4-1- سوالات تحقیق:

5

5-1- اهداف تحقیق:

5

6-1- متغییرهای تحقیق:

5

فصل دوم

ادبیات تحقیق

 

1-2- مقدمه:

7

2-2- بررسی نفت خام

9

3-2- تجربه تازه تورم

11

4-2- اقتصاد نفت

12

5-2- دلایل قیمت های بالای نفت چیست؟

13

6-2-غرب نگران قطع نفت ایران نیست

15

7-2- تقاضا برای بشکه های ایران

16

8-2- ارزیابی مواجهه

17

9-2- ژاپن ؛بزرگترین مصرف کننده نفت ایران

18

10-2- توزیع جغرافیایی صادرات نفت ایران

19

11-2- درآمد نفتی ایران در سال گذشته؛ ۴۵ میلیارد و ۶۱۵ میلیون دلار

19

12-2- افزایش صادرات نفت ایران به 4.4 میلیون بشکه در روز

20

13-2- تقاضای جهانی نفت دو برابر خواهد شد

21

14-2- نفت، ایران و آمریکا

24

15-2- تأثیرات نفت بر امنیت اقتصادی ایران

29

1-15-2- درآمدهای نفتی و میزان اشتغال

33

2-15-2- درآمدهای نفتی و توسعه اقتصادی

35

16-2- پیامدهای امنیتی عدم سرمایه گذاری مناسب در صنایع نفت و گاز:

40

1-16-2- از دست دادن بازار رو به رشد انرژی در جهان

42

2-16-2- کاهش سهم و نقش ایران در سازمان اوپک

43

3-16-2- استخراج سریع همسایگان از مخازن مشترک انرژی

44

4-16-2- واگذاری ده الی پانزده درصد مازاد ظرفیت تولید از سقف تعیین شده اوپک جهت استفاده در مواقع اضطراری به رقبای منطقه ای:

45

5-16-2- بالا رفتن ریسک ملّی ایران به واسطه کاهش درآمدهای نفتی و عدم بازپرداخت به موقع تعهدات مالی خارجی

47

6-16-2-استهلاک فزاینده تجهیزات و مخازن:

48

17-2-

تاریخچه اکتشاف نفت در ایران :

48

18-2- مبانی نظری تحقیق

52

19-2- پیشینه تجربی تحقیق

54

1-19-2- مطالعات خارجی:

54

2-16-2- مطالعات داخلی

56

 

 

فصل سوم

روش تحقیق

 

1-3- معرفی داده ها

59

2-3- روند قیمت نفت و متغیرهای اقتصادی

60

3-3- روش تحقیق

63

4-3- آزمون آماری روند زمانی متغیرهای کلان اقتصادی

64

فصل چهارم

تجزیه و تحلیل داده ها

 

1-4- بررسی فروض و محدودیت های اعمال شده و تخمین مدلSVAR(6)

68

2-4- تحلیل توابع عکس العمل آنی

70

3-4- تجزیة واریانس

71

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات

 

1-5- نتیجه گیری

76

2-5- ارائهپیشنهادات

77

منابع

79

مدول الاستیسیته (یانگ)

مدول برشی

ضریب پواسن

زاوایای اولر

طول المانی در راستای محور اصلی بال( تیر)

l

طول بال (تیر)

a

ضریب بی بعد فاصله وسط وتر بال تا محور الاستیك

C=2b

وتر بال

m

جرم واحد طول بال (تیر)

ممان اول جرمی واحد طول بال(تیر)

ممان دوم جرمی واحد طول بال(تیر)

r(x,t)

V

بردار سرعت هر نقطه از تیر

r (x,t)

تابع برداری شعاع انحنای تیر

مولفه های بردار شعاع انحنای تیر

W(x,t)

تابع برداری سرعت زاویه ای تیر

مولفه های بردار سرعت زاویه ای تیر

بردار تغییرمكان تیر

انرژی پتانسیل (در بخش سازه) و سرعت جریان آزاد (در بخش آیرودینامیك و معادلات نهایی)

