فصل اول
دانشکده مدیریت و اقتصاد
پایان نامه كارشناسی ارشد
رشته علوم اقتصادی
عنوان:
تخمین تابع تقاضای گاز طبیعی مصرف خانگی و تجاری در ایران
استاد راهنما:
دکتر غلامرضا کشاورز حداد
خرداد 1385برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود (در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است) تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است) چکیده بیشترین سهم مصرف گاز طبیعی در بخش خانگی و تجاری کشور است. تقاضا برای گاز طبیعی در ماههای سرد بیشتر از ماههای گرم سال است؛ نوسانات اصلی تقاضای گاز به نیاز گرمایی این بخشها مربوط می‌شود. علاوه بر تغییرات دما و شرایط جوّی که عامل اصلی نوسانات فصلی تقاضای انرژی محسوب می‌شوند، عوامل دیگری نظیر شوکهای فصلی غیرقابل مشاهده بر نوسانات فصلی تقاضای انرژی تأثیر می‌گذارند. همچنین غیر از عوامل اقتصادی قابل مشاهده مانند قیمت و درآمد، عوامل غیر‌اقتصادی مثل تغییر سلیقه مصرف کنندگان و پیشرفت تکنولوژی و عوامل دیگری که قابل مشاهده نیز نیستند، بر روند اصلی تقاضای انرژی اثر می‌گذارند. بکار‌گیری روش مدل ساختار سری زمانی ، این امکان را میدهد که بتوان هر دو مؤلفه روند تصادفی و فصلی تصادفی را در تقاضای انرژی به منظور برآورد صحیح کششهای درآمدی و قیمتی، وارد و مدلسازی کرد. سپس با استفاده از فیلتر کالمن با روش حداکثر راستنمایی برآوردهای نااریب پارامترهای تابع تقاضا محاسبه می‌شود. در ایران برای اولین بار برآورد تابع تقاضای گاز طبیعی در بخش خانگی و تجاری کشور با روش انجام شده است. در تابع تقاضای برآورد شده مؤلفه روند مشاهده نمی‌شود. ماهیّت مؤلفه فصلی تصادفی بوده و کشش مصرف سرانه گاز طبیعی نسبت به دما 26/0- درصد برآورد شده است. کششهای بلندمدت قیمتی و درآمدی نیز به ترتیب حدود 13/0- و 17/0 درصد محاسبه شدهاند. کلید واژه‌ها: تقاضای گاز طبیعی، نوسانات فصلی، روند اصلی، مدل ساختار سری زمانی و فیلتر کالمن
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
فهرست مطالب
|
|||
| عنوان | صفحه | ||
| پیشگفتار | ج | ||
| فصل ا- موضوع شناسی پژوهش | 1 | ||
| 1-1. عوامل مؤثر در تقاضای کوتاه‌مدت گاز طبیعی | 5 | ||
| 2-1. عوامل مؤثر در تقاضای بلندمدت گاز طبیعی | 5 | ||
| 3-1. سؤالات تحقیق، فرضیه‌ها و هدف‌های پروژه | 9 | ||
| 4-1. سازمانهای بهره‌بردار 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. اس‌‌جیل و جی‌‌دفراری | 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 مؤلفه‌های غیرقابل مشاهده | 39 | ||
| الف- معرفی روش | 39 | ||
| ب- تصریح نظری مدل | 42 | ||
| 3-5. داده‌ها 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 نتیجهگیری | 54 | ||
| 5-1. تخمین مدل | 55 | ||
| 5-2. تفسیر ضرایب | 62 | ||
| 5-3. تفسیر نتایج | 65 | ||
| 5-4. پیش‌بینی | 65 | ||
| 5-5. خلاصه و نتیجهگیری | 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 گرفته‌اند | 15 | |
| 2-2. تعریف متغیرهای وارد شده در سیستم معادلات همزمان | 20 | |
| 3-1. طبقه‌بندی عوامل مؤثر در روند اصلی تقاضای انرژی | 34 | |
| 3-2. طبقه‌بندی 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 | |
|
[ 07:04:00 ب.ظ ]
|
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
در بخش اول این پروژه، نوع جدیدی حسگر برای اندازه گیری نیکوتین آمید دی نوکلئوتید اسید (NADH) با استفاده از تکنیک سل-ژل و اصلاحگر کروسین و نانولوله کربن ساخته شده است. این الکترود اصلاح شده خاصیت الکتروکاتالیزوری خوبی نسبت به اکسیداسیون NADH در pH=7 از خود نشان می دهد. (پتانسیل اکسایش 25/0 ولت نسبت به الکترود مرجع ). از آمپرومتری هیدرودینامیک برای اندازه گیری NADH در سطح الکترود کربن سرامیک اصلاح شده استفاده شد. حد تشخیص ، حساسیت و محدوده کالیبراسیون خطی نسبت به NADH به ترتیب µM 2، nA.µM-1 4/2، 2-2500 میکرو مولار در زمان پاسخ دهی کمتر از یک ثانیه محاسبه شد.
