شماره راهنما :
1518 دكتري
پديد آورنده :
شاه زيدي، عليرضا
عنوان :
كاربرد كاتاليست هاي بر پايه مشتقات كربني براي اكسايش سيكلوهگزان، اتيل بنزن و تخريب آلاينده هاي آلي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 98ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهران غياثي
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
توصيفگر ها :
كربن نيتريد گرافيتي , روش سايش ليزري در محلول , نمد كربني , اكسايش سيكلوهگزان , تخريب آلاينده هاي آلي , اكسايش اتيل بنزن
استاد داور :
حسين توكل، عليرضا نجفي چرمهيني، شهرام تنگستاني نژاد
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/09/25
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/09/25
چكيده فارسي :
1 چكيده استفاده از كاتاليست هاي ناهمگن در فرآيند هاي شيميايي در راستاي توسعه ي صنايع بر مبناي استفاده از مواد اوليه ارزان قيمت و در نهايت دستيابي به محصولي با ارزش افزوده باال در سال هاي اخير مورد توجه بسياري بوده است در پروژه اول با توليد نانوذرات فلزي مس به روش سايش ليزري در محلول و بارگذاري آن ها بر روي بستر كربن نيتريد آمورف نانوكامپوزيت هايي ساخته شد 4 Cu time a C3N كه عالوه بر داشتن فعاليت كاتاليستي بيشتر نسبت به بستر تنها از خود فعاليت فوتوكاتاليستي بسيار مطلوبي را نشان دادند در اين پژوهش از سيكلوهگزان به عنوان ماده اوليه در دو واكنش اكسايش راكتوري و نوري به منظور دستيابي به محصوالت با ارزش آديپيك اسيد و مخلوط KA Oil استفاده شد مطابق با نتايج به دست آمده در اين پژوهش سيكلوهگزان تحت اكسايش هوازي در فشار باال و حضور كاتاليست 4 Cu 20min a C3N به ميزان 5 52 درصد با گزينش پذيري 0 25 درصد به آديپيك اسيد تبديل شد همچنين فعاليت نوري كاتاليست هاي تهيه شده در حضور نور مرئي براي اكسايش سيكلوهگزان به مخلوط KA Oil مورد بررسي قرار گرفت بررسي ها نشان داد كاتاليست تهيه شده بر مبناي 04 دقيقه تابش ليزر توانايي اكسايش سيكلوهگزان به ميزان 88 درصد با گزينش پذيري 59 درصد نسبت به مخلوط KA Oil را داشته است در پروژه دوم و سوم براي غلبه بر يكي از چالش هاي بزرگ استفاده از نانو كاتاليست هاي ناهمگن در صنعت يعني جداسازي آسان آن ها از مخلوط واكنش نانو كاتاليستي بر پايه نمد هاي كربني معرفي كرديم روش هاي موجود براي جداسازي كاتاليست هاي ناهمگن از مخلوط واكنش غالبا هزينه بر بوده و نياز به تجهيزات پيشرفته دارند از طرفي جدا نكردن كامل اين مواد باعث آلودگي محيط زيست مي شود بنابراين استفاده از بستر هاي ماكروسكوپيك مي تواند راه حلي براي رفع اين مشكل باشد در پروژه دوم سعي بر آن شد كه با قرار دادن شبكه هاي متخلخل كربني دوپ شده با نيتروژن حاوي نانوذرات مس بر روي نمد هاي كربني Cu N CF كاتاليست ناهمگني با خاصيت ماكروسكوپيك معرفي كنيم كه در نهايت از آن براي واكنش كاهش پارا نيتروفنول به پارا آمينوفنول و همچنين كاهش رنگ هاي آلي استفاده گرديد نتايج به دست آمده نشان داد كاتاليست Cu 1 5 wt N CF توانايي كاهش آالينده پارا نيتروفنول به پارا آمينوفنول را با ثابت سرعت 540 0 بر واحد ثانيه در حضور كاهنده سديم بورهيدريد و دماي اتاق دارا بود كاتاليست نهايي عالوه بر فعاليت بااليي كه داشت از محيط واكنش به راحتي قابل جداسازي بود در نهايت در پروژه سوم سعي بر آن شد كه با ايجاد صفحات كربن نيتريد گرافيتي حاوي نانوذرات ZnO بر روي الياف نمد كربني فوتوكاتاليست توده اي ديگري بسازيم ZnO g C3N4 CF كه نهايتا از كاتاليست ساخته شده براي حذف فوتوكاتاليستي رنگ هاي متيلن بلو MB و رودامين بي Rh B و همچنين واكنش كاتاليستي اكسايش اتيل بنزن به محصول با ارزش استوفنون در حضور اكسنده اكسيژن