انرژی جنبشی

كار نیروهای غیرپایستار خارجی

به ترتیب نیروهای تعمیم یافته در جهات

گشتاور پیچشی تعمیم یافته حول محور

،،

نیروی پسآ، نیروی برآ و گشتاور پیچشی حول محور الاستیک بر واحد طول بال

،

ضریبنیروی پسا، ضریب نیروی برآ

چگالی جریان آزاد

توزیع قدرت چرخشی

سرعت فرو ریزش

قدرت چرخشی گردابه

تابع تئودرسن

تابع وگنر

rامین شكل مود خطی در جهت ()

ج

فصل ا- موضوع شناسی پژوهش

1

1-1. عوامل مؤثر در تقاضای کوتاه مدت گاز طبیعی

5

2-1. عوامل مؤثر در تقاضای بلندمدت گاز طبیعی

5

3-1. سؤالات تحقیق، فرضیه ها و هدف های پروژه

9

4-1. سازمانهای بهره بردار از نتایج تحقیق

9

فصل 2- مرور اولیه ادبیات

10

2-1. انگستد و بنتزن

12

2-2. تیلور

14

2-3. کلمنتس و مادلنر

15

2-4. لستر-جاج-نیومیا

17

2-5. هیلبرت، لیو و لین، ونجرندال و جیومرا

19

2-6. لیو و کابودان

19

2-7. سارک و ستمن

21

2-8. نیل آرس و حیدر آرس

22

2-9. اس جیل و جی دفراری

24

2-10. جمع بندی فصل

28

فصل 3-روش تحلیل و ارائه اطلاعات

30

3-1. تحلیل الگوی روند اصلی تقاضای انرژی

31

الف- پیشرفت تكنولوژی

31

ب- سلیقه مصرف كننده

34

ج- ساختار اقتصادی

34

3-2. تحلیل الگوی نوسانات فصلی تقاضای انرژی

38

3-4. مدل مؤلفه های غیرقابل مشاهده

39

الف- معرفی روش

39

ب- تصریح نظری مدل

42

3-5. داده ها و روش گردآوری

43

فصل 4-حالت-فضا و فیلتر كالمن

44

4-1. ارائه یک سیستم پویا بصورت حالت-فضا

45

4-2. فروض بکار رفته در فیلتر کالمن

47

4-3. چند مثال از ارائه یک سیستم پویا بصورت حالت-فضا

47

4-5. استخراج فیلتر كالمن

49

4-6. برآورد پارامترها به روش حداكثرراستنمایی

52

فصل 5-تخمین مدل و نتیجه گیری

54

5-1. تخمین مدل

55

5-2. تفسیر ضرایب

62

5-3. تفسیر نتایج

65

5-4. پیش بینی

65

5-5. خلاصه و نتیجه گیری

68

فهرست منابع

70

پیوست

73

فهرست جداول
عنوان		صفحه
2-1. برخی از مطالعات انجام شده در تقاضای انرژی که روش هم انباشتگی را بکار گرفته اند		15
2-2. تعریف متغیرهای وارد شده در سیستم معادلات همزمان		20
3-1. طبقه بندی عوامل مؤثر در روند اصلی تقاضای انرژی		34
3-2. طبقه بندی حالتهای ممكن الگوی روند تصادفی		41
5-1. خلاصه تخمین تابع تقاضای مصرف گاز طبیعی در بخش خانگی و تجاری ایران		59
5-2. نتایج تخمین تقاضا در بعضی از حالتهای مختلف مؤلفه روند		61

ی نوشته‌ها

1-3-4-دسته بندی الکترودهای اصلاح شده با توجه به کاربرد آنها در روش­های مختلف آنالیزی……………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-4- شیمی روتنیم…………………………………………………………………………………………………. 11

