طرح‌های شاخص
تدوین دانش فنی تولید نانوذرات مغناطیسی گاما اکسید آهن در مقیاس بنچ
کارفرما: سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران
در این پروژه سنتز نانوذرات مغناطیسی گاما اکسید آهن در مقیاس بنچ مورد بررسی قرار گرفت. این نانوذرات دارای اندازه های کمتر از 50 نانومتر و خلوص حدود 95 هستند. این شاخص ها با استفاده از طیف های SEM، TEM، AFM و XRD تایید شده اند. با توجه به کاربردهای وسیع این نانوذره، دستیابی به فناوری تولید آن می تواند نیاز فعلی و آینده صنایع مختلف کشور، مراکز تحقیقاتی و آموزشی را تامین کند. لذا هدف اصلی برای انجام این پروژه دستیابی به دانش فنی تولید نانوذره مغناطیسی گاما اکسید آهن با ظرفیت تولید 200 گرم در روز می باشد.
دستاوردها
- دست یابی به دانش فنی تولید گاما اکسید آهن در مقیاس بنچ
- امکان ایجاد اشتغال برای تعدادی از فارغ التحصیلان دانشگاهی در جهت رفع نیاز صنایع
- تشویق صنایع مختلف کشور به منظور استفاده از فناوریهای نوین در تولید محصولات
- بومی کردن مرکز تامین نیاز مواد نوین برخی صنایع و مراکز پزشکی کشور
- زمینه سازی برای ایجاد مراکز تولیدی سایر نانوذرات مورد نیاز صنایع مختلف
نانوذرات مغناطیسی گاما اکسید آهن تولید شده
تدوین دانش فنی سنتز نانوذرات کبالت در مقیاس آزمایشگاهی
کارفرما: سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران
در این پروژه سنتز نانوذرات کبالت در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرد. این نانوذرات دارای اندازه های کمتر از 50 نانومتر و خلوص بالای 90 درصد هستند. این شاخص ها با استفاده از طیف های SEM، TEM و XRD تایید شده اند. با توجه به کاربردهای وسیع این نانوذره، دستیابی به فناوری تولید آن میتواند نیاز فعلی و آینده صنایع مختلف کشور، مراکز تحقیقاتی و آموزشی را تامین کند.
دستاوردها
- دستیابی به دانش فنی سنتز نانوذره کبالت در مقیاس آزمایشگاهی
- امکان ایجاد اشتغال برای تعدادی از فارغ التحصیلان دانشگاهی در جهت رفع نیاز صنایع
- تشویق صنایع مختلف کشور به منظور استفاده از فناوریهای نوین در تولید محصولات
- بومی کردن مرکز تامین نیاز مواد نوین برخی صنایع و مراکز پزشکی کشور
- زمینه سازی برای ایجاد مراکز تولیدی سایر نانوذرات مورد نیاز صنایع مختلف
نانوذرات کبالت سنتزشده
مطالعه، طراحی، احداث، راه اندازی، بهره برداری و تحویل یک واحد پایلوت تصفیه بیو گاز استحصالی از محل دفن قدیم زباله‌های شهر مشهد جهت استفاده در نیروگاه بیوگازسوز
کارفرما: سازمان مدیریت پسماند شهرداری مشهد
خلاصه طرح: برای جدا سازی سولفید هیدروژن از بیوگاز فناوری های متعددی وجود دارد. یکی از نیروگاههایی که از بیوگاز در فرایند تولید انرژِی استفاده می‌کند نیروگاه سازمان پسماند شهرداری مشهد است. به منظور تصفیه بیوگاز مورد استفاده در این نیروگاه، روش جاروب‌کشی با آب به صورت ثقلی پلکانی اجرا شد. نتایج مبین این مسئله است که خالص‌سازی بیوگاز از سولفید هیدروژن بسته به شرایط بین 31 تا 97 درصد بوده است و متوسط درصد میزان حذف سولفید هیدروژن برابر 60 درصد بوده است. در این روش با استفاده از آب بدون سیرکولاسیون در سیستم باز هر مترمکعب آب قادر به تصفیه حدود 630 مترمکعب بیوگاز بوده است.