مولكولي استفاده شد نتايج به دست آمده نشان داد رنگ هاي متيلن بلو و رودامين بي به ترتيب در مدت زمان 04 و 06 دقيقه در حضور نور مرئي و كاتاليست به بيش از 99 درصد تخريب شدند همچنين از كاتاليست ساخته شده براي اكسايش راكتوري تك مرحله اي اتيل بنزن به استوفنون تحت فشار اكسيژن استفاده شد مطابق با نتايج به دست آمده از اين واكنش در شرايط بهينه مشخص شد كه اتيل بنزن به ميزان 8 81 درصد و با گزينش پذيري بيش از 99 درصد به محصول با ارزش استوفنون تبديل شده است واژه هاي كليدي كربن نيتريد گرافيتي روش سايش ليزري در محلول نمد كربني اكسايش سيكلوهگزان تخريب آالينده هاي آلي اكسايش اتيل بنزن
چكيده انگليسي :
108 Application of catalysts based on carbon derivatives for oxidation of cyclohexane ethylbenzene and degradation of organic pollutants Alireza Shahzeydi Email a shahzeydi@ch iut ac ir September 2019 Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Supervisor Dr Mehran Ghiaci Email mghiaci@cc iut ac ir Advisor Dr Hossein Farrokhpour Email h farrokh@cc iut ac ir Department Graduate Program Coordinator Dr Mohammad Dinari Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 8415683111 IranAbstract In the first project copper metallic nanoparticles were successfully immobilized on the surface of theamorphous carbon nitride using the pulse laser ablation in liquid PLAL technique in different times of laserirradiation denoted as Cu time a C3N4 The as synthesized Cu time a C3N4 catalysts as compared with the bulkCu time g C3N4 demonstrated remarkable surface structures and catalytic activities The synthesized catalystswere tested in terms of the oxidation reaction of cyclohexane under two different conditions The optimizedcatalyst Cu 20min a C3N4 showed 25 5 conversion of cyclohexane with 52 0 selectivity to adipic acid in theone pot aerobic oxidation Further the Cu 40min a C3N4 catalyst showed a significant photocatalytic activity inthe presence of visible light irradiation for the oxidation of cyclohexane to the ketone alcohol mixture KA oil such that there were 88 conversion and 95 selectivity to the KA oil mixture In the second project reductionof such environmental pollutants as toxic 4 nitrophenol methylene blue and rhodamine B by NaBH4 was studiedat room temperature using a series of surface modified carbon fiber felts with Cu x wt x 1 5 3 0 5 0 nanoparticles buried in a nitrogen doped carbon porous network The most efficient catalyst showing a highperformance and recyclability could also be applied industrially for wastewater treatment due to its bulk structure In the optimum conditions Cu 1 5 wt N CF exhibited the highest rate constant k 0 045 s 1 and TOF 23 7h 1 at room temperature for reducing 4 nitrophenol to 4 aminophenol this was significant in comparison withthe expensive metal based nanocatalysts Therefore this composite could be an ideal platform for use as asustainable and green heterogeneous catalyst in many chemical processes and wastewater treatments In the thirdproject the graphitic carbon nitride layers and ZnO nanoparticles were immobilized successfully on the surfaceof carbon felt fibers The catalyst referred to as ZnO g C3N4 CF was prepared by the pyrolysis of carbon fiberfelts