1-4-1کشف ونامگذاری……………………………………………………………………………………….. 11

1-4- 2- خصوصیات فیزیکی…………………………………………………………………………………….12

1-4-3-خصوصیات شیمیایی…………………………………………………………………………………….. 12

1-5- شیمی کلریدروتنیم…………………………………………………………………………………………. 12

1-6- نانوذرات اکسید روتنیم…………………………………………………………………………………… 12

1-7- شیمی نانولوله های کربن……………………………………………………………………………………. 13

1-8- شیمی کروسین………………………………………………………………………………………………. 14

1- 9- شیمی تیونین و سلستین……………………………………………………………………………………. 15

1- 10-شیمی سل-ژل……………………………………………………………………………………………. 16

1-10-1- الکترود های ساخته شده براساس سل-ژل………………………………………………………16

1-11- الکترود های کربن شیشه ای……………………………………………………………………………16

1-12- فعال سازی سطح الکترود و انواع آن…………………………………………………………………17

1-12-1- روش قرار دادن اصلاحگر بر سطح الکترود……………………………………………………18

1-12-2- ساختار اصلاح کننده های سطح……………………………………………………………………18

1-13- اهداف کار پژوهشی حاضر………………………………………………………………………………20

فصل دوم (مروری بر کارهای انجام­شده در زمینه الکترودهای اصلاح­شده،NADH

و پریدات) 21

2-1- مروری بر کارهای انجام شده در زمینه اندازه­گیری ترکیبات مختلف بر پایه الکترودهای

اصلاح­شده با لوله کربن و مولکول های کروسین……………………………………………………………22

2-2- مروری بر استفاده از نانو ذرات اکسید روتنیم برای اصلاح سطح الکترود…………………….22

2-3- مروری بر کارهای انجام گرفته برای تعیین NADHبه روش الکتروشیمیایی………………. 24

2-4- مروری بر کارهای انجام گرفته برای تعیین پریدات با استفاده از الکترودهای اصلاح­شده..24

فصل سوم(تعیین آمپرومتری نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید اسید با الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و مولکول های کروسین) 26

1-3- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………… 27

3-2- بخش تجربی……………………………………………………………………………………………………28

3-2-1- مواد ومعرف­ها……………………………………………………………………………………………..28

3-2-2- دستگاه­ها و وسایل مورد نیاز…………………………………………………………………………..29

3-2-3- روش تهیه الکترود کربن سرامیک Bare و اصلاح شده با نانولوله کربن به روش

سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………..29

3-2-3-1- روش تهیه الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با مولکول های کروسین……………..29

3-3- بررسی الکتروشیمی فیلم نانولوله کربن-کروسین تشکیل شده در سطح الکترود …………..31

3-4- تاثیر استفاده از نانولوله کربن در رفتار الکتروشیمیایی کروسین جذب شده در سطح الکترود…………………………………………………………………………………………………………………..32

3-5- فعالیت الکتروشیمیایی الکترود CCE/CNTs/Cro در سرعت­های روبش مختلف…………33

3-6- محاسبه ضریب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون برای الکترود اصلاح­شده………… 34

3-7- محاسبه غلظت سطحی کروسین در سطح الکترود………………………………………………….36

3-8- بررسی میزان پایداری فیلم کروسین جذب شده تشکیل شده در سطح الکترود……………36

3-9- بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم کروسین جذب شده در سطح الکترود در pH های متفاوت…………………………………………………………………………………………………………………..37

3-10- خواص الکتروکاتالیزوری فیلم CNTs/Cro برای اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH………………………………………………………………………………………………………………….38

3-11- بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و کروسین در غلظت های متفاوتی از NADH ………………………………………………………………..40

3-12- محاسبه ثابت سرعت کاتالیزوری برای اکسیداسیون NADH توسط الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با CNTs/Cro…………………………………………………………………………….41

3-13-بررسی تاثیر PH محلول روی اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH …………………. 41

3-14- تعیین محدوده خطی NADH با الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و کروسین………………………………………………………………………………………………………………….42 3-15- تعیین حساسیت و حد تشخیص الکترود اصلاح­شده برای اندازه گیری NADH …………44

3-16- بررسی پایداری پاسخ الکترود اصلاح­شده نسبت به اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH……………………………………………………………………………………………………………………………………..45

3-17- نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………..46

فصل چهارم (تعیین آمپرومتری پریدات بااستفاده از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانو ذرات اکسید روتنیم) 47

4- 1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………..48

4 -2- بخش تجربی………………………………………………………………………………………………….48

4- 2- 1- مواد و معرف ها………………………………………………………………………………………..48

4-2- 2- دستگاهها و تکنیک های اندازه گیری……………………………………………………………….49

4-2-3- روش تهیه نانوذرات اکسید روتنیم در سطح الکترود کربن شیشه ای……………………….49

4-2- 4- روش تهیه الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم وسلستین بلو…………………..51