دستاوردها
- طراحی، احداث، راه اندازی و تحویل یک واحد پایلوت تصفیه بیو گاز استحصالی از محل دفن زباله
- بهره برداری از واحد پایلوت در جهت خالص سازی پنج متر مکعب بیوگاز در ساعت
- بهره برداری از واحد پایلوت در جهت حذف سولفید هیدوژن گاز دایجستر بر پایه جاروب کشی با آب
- ثبت اختراع فرایند جداسازی سولفید هیدروژن از بیوگشی با آب به شکل ثقلی و پلکانی
سیستم پایلوت جذب سولفید هیدروژن از بیوگاز تولیدی به میزان 30 مترمکعب در روز
تولید زیست توده پروتئین ها و اسیدهای چرب از جلبک های اسپیرولینا و کلرلا با روش های زیست فناوری
کارفرما: وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
این طرح اجرای بخشی از پژوهش طرح تولید بیومکمل غذایی یک شرکت دانش بنیان است که در راستای معرفی گونه¬های توانمند دارای مواد مغذی، بهینهسازی شرایط کشت جهت تولید انبوه، استخراج ترکیبات دارای ارزش غذایی مانند محتویات پروتئین و اسید چرب است که بر مبنای درخواست کارفرما تعیین شده است و دانش فنی تولید پروتئین و اسید چرب در مقیاس پایلوت به عنوان دستاوردهای این طرح در راستای تولید محصول مکمل غذایی استفاده خواهد شد.
دستاوردها
- تولید زیست توده، پروتئین و اسیدهای چرب ضروری از اسپیرولینا و کلرلا و فرمولاسیون آنها به عنوان مکمل غذایی
- جداسازی و خالص‌سازی گونههای اسپیرولینا و کلرلا استان مازندران
- شناسایی مورفولوژی و مولکولی و رسم درخت فیلوژنتیک گونه های با رشد بهینه
نقش سوخت های زیستی در کاهش گرمایش جهانی با استفاده از مدل گریت و تحلیل Well to Wheel
کارفرما: صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور
افزایش تصاعدی مصرف سوختهای فسیلی، سبب انتشار گسترده گازهای گلخانه ای و آلاینده محیط زیست و گرمایش زمین شده است. به دنبال آن تولید سوختهای زیستی مورد توجه قرار گرفته است. از این رو بررسی عملکرد سوخت زیستی در زمینه کاهش گرمایش زمین در مقایسه با سوختهای فسیلی اهمیت یافته است. در این تحقیق بوسیله مدل گریت و تحلیل Well to Wheel میزان انتشار گازهای گلخانه ای و گرمایش زمین در تولید و مصرف حجم معین سوخت زیستی با همان حجم سوخت فسیلی مقایسه شده است.
دستاوردها
- مقایسه میزان انتشار گازهای گلخانه ای و گرمایش زمین در تولید و مصرف حجم معین سوخت زیستی با همان حجم سوخت فسیلی بوسیله مدل گریت و تحلیل Well to Wheel
- بررسی عملکرد سوخت زیستی در زمینه کاهش گرمایش زمین
- ارائه گزارش راهبردی
مسیر تولید بیودیزل از دانه سویا در مدلسازی با استفاده از گریت
به کارگیری نانوکاتالیست کبالت کرومیت (CoCr2O4) در نمونه آزمایشگاهی مبدل کاتالیستی و ارزیابی عملکرد کاتالیتیکی آن به منظور حذف NOx ،CO و HC
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
در این پژوهش تأثیر نانواسپینل کبالت کرومیت (CoCr2O4) در حذف کاتالیستی گاز متان (CH4) به‌عنوان اصلی‌ترین ترکیب موجود در سوخت گاز طبیعی فشرده و همچنین آلاینده اکسیدهای نیتروژن (NOx) به‌منظور استفاده در مبدل کاتالیستی خودروهای گازسوز ارزیابی گردید. بدین منظور، نانوذره‌های اسپینلی کبالت کرومیت به‌روش هم‌رسوبی، با بازده بالا به‌صورت خالص و تک فاز در ابعاد کمتر از 80 نانومتر تولید شدند.
دستاوردها
- ساخت نمونه آزمایشگاهی مبدل کاتالیستی
- و ارزیابی عملکرد کاتالیتیکی مبدل به‌منظور حذف CO، NOx و HC
- تدوین دانش فنی تولید نانوذرات کبالت کرومیت در مقیاس بالا
مبدل کاتالیستی
ساخت نانو زیست حسگر تشخیص مواد آلی فسفره
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
در میان مواد بسیار سمی شناخته شده، ترکیبات آلی فسفره بطور طبیعی و یا پس از استفاده انسان از آن، به عنوان سموم دفع آفات نباتی ویا به عنوان سلاح های کشتار جمعی، وارد محیط زیست و در نهایت وارد زنجیره غذایی جانداران می شود. زیست حسگرها ابزار مناسبی برای تشخیص این ترکیبات می باشند. در این طرح زیست حسگرهای تک آنزیمی و دو آنزیمی مبتنی بر مهار استیل کولین استراز و زیست حسگر تک آنزیمی مبتنی بر مهار کولین اکسیداز با تثبیت آنزیمها بر روی الکترود اصلاح شده با نانولوله های کربنی عامل‌دار شده طراحی و ساخته شد. میزان ترکیبات آلی فسفره با غلظتهای بسیار کم با استفاده از هر سه زیست حسگر با بررسی اثر سوبسترا و اثر سم دیازینون به عنوان مهارکننده (ماده آلی فسفره) بر آنزیم‌های تثبیت شده به روش کرونوآمپرومتری اندازه گیری گردید.
دستاوردها
- تدوین دانش فنی و ساخت نمونه نانوزیست حسگر
- برپایی سامانه حسگری الکتروشیمیایی
نانوزیست حسگر مواد آلی فسفره
ساخت نمونه آزمایشگاهی حسگر الکتروشیمیایی گاز H2S
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
روشهای متعددی برای آشکارسازی گازها وجود دارد که این روش‌ها کماکان نیازمند توسعه و ارتقا هستند چرا که در این زمینه افزایش حساسیت، کاهش زمان پاسخ، تکرارپذیری بهتر، انتخابگری مناسب‌تر و کاهش قیمت از جمله مواردی هستند که هنوز هم مورد توجه می‌باشند. از جمله گازهایی که به دلیل سمی‌بودن و همچنین ایجاد آن در فرآیندهای طبیعی و صنعتی مختلف بسیار مورد توجه است گاز H2S است. این طرح به حسگری گاز سولفید هیدروژن می‌پردازد.
دستاوردها
- تدوین دانش فنی و ساخت نمونه حسگر گاز سولفید هیدروژن
- برپایی سامانه حسگری گازها
نمونه حسگر گاز سولفید هیدروژن و سامانه حسگری گازها
تولید آنزیمی سوخت زیستی (بیودیزل) به کمک نانوذرات مغناطیسی از منابع مختلف روغنی
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
ایران یکی از بزرگترین تولیدکنندگان نفت جهان است. با این وجود استفاده بی رویه از ذخایر نفتی و سوخت های فسیلی رایج، علاوه بر کاستن منابع محدود نفتی، موجب آلودگی محیط زیست می شوند. از این رو استفاده از سوختهای زیستی مورد توجه قرار گرفته است. اما قیمت تمام شده بالای تولید سوختهای زیستی به روشهای موجود، استفاده از آن را دچار محدودیت جدی کرده است. در این پژوهش یکی از جدیدترین روش های تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر، یعنی تولید بیودیزل به روش آنزیم تثبیت شده بر روی نانوذرات، تحقیق شده است.
دستاوردها
- تدوین دانش فنی تولید آنزیمی سوخت زیستی (بیودیزل) به کمک نانوذرات مغناطیسی از منابع مختلف روغنی
- تدوین دانش فنی تولید آنزیمی سوخت زیستی از پسماند کارخانه روغن نباتی
مقایسه دو روش سنتز شیمیایی و زیستی
تولید پروتئین و اسید چرب از اسپیرولینا و کلرلا و بررسی اثر آب مغناطیسی بر تولید آنها
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
در این طرح با هدف تولید ترکیبات مورد نیاز در تولید مکملهای غذایی ، تولید پروتئینها و اسیدهای چرب از این منابع مورد نظر است. در این راستا ابتدا گونههای زیستی بومی جداسازی شده و مورد ارزیابی قرار میگیرند. گونههای مناسب غربال شده و شناسایی مورفولوژیکی و مولکولی میگردند. نمونههای نهایی که دارای بالاتری میزان پروتئین و اسید چرب بودند برای رشد با استفاده از فاکتورهای محیطی و روشهای نوین مانند آب مغناطیسی بهینه میگردند. همچنین محیط کشت صنعتی با قابلیت استفاده در فاز صنعتی بهینهسازی میشود. استخراج پروتئین و اسیدهای چرب انجام شده و فرمولاسیون آنها به عنوان مکمل غذایی انجام میشود و میزان پایداری آنها در بازههای 1 روزه، 1 ماهه، 3 ماهه و 6 ماهه مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج این طرح سبب ارتقا و معرفی منابع جدید تولید پروتئین و اسید چرب ضروری گردیده و محصولات حاصله به عنوان مکمل پروتئینی و مکمل اسید چرب در مسیر تجاری سازی قرار بگیرند.
دستاوردها
- تولید زیست توده، پروتئین و اسیدهای چرب ضروری از اسپیرولینا و کلرلا و فرمولاسیون آنها به عنوان مکمل غذایی
- جداسازی و خالص‌سازی گونههای اسپیرولینا و کلرلا استان مازندران
- شناسایی مورفولوژی و مولکولی و رسم درخت فیلوژنتیک گونه های با رشد بهینه
- بهبود رشد میکروارگانیسمهای فتوسنتزکننده با استفاده از اعمال مغناطیسی بر ساختار آب محیط کشت آنها
آرایش الکترونهای آب در میدان مغناطیسی و مورفولوژی ملکولهای آب (الف) غیرمغناطیسی، (ب) مغناطیسی
تبدیل مولکولهای آلی سنگین نفت به مولکولهای سبکتر با استفاده از بیومولکول‌ها و نانوذرات مغناطیسی
کارفرما: دفتر مرکزی جهاددانشگاهی
تقاضاى جهانى برای نفت و فرآوردههاى آن، توجه به مخازن نفت سنگین و بهره برداری از آن را به شدت افزایش داده است. بالا بودن گرانروی نفت سنگین در اثر حضور مولکولهای سنگین سبب میشود استخراج، حمل و نقل و تولید فرآوردههای نفتی با ارزش از آن به سختی امکانپذیر باشد. در این طرح شکست مولکولهای سنگین نفت به مولکولهای سبکتر با استفاده از بیومولکولهای جداسازی شده از گونههایی که در طبیعت واکنشهای شکست مولکولهای نفتی را کاتالیز میکنند، نانوذرات مغناطیسی وکنسرسیوم آنها انجام گرفته است و نتایج گاز کروماتوگرافی به ترتیب بهترین شکست را در دمای 40 درجه سانتیگراد و 5 pH ، دمای 60 درجه سانتیگراد و 5 pH و دمای 50 درجه سانتیگراد و 5 pH نشان دادند. نتایج تست SARA نیز کاهش قابل ملاحظهای در ترکیبات سنگین به خصوص آسفالتن و افزایش گروه ترکیبات اشباع هیدروکربنی را نشان داد. امید است نتایج این طرح در حوزه بهرهبرداری بهتر از نفت سنگین و باقیمانده ستون تقطیر راهگشا باشد و سبب بهبود درآمدی و رشد اقتصادی در این حوزه گردد.
کاهش ویسکوزیته نفت سنگین در مقیاس 5 لیتر در هرBatch با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن
کارفرما: سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران
ویسکوزیته بالای نفت سنگین سبب ایجاد مشکلات بسیار در برداشت، انتقال، حمل و نقل و تولید فرآوردههای نفتی با کیفیت پایین‌تر نسبت به نفت سبک شده است. با توجه به اهمیت صنعت نفت در ایران و وابستگی اقتصاد ایران به این صنعت، توسعه علمی و رشد اقتصادی در گرو بهرهگیری از روشهای نوین برای تولید محصولات با ارزش افزوده بیشتر به جای خام فروشی است. استفاده از روشهای نوین و مواد پیشرفته میتواند به عنوان راه حلی کاربردی مطرح شود. نانومواد به عنوان نانوکاتالیستهایی موثر در این زمینه مطرح هستند. در این طرح نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به عنوان روشی کاربردی در کاهش ویسکوزیته نفت سنگین به کار گرفته شد. آنالیز نتایج گاز کروماتوگرافی در مقایسه نمونه شاهد و نمونه مورد مطالعه کاهش ترکیبات سنگین را نشان داد. نتایج آنالیز SARA نشان داد درصد ترکیبات اشباع افزایش و درصد ترکیبات آروماتیک، رزین و آسفالتن کاهش یافت. نتایج سنجش ویسکوزیته نمونه شاهد و نمونه مورد مطالعه، نیز کاهش میزان ویسکوزیته توسط نانوذرات مگنتیت را نشان داد. این طرح که به یکی از مشکلات مهم کشور پرداخته است میتواند در راستای رشد صنعت نفت و بهره وری بهتر از این سرمایه خدادادی کمک رسان باشد.
نمودار کاهش ویسکوزیته نفت سنگین در حضور نانوذرات اکسید آهن