to 3 mm causes the temperature to rise more steeply, leading to a faster heating of the bed. گسترش روزافزون محصولات پلیمری، نگرانی های زیست محیطی جدی را به دلیل تولید پسماندهای آن در سطح جهانی به‌دنبال داشته است .یکی از روش‌های مدیریت ضایعات پلیمری، استفاده از فرآیند پیرولیز است که از نظر اقتصادی مقرون ‌به‌‌صرفه بوده و می‌تواند بخشی از نیاز سوخت صنایع را تأمین کند. در این راستا شبیه‌سازی این فرآیند به‌منظور بهینه نمودن بازدهی محصولات تولیدی از اهمیت ویژهای برخوردار است ولی به واسطه پیچیدگی آن، شبیه‌سازی عددی بسترهای مخروطی شکل توسط جریان چند فازی گاز-جامد، کم‌تر مورد توجه بوده است. بنابراین در این مقاله، فرآیند پیرولیز ضایعات پلیمری در یک راکتور بستر سیال جامد-گاز مخروطی با روش دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شد. از رویکرد اویلری همراه با نظریه‌ی جنبشی جریان‌های دانه‌ای برای شبیه‌سازی این سیستم چند فازی و تعاملات بین فازها استفاده شد. تأثیر عوامل مختلف از جمله دما، سرعت گاز و اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دما مهم‌ترین عامل در فرآیند پیرولیز میباشد به طوریکه با افزایش دما و در 923 کلوین، بیشترین میزان جریان گازی و کم‌ترین میزان قطران تولید می گردد که صرفه اقتصادی مطلوبی دارد. از طرفی سرعت جریان ورودی به‌دلیل تاثیرگذاری در پارامتر دما، تاثیر مهمی بر فرآیند تولید محصولات مطلوب دارد. به طوریکه در سرعت پایین ، ذرات به واسطه تماس زیاد با دیواره گرمای بیشتری جذب می کنند و دمای بستر زودتر افزایش می یابد. در مقابل با افزایش سرعت گاز ورودی، اختلاط بیشتر و حجم بیشتری از گاز بین ذرات جامد قرار می گیرد که به واسطه کاهش تماس ذرات و ضریب هدایت گرمایی ، افت انتقال حرارت صورت می گیرد. بنابراین سرعت ورودی به بستر باید در کم‌ترین مقدار بهینه تنظیم گردد. همچنین نتایج نشان داد افزایش اندازه قطر ذرات از 1 تا 3 میلی متر، دما با شیب بیشتری افزایش و بستر سریع‌تر گرم می شود.

https://www.nsmsi.ir/article_717694_0ce4c241264fd2e748044e62fe9893a0.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Determining the Priority of Tank Overhaul by Combining Quantitative Risk Assessment Method and Multi-Criteria Decision-Making Techniques تعیین اولویت اورهال مخازن با ترکیب روش ارزیابی ریسک کمی و تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره 229 240 717691 FA جواد کمالی واحد ایمنی، بهداشت و محیط زیست مپنا میدکو، تهران، ایران شهرام محمودی هریس واحد مدیریت ایمنی، بهداشت و محیط زیست گروه مپنا، تهران، ایران محمدرضا امیدخواه نسرین گروه مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران طه حسین حجازی گروه مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، واحد دانشگاهی گرمسار، تهران، ایران Journal Article 2023 08 25 The one of most important equipments of a process unit are material storage tanks. The storage of petrochemical and process industries is often associated with continuity, high temperature, high pressure, scaling and corrosion. Therefore, it is better to keep this equipment away from threats. In some equipment, overhaul is affected by various parameters and takes a complicated process.. In a process set, each unit has a priority for major repairs. For each unit, some items play a more colorful role in the organization's risk. In case of accidents, it is possible that short-term and medium-term stops in the process will be created, which, in addition to the loss of non-production, will cause the dissatisfaction of stakeholders and damage to the organizational reputation. In this study, taking into account the risk profile of the organization and paying attention to the importance of possible damage to the organization's reputation, a consolidated model was presented to determine the priority of equipment overhaul. In this model, all selected scientific experts from the units were introduced to determine the importance of each component and weight.. Then the opinions of all units were received, quantified and weighted. Collective risk potential, individual risk potential, date of last overhaul, degree of corrosion and number of side tanks at risk were determined as critical parameters for the units to achieve a joint chapter. To calculate individual and collective risks, using the risk quantification technique (QRA) with the help of SAFTI software, and for weighting and prioritizing part of two multi-criteria decision making techniques, one is Fuzzy Hierarchy Analysis (FAHP) and the other is VIKOR technique. used. Finally, the output of the model, which was the summation of all quantitative opinions, gave us a priority in decision-making that all units reached a correlation and consensus of opinion