4-3- محاسبه سطح موثر الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم ………..51

4- 4- بررسی الکتروشیمی فیلم نانوذرات اکسید روتنیم- سلستین بلو در سطح الکترود کربن شیشه ای…………………………………………………………………………………………………………………..52

4-5- تأثیر استفاده از نانوذرات اکسید روتنیم در رفتار الکتروشیمیایی سلستین بلو جذب شده در

سطح الکترود………………………………………………………………………………………………………….53

4-6- فعالیت الکتروشیمیایی الکترود CB- RuOx/GC در سرعت های روبش مختلف……….. 54

4-7- محاسبه ضریب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون برای الکترود اصلاح شده ………..56

4-8- محاسبه غلظت سطحی سلستین بلو جذب شده در سطح نانوذرات اکسید روتنیم ………….57

4- 9- بررسی میزان پایداری فیلم سلستین بلو تثبیت شده بر سطح نانوذرات اکسید روتنیم …….58

4- 10- بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم نانو ذرات اکسید روتنیم- سلستین بلو جذب شده

در سطح الکترود…………………………………………………………………………………………………….. 58

4-11- بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم سلستین بلو جذب شده در سطح الکترود در PHهای مختلف………………………………………………………………………………………………………………… 60

4- 12- بررسی خواص الکتروکاتالیزوری فیلم RuOx- Celestine blue برای احیای الکتروکاتالیزوری پریدات………………………………………………………………………………………….61

4-13- بررسی تاثیرpH محلول روی احیای الکتروکاتالیزوری پریدات…………………………….63

4-14- بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود GC/RuOx- CB در غلظت های متفاوت……..63

4- 15- محاسبه ثابت سرعت کاتالیزوری برای پریدات……………………………………………………64

4- 16- استفاده از روش آمپرومتری برای اندازه گیری پریدات توسط الکترود کربن شیشه ای شده اصلاح شده با فیلم RuOx- CB و تعیین محدوده کالیبراسیون خطی………………………………..65

4-17- تعیین حساسیت و حد تشخیص الکترود GC/RuOx- CB برای تشخیص پریدات…66

4- 18- بررسی پایداری پاسخ الکترود GC/RuOx- CB برای اندازه گیری پریدات……….67

4-19- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………. 68

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..69

شکل (1-1): ساختار واکنشهای اکسایش و کاهش کروسین…………………………………………………………………..14

شکل(1-2): ساختار واکنشهای اکسایش و کاهش سلستین بلو………………………………………………………………..15

شکل (3-1): رفتار الکتروشیمیاییNADH ……………………………………………………………………………………….27

شکل (3-2): ولتاموگرام الکترود CCE/CNTs در محلول 1 میلی مولارکروسین…………………………………….30

شکل (3-3): ولتاموگرام­های الکترودCro /CCE/CNTs در محلول 1/0 مولار بافر فسفات 2سرعت روبش 50 میلی ولت بر ثانیه………………………………………………………………………………………………30

شکل (3-4): ولتاموگرام­های چرخه­ای الکترود CCE (a) , CCE/CNTs b) و Cro /CCE/CNTs در بافر فسفات pH برابر7…………………………………………………………………………………………………………………………..31

شکل(3-5): ولتاموگرام های چرخه ای الکترود (a) CCE/Cro و (b)Cro /CCE/CNTs درمحلول 1/0 مولار بافرفسفات7………………………………………………………………………………………………………………..32

شکل (3-6): ولتاموگرام چرخه ای الکترود Cro /CCE/CNTs در سرعت های روبش 20-100 میلی ولت بر ثانیه در محلول بافر فسفات 2……………………………………………………………………………………..33

شکل (3-7): نمودار جریان برحسب سرعت روبش برای الکترود اصلاح شده با نانولوله کربن و مولکول های کروسین………………………………………………………………………………………………………………………………………..36

شکل (3-8): ولتاموگرام­های الکترود اصلاح­شده با نانولوله کربن و مولکول های کروسین (a)در دومین (b) در یکصدمین چرخه پتانسیل………………………………………………………………………………………………………………….37

شکل (3-9): ولتاموگرام­های چرخه­ای الکترودCro /CCE/CNTs درمحلول بافر فسفات M1/0 در pH های 2تا9 در سرعت روبش 50 میلی ولت بر ثانیه………………………………………………………………………………………..38

شکل(3-10): ولتاموگرام­های چرخه­ای الکترود در حضور (b) 3 میلی مولار NADHدر محلول 1/0 مولار بافر فسفات با pH برابر 7 در سرعت روبش 50میلی ولت بر ثانیه برای الکترود (a) CCE/CNTs و CCE/CNTs/Cro(b ………………………………………………………………………………………………………………39

شکل (3-11): ولتاموگرام­ الکترود CCE/CNTs/Cro در محلول 1/0 مولار بافر فسفات 7 در غلطت های مختلف 0 تا 300 میکرو مولار NADH در سرعت روبش 50 میلی ولت بر ثانیه………………………………………..40

شکل (3-12): ولتاموگرام­های چرخه­ای الکترود اصلاح­شده CCE/CNTs/Cro در بافر فسفات 1/0 مولاردر محدوده PH 2 تا 8 و در حضور 44 میکرو مولارNADH……………………………………………………………………42

شکل(3-13): آمپروگرام الکترود CCE/CNTs/Cro بعد از هر بار تزریق 100 میکرو مولار NADH به محلول 1/0 مولار بافر فسفات باpH برابر 7 در سرعت چرخش الکترود 2000 دور بر دقیقه و پتانسیل ثابت25/0 ولت. شکل B نمودار جریان بر حسب غلظتNADH…………………………………………………………………………43

شکل( 3-14): آمپروگرام الکترود CCE/CNTs/Cro بعد از هر بار تزریق 20 میکرو مولار NADH به محلول

1/0 مولار بافر فسفات با pHبرابر 7 در سرعت چرخش الکترود 2000 دور بر دقیقه و پتانسیل ثابت 25/ولت. شکل :B نمودار جریان در برابر غلظت NADH…………………………………………………………………………………45

شکل(3-15): آمپروگرام الکترود CCE/CNTs/Cro بعد از تزریق 200 میکرو مولار NADH به محلول 1/0

مولار بافر فسفات با pH برابر 7 در پتانسیل ثابت 25/0 ولت و سرعت چرخش 2000 دوربر دقیقه،در مدت 48 دقیقه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….46

شکل (4-1) ساختار پریدات سدیم…………………………………………………………………………………………………….48

شکل (4-2) ولتاموگرام مربوط به تشکیل نانوذرات اکسید روتنیم در سطح الکترود کربن شیشه ای…………………49

شکل (4-3) ولتاموگرام مریوط به پایداری فیلم RuOx تشکیل شده بر سطح الکترود کربن شیشه­ای……………50

شکل (4-4) تصاویرSEM مربوط به الکترود کربن شیشه ای اصلاح نشده و اصلاح شده با نانوذرات اکسیدروتنیم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………51

شکل(4-5) ولتاموگرام های چرخه ای برای (a) جذب سلستین سطحی شده در سطح الکترود کربن شیشه ای، (b) الکترود CB – RuOx/GC ………………………………………………………………………………………………………….53

شکل (4-6): (A) ولتاموگرام­های چرخه ای الکترودGCE/CoOxNPs در شیشه ای (b) RuOx درمحلول 1/0 مولار بافر فسفات2……………………………………………………………………………………………………………………54

شکل (4-7) ولتاموگرام های چرخه ای الکترود CB- RuOx/GC در سرعت های روبش مختلف……………….55

شکل (4-8): ولتاموگرام های چرخه ای الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم و سلستین بلو(a)در دومین و (b) در یکصدمین چرخه پتانسیل………………………………………………………………………………………………………..58

احتراق………………………………………………………………………………………………………. 7

1–3-2-روش­های فیزیکی– شیمیایی……………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-1-تجزیه حرارتی افشانه­ای…………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-2-تغلیظ گاز…………………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-3-2-3-سایش مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-3-2-4-روش اولتراسونیک……………………………………………………………………………………………………………… 8

1-3-2-5-سیالات فوق بحرانی…………………………………………………………………………………………………………… 8

آ

1-4-کامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4-1-انواع کامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………………… 9

1-4-1-1-کامپوزیت­های لیفی………………………………………………………………………………………………………….. 9

1-4-1-2-کامپوزیت­های پودری……………………………………………………………………………………………………….. 9

1-5-تاریخچه فن­آوری نانوکامپوزیت…………………………………………………………………………………………………………. 10

1-6-نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………. 11

1-7-انواع نانوکامپوزیت………………………………………………………………………………………………………………………………. 12

1-7-1-نانوکامپوزیت­ها بر اساس اجزای تشکیل­دهنده………………………………………………………………………… 12

1-7-2-نانوکامپوزیت­ها بر اساس ابعاد ذرات پراکنده…………………………………………………………………………… 12

1-7-3-نانوکامپوزیت­ها بر اساس ماده زمینه……………………………………………………………………………………….. 13

1-7-3-1-نانوکامپوزیت­های زمینه پلیمری……………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-2-نانوکامپوزیت­های زمینه سرامیکی…………………………………………………………………………………… 13

1-7-3-3-نانوکامپوزیت­های زمینه فلزی-سرامیکی………………………………………………………………………… 14

1-7-3-4-نانوکامپوزیت­های زمینه فلزی…………………………………………………………………………………………. 14

1-8-مزایا ومعایب نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………………… 14

1-9-روش­های تهیه نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-1-مخلوط­سازی مستقیم……………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-2-فرآوری محلول………………………………………………………………………………………………………………………….. 16

1-9-3-پلیمریزاسیون درجا…………………………………………………………………………………………………………………… 17

ب

1-9-4-روش سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………………… 17

1-9-5-سنتز با استفاده از تمپلیت­ها……………………………………………………………………………………………………. 18

1-10-ضرورت توجه به نانوکامپوزیت­های پلیمری……………………………………………………………………………………. 19

1-11-کاربردهای نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………. 19

1-12- اهداف تهیه نانوکامپوزیت­های پلیمری………………………………………………………………………………………….. 20

1-13- انواع پرکننده­ها با ابعاد نانو…………………………………………………………………………………………………………….. 21

1-13-1- لایه­ای…………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-2- لیفی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-13-3-کروی……………………………………………………………………………………………………………………………………… 21

1-14- معرفی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………………………………….. 22

1-14-1-خواص فیزیکی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-1- نقطه ذوب و تبلور………………………………………………………………………………………………………. 23

1-14-1-2- دمای شیشه­ای شدن………………………………………………………………………………………………….. 24

1-14-1-3- قابلیت انحلال………………………………………………………………………………………………………………. 24

1-15-تخریب پلیمرها…………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

1-15-1-انواع تخریب…………………………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-1-تخریب حرارتی……………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-2-تخریب مکانیکی……………………………………………………………………………………………………………… 26

ج

1-15-1-3-تخریب با آب (تخریب هیدرولیکی)……………………………………………………………………………….. 26

1-15-1-4-تخریب با امواج مافوق صوت…………………………………………………………………………………………… 26

1-15-1-5-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………… 27

1-15-1-6-تخریب با تشعشع…………………………………………………………………………………………………………….. 27

1-15-1-7-زیست تخریب شدن………………………………………………………………………………………………………… 27

1-16-پلاستیک­های زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………………………………….. 27

1-17-زیست تخریب پذیری در پلیمرها……………………………………………………………………………………………………… 27

1-17-1-پلیمرهای زیست تخریب پذیر طبیعی……………………………………………………………………………………… 29

1 -17-2-پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی……………………………………………………………………………………. 29

1-18-عوامل موثر بر زیست تخریب پذیری پلیمرها…………………………………………………………………………………… 30

1-19-روش­های زیست تخریب پذیری……………………………………………………………………………………………………….. 30

1-19-1-میکروارگانیسم­ها………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-19-1-1-فرآیند هوازی (در حضور اکسیژن)………………………………………………………………………………….. 31

1-19-1-2-فرآیند غیر هوازی (در غیاب اکسیژن)…………………………………………………………………………….. 31

1-19-2-آنزیم­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

1-20-کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر………………………………………………………………………………………………. 31

1-21-روش­های تخریب پلیمرهای زیست تخریب پذیر…………………………………………………………………………….. 32

1-21-1-تخریب از طریق نور…………………………………………………………………………………………………………………. 32

د

1-21-2-تخریب از طریق میكروبی……………………………………………………………………………………………………….. 32

1-21-3-تخریب شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………… 33

1-22-روش­های شناسایی نانوکامپوزیت­ها…………………………………………………………………………………………………. 33

1-22-1-استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………… 33

1-22-2-استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………… 35

1-22-3-استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)………………………………………………………………… 36

1-22-4-استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)………………………………………………………………………. 37

فصل دوم: بخش تجربی

2-1-وسایل، مواد و دستگاه­های مورد استفاده…………………………………………………………………………………………… 39

2-1-1-وسایل آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-1-2-مواد شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

2-2-تعیین جرم مولکولی…………………………………………………………………………………………………………………………… 41

2-3-تهیه نمونه­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

2-3-1-آماده سازی نانو ذرات………………………………………………………………………………………………………………… 44

2-3-1-1-روش تهیه­ی نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………..44

2-3-2-آماده سازی نمونه­های نانو کامپوزیتی…………………………………………………………………………………………45

2-3-2-1-روش تهیه کامپوزیتStarch/PVA ………………………………………………………………………………… 45

2-3-2-2- روش تهیه نانوکامپوزیتStarch/PVA/CdS ……………………………………………………………….. 46

2-4-اندازه­گیری­ها………………………………………………………………………………………………………………………………………. 46

ه

2-4-1-بررسی ساختار………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

2-4-1-1- پراش پرتو ایکس (XRD)…………………………………………………………………………………………….. 47

2-4-1-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)………………………………………………………………………… 47

2-4-1-3-طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (EDX)…………………………………………………………….. 48

2-4-2- خواص مکانیکی………………………………………………………………………………………………………………………. 48

2-4-3-خواص حرارتی…………………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-4-3-2-آنالیز گرماسنج دیفرانسیلی روبشی (DSC)……………………………………………………………….. 50

2-4-4- طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV-VIS)…………………………………………………………………………… 50

2-5- بررسی جذب آب نانوکامپوزیت­ها……………………………………………………………………………………………………. 51

2-6- بررسی تخریب آنزیمی…………………………………………………………………………………………………………………….. 54

فصل سوم: بحث و نتیجه­گیری.

3-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57

3-2- تعیین جرم مولکولی پلی وینیل الکل……………………………………………………………………………………………… 58

3-3- شناسایی ساختار نانوذرات CdS…………………………………………………………………………………………………….. 58

3-3-1- نتایج XRD…………………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-3-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4- شناسایی نانوکامپوزیت­ها………………………………………………………………………………………………………………… 66

3-4-1- نتایج XRD ………………………………………………………………………………………………………………………… 62

3-4-2- نتایج SEM…………………………………………………………………………………………………………………………. 63

3-4-3- نتایج EDX…………………………………………………………………………………………………………………………. 64

و

3-5- بررسی خواص نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS…………………………………………………………….. 66

3-5-1- نتایج آزمون مکانیکی تنش- کرنش…………………………………………………………………………………….. 66

3-5-2- نتایج آزمون حرارتی (DSC)………………………………………………………………………………………………. 70

3-5-3- نتایج جذب نور مرئی- فرابنفش…………………………. ……………………………………………………………… 74

3-5-4- نتایج آزمون جذب آب…………………………………………………………………………………………………………. 78

3-5-5- نتایج آزمون تخریب آنزیمی………………………………………………………………………………………………….83

3-5- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 87

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..89

فهرست جدول­ها

عنوانصفحه

جدول (2-1)-انواع مواد شیمیایی مورد استفاده……………………………………………………………………………………. 40

جدول (3-1)- زمان ریزش محلول­ها با غلظت­های مختلف در ویسکومتر استوالد……………………………….. 62

جدول (3-2)- درصد تقریبی عناصر موجود در نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………… 70

جدول (3-3)- داده­های آزمون کشش………………………………………………………………………………………………….. 71

جدول (3-4)- داده­های مربوط به آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC)……………………………………. 78

جدول (3-5)- داده­های مربوط به باند گپ نمونه­های نانوکامپوزیتی…………………………………………………… 80

فهرست شکل­ها

عنوان صفحه

شکل (1-1)- فرمول شیمیایی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………. 22

شکل (1-2) دستگاه پراش اشعه ایکس……………………………………………………………………………………………………. 34

شکل (1-3) دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………………………………………………… 36

شکل (1-4) دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری………………………………………………………………………………… 37

شکل (1-5) دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی………………………………………………………………………………………. 38

شکل (2-1)- دستگاه تست کشش مورد استفاده در این پژوهش…………………………………………………………. 52

شکل (3-1)- الگوی XRD نانوذرات CdS………………………………………………………………………………………….. 63

شکل (3-2)- تصاویر SEM مربوط به نانوذرات CdS…………………………………………………………………………. 65

شکل (3-3)- الگوی XRD مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………………………. 67

شکل (3-4)- تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS………………………………. 68

شکل (3-5)- آنالیز عنصری (EDX) مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS……………………….. 69

شکل (3-6)- آزمون Tensile………………………………………………………………………………………………………………. 72

شکل (3-7)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به ماتریس پلیمری Starch/PVA……………………………. 77

شکل (3-8)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS (5%)………….. 77

شکل (3-9)- طیف UV-Vis مربوط به نانوکامپوزیت­های Starch/PVA/CdS………………………….. 79

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار (3-1)- تاًثیر مقدار نانوذره CdS بر روی استحکام کششی……………………………………………………… 73

نمودار (3-2)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی مدول کشسانی……………………………………………………… 74

نمودار (3-3)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی ازدیاد طول……………………………………………………………. 75

نمودار (3-4)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی وزن نمونه­های آبدار نانوکامپوزیتی….. 81

نمودار (3-5)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی درجه­ی جذب آب نمونه­ها………………. 82

نمودار (3-6)- تاًثیر افزایش نانوذرات CdS بر روی تخریب آنزیمی نانوکامپوزیت­ها…………………………… 83

فهرست علائم و اختصارات

 

AFMAtomic Force

DSCDifferential Scanning Calorimetry

DEDDegree of enzymatic degradation

EDXEnergy Dispersive X-ray spectroscopy

XRDX-ray Diffraction

PVAPolyvinyl Alcohol

PVACPolyvinyl Acetate

SStarch

SEMScanning Electron Microscopy

TGATermal Gravimetric Analysis

TEMTransmission Electron Microscope

rpmrevolution per minute

nmnanometer

MpaMega pascal

WACWater Absorption Capability

-فن­آوری نانو چیست؟

فن­آوری نانو واژه­ای است کلی که به تمام فن­آوری­های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می­شود. معمولاٌ منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود یک تا 100 نانومتر می­باشد. (1 نانومتر یک میلیاردم متر است) [1]. اولین جرقه فن­آوری نانو در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن[1] طی یک سخنرانی با عنوان (فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد) ایده فن­آوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده­ای نزدیک می­توانیم مولکول­ها و اتم­ها را به صورت مستقیم دست­کاری کنیم [2].

نانو­مواد در سال­های اخیر به علت کارایی بالایی که در حوزه­های وسیعی از زمینه­های مختلف دانش مانند الکترونیک، کاتالیست، سرامیک، ذخیره داده­های مغناطیسی و…. دارند، گسترش قابل توجهی یافته­اند. در حقیقت برای تحقق نیاز­های فن­آورانه در زمینه­های یاد شده با استفاده از نانو­مواد، اندازه مواد در ابعاد طول، عرض و یا ارتفاع تا مقیاس نانومتری کاهش می­یابد. با کاهش اندازه مواد تا ابعاد نانومتری، خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بهبود قابل توجهی پیدا می­کند، به طور مثال استحکام مکانیکی و به ویژه مقاومت الکتریکی و حرارتی افزایش می­یابد [3].