در بخش دوم این پروژه، یک روش جدید برای اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری پریدات با استفاده از الکترود کربن شیشهای اصلاحشده با نانوذرات اکسید روتنیم انجام شده است. نانوذرات اکسید روتنیم نیز به وسیلهی روش الکتروشیمیایی در سطح الکترود کربن شیشهای سنتز شدهاند. حدتشخیص، حساسیت و ثابت سرعت کاتالیزوری الکترود اصلاحشده برای –IO4 به ترتیب µM 1/6، nA.µM-1 7/9 و محدوده غلظت خطی تا 4 میلی مولار محاسبه شد. الکترود اصلاحشده پاسخ الکتروشیمیایی، حساسیت، پایداری و تکرارپذیری خوبی را نشان میدهد.
فهرست شکلها…………………………………………………………………………………………………………. ط
فصل اول (مقدمه) 1
1-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. 2
1-2- انواع الكترودهای مورد استفاده در شیمی تجزیه……………………………………………………… 3
1-2- 1- الکترودهای جامد………………………………………………………………………………………… 3
1-2-2- الکترودهای مایع…………………………………………………………………………………………… 3
1-2-1-1- الكترودهای فلزی……………………………………………………………………………………… 3
1-2-1-2- الكترودهای نیمه هادی………………………………………………………………………………. 4
1-2-1-3- پلیمرهای هادی…………………………………………….. ………………………………………….4
1-2-1-4- الكترودهای كربنی……………………………………………………………………………………..6
1-3- الكترودهای اصلاح شده و كاربردآنها در شیمی تجزیه………………………………………….…. 6
1-3-1- اهداف استفاده از الكترودهای اصلاح شده………………………………………………………… 6
1-3-2- لزوم اصلاح سطوح الكترودی…………………………………………………………………………. 6
1-3-3- الكترودهای اصلاح شده شیمیایی…………………………………………………………………….. 7
1-3-3-1- چگونگی اصلاح سطوح الكترودی………………………………………………………………. 8
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 نانولوله‌های‌کربن……………………………………………………………………………………. 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 اندازهگیری NADH …………44
3-16- بررسی پایداری پاسخ الکترود اصلاحشده نسبت به اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH……………………………………………………………………………………………………………………………………..45
3-17- نتیجهگیری …………………………………………………………………………………………………..46
فصل چهارم (تعیین آمپرومتری پریدات با استفاده از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانو ذرات اکسید روتنیم ) 47
یک مطلب دیگر :
4- 1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………..48
4 -2- بخش تجربی………………………………………………………………………………………………….48
4- 2- 1- مواد و معرف ها………………………………………………………………………………………..48
4-2- 2- دستگاهها و تکنیک‌های اندازهگیری……………………………………………………………….49
4-2-3- روش تهیه نانوذرات اکسید روتنیم در سطح الکترود کربن شیشهای……………………….49
4-2- 4- روش تهیه الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم وسلستین بلو…………………..51
4-3- محاسبه سطح موثر الکترود کربن شیشهای اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم ………..51
4- 4- بررسی الکتروشیمی فیلم نانوذرات اکسید روتنیم- سلستین بلو در سطح الکترود کربن شیشهای…………………………………………………………………………………………………………………..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 سرعتهای 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 غلظتهای متفاوت……..63
4- 15- محاسبه ثابت سرعت کاتالیزوری برای پریدات……………………………………………………64
4- 16- استفاده از روش آمپرومتری برای اندازهگیری پریدات توسط الکترود کربن شیشهای 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 اندازهگیری 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): ولتاموگرامهای چرخهای الکترود (a) CCE/Cro و (b)Cro /CCE/CNTs درمحلول 1/0 مولار بافرفسفات7………………………………………………………………………………………………………………..32
شکل (3-6): ولتاموگرام چرخهای 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 شیشهای…………………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 شیشهای اصلاح نشده و اصلاح شده با نانوذرات اکسیدروتنیم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………51
شکل(4-5) ولتاموگرامهای چرخهای برای (a) جذب سلستین سطحی شده در سطح الکترود کربن شیشهای، (b) الکترود CB – RuOx/GC ………………………………………………………………………………………………………….53
شکل (4-6): (A) ولتاموگرامهای چرخهای الکترودGCE/CoOxNPs در شیشه ای (b) RuOx درمحلول 1/0 مولار بافر فسفات2……………………………………………………………………………………………………………………54
شکل (4-7) ولتاموگرامهای چرخهای الکترود CB- RuOx/GC در سرعتهای روبش مختلف……………….55
شکل (4-8): ولتاموگرامهای چرخهای الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم و سلستین بلو(a)در دومین و (b) در یکصدمین چرخه پتانسیل………………………………………………………………………………………………………..58
شکل (4-9): ولتاموگرامهای چرخهای الکترود (a) GC, (b) GC/RuOx و (b)GC/RuOx/CB در محلول بافر فسفات 2……………………………………………………………………………………………………………………….59
|
[ 07:03:00 ب.ظ ]
|
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
ﭼﻜﻴده
در سالهای اخیر، تحقیقات بر روی نانوکامپوزیتهای پلیمری توجه زیادی را به خود جلب کرده است و این به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و شیمی فیزیکی بهبود یافته این پلیمرها نسبت به پلیمر خالص و کامپوزیتهای معمولی است. در دهههای گذشته توجه محققان بر روی نانوکامپوزیتهای پلیمری – خاک رس متمرکز بوده است در حالی که در چند سال اخیر توجه به سمت انواع دیگر نانوذرات معدنی به منظور بهبود خواص جلب شده است.
پلی وینیل الکل (PVA)، یکی از پلیمرهای سنتزی سازگار با طبیعت و محلول در آب است که دارای خواص بسیار عالی میباشد. این پلیمر به عنوان یک محصول تجاری و صنعتی ارزشمند، از نظر حلالیت و زیست تخریب پذیر بودن آسیب کمی به محیط زیست میرساند و به همین دلیل مورد توجه محققین و صنعتگران قرار گرفته است. با وجود این، خواص پلی وینیل الکل میتواند توسط پخش نانوذرات معدنی گوناگون در ماتریس پلیمری بهبود یابد.
در این پژوهش، نانوذرات CdS به روش همرسوبی ساخته شده است. نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS نیز با اضافه کردن نانوذرات سنتزی به پلیمر توسط روش فرآوری محلول تهیه شده است. در راستای این پژوهش ساختار نانوذرات و نانوکامپوزیتهای تهیه شده توسط الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس (EDX) مورد بررسی قرار گرفته شد. همچنین در این پژوهش خواص مکانیکی، حرارتی، نوری، جذب آب و تخریب آنزیمی نمونهها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج حاصل در مورد بعضی از نمونهها با یکدیگر مقایسه شد.
کلمات کلیدی: پلی وینیل الکل، نشاسته، نانوکامپوزیت، نانوذرات، فرآوری محلول، خواص نانوکامپوزیت، زیست تجزیهپذیر
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- فنآوری نانو چیست……………………………………………………………………………………………………………………………..1
1-2- مقدمهای بر پلیمرها……………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-3-روشهای سنتز نانوذرات……………………………………………………………………………………………………………………… 5
1-3-1-روشهای شیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………. 5
1-3-1-1-ته نشینی و رسوب دهی شیمیایی………………………………………………………………………………….. 5
1-3-1-2-سل-ژل…………………………………………………………………………………………………………………………….. 5
1-3-1-3-پیش مادهی پلیمری………………………………………………………………………………………………………… 6
1-3-1-4-میکروامولسیون…………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-3-1-5-هیدروترمال………………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-3-1-6-سنتز به کمک 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
یک مطلب دیگر :
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
عنوان صفحه
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
AFM Atomic Force
DSC Differential Scanning Calorimetry
DED Degree of enzymatic degradation
EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy
XRD X-ray Diffraction
PVA Polyvinyl Alcohol
PVAC Polyvinyl Acetate
S Starch
SEM Scanning Electron Microscopy
TGA Termal Gravimetric Analysis
TEM Transmission Electron Microscope
rpm revolution per minute
nm nanometer
Mpa Mega pascal
|
[ 07:02:00 ب.ظ ]
|