in this regard. یکی از مهم ترین تجهیزات واحدهای فرآیندی، مخازن ذخیره سازی مواد هستند. ذخیره صنایع پتروشیمی و صنایع فرآیندی اغلب با تداوم، درجه حرارت بالا، فشار بالا، جرم‌گرفتگی و خوردگی همراه است. لذا بهتر است این تجهیزات را از تهدیدات دور نگه داشت. در برخی تجهیزات، تعمیرات اساسی (Overhaul) تحت تاثیر پارامترهای مختلفی قرار گرفته و رونده پیچیدهای می گیرد. در یک مجموعه فرآیندی هر واحد برای تعمیرات اساسی یک اولویتی را در نظر دارد. برای هر واحد برخی آیتم ها نقش پر رنگتری در ریسک سازمان دارند. در صورت بروز حوادث ممکن است که توقف‌های کوتاه مدت و میان مدت در فرآیند ایجاد شود که علاوه بر ضرر عدم تولید، باعث نارضایتی ذینفعان و لطمه به شهرت سازمانی شود. در این بررسی با در نظر گرفتن ریسک پروفایل سازمان و توجه به اهمیت لطمه‌ی احتمالی حوادث به شهرت سازمان، یک مدل تلفیقی برای تعیین اولویت تعمیرات اساسی تجهیزات ارائه گردید. در این مدل همه خبرگان منتخب علمی از طرف واحدها برای تعیین مولفه و وزن اهمیت هرکدام معرفی شدند. سپس نظر همه واحدها دریافت، کمی سازی و وزن دهی شد. پتانسیل ریسک جمعی، پتانسیل ریسک فردی، تاریخ آخرین تعمیرات اساسی، درجه خوردگی و تعداد مخازن جانبی در خطر پارامترهای حیاتی برای واحدها تعیین شد تا به یک فصل مشترک دست یابیم. برای احتساب ریسک های فردی و جمعی از تکنیک کمی سازی ریسک (QRA) با کمک نرم افزار SAFTI و برای وزن دهی و اولویت بخشی از دو تکنیک تصمیم گیری چند معیاره، یکی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)و دیگری تکنیک ویکور (VIKOR) استفاده شد. در نهایت خروجی مدل که تجمیع همه نظرات کمی بود به ما اولویتی را در تصمیم گیری ارائه داد که همه واحد ها به یک همبستگی و اجماع نظر در این خصوص رسیدند.

https://www.nsmsi.ir/article_717691_cb270b68203d041685cee404c984d343.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 43 4 2024 12 21 Bioleaching of Copper Concentrate Using a Mixture of Moderate Thermophilic Bacteria بیولیچینگ کنسانتره مس با استفاده از مخلوط باکتری های ترموفیل معتدل 241 250 717285 FA سجاده ریاحی مدوار گروه شیمی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران کریم زارع گروه شیمی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران Journal Article 2024 07 24 Bioleaching of copper concentrate containing chalcopyrite has been the focus of researchers in the past years, so that they may be able to overcome the problems of leaching this mineral. In this research, the bioleaching method was used in Erlenmeyer flask using a mixture of moderate thermophilic bacteria to leaching copper from copper concentrate containing chalcopyrite mineral in 9K culture medium. To optimize the effective parameters in the bioleaching process, i.e. particle size, pH, pulp density and bivalent iron concentration, the design of the experiment was used by Design Expert software. The highest copper recovery of about 58.55% was obtained in conditions of particle size of 10 microns, pH of 1.47, pulp density of 9.38% and bivalent iron concentration of 1.77 g/L. Other parameters, i.e. percentage of bacteria inoculation, temperature, stirring speed and leaching time were considered constant and equal to 15%, 50°C, 144 rpm and 10 days, respectively. Also, to further increase copper recovery, sodium chloride and polyethylene glycol were also used in the presence of bacteria. The results showed that the presence of the mentioned additives has a positive effect on the copper leaching. بیولیچینگ کنسانتره مس حاوی کانی کالکوپیریت در سال‌های گذشته توجه زیادی را در بین محققین به خود جلب کرده است تا شاید بتوان با این روش بر مشکلات لیچینگ این کانی غلبه کرد. در این تحقیق از روش بیولیچینگ در ظروف لرزان با استفاده از مخلوط باکتری‌های ترموفیل معتدل برای انحلال مس از کنسانتره مس حاوی کانی کالکوپیریت در محیط کشت 9K استفاده شد. برای بهینه سازی پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند بیولیچینگ یعنی ابعاد ذرات، pH، درصد وزنی جامد پالپ و غلظت آهن دو ظرفیتی از طراحی آزمایش توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت استفاده شد. بیشترین بازیابی مس در حدود 55/58 درصد در شرایط ابعاد ذرات 10 میکرون، pH برابر 47/1، درصد وزنی جامد پالپ 38/9 و غلظت آهن دو ظرفیتی برابر 77/1 گرم بر لیتر بدست آمد. سایر پارامترها یعنی درصد تلقیح باکتری ها، دما، دور همزنی و زمان ماند ثابت و به ترتیب برابر 15 درصد، 50 درجه سلسیوس، 144 دور بر دقیقه و 10 روز در نظر گرفته شدند. همچنین برای افزایش بیشتر بازیابی مس از کلرید سدیم و پلی‌اتیلن گلیگول نیز در حضور باکتری‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد حضور افزودنی‌های مذکور اثر مثبت بر انحلال مس دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_717285_b70722519a752540b9b1ab0e5acd1ef8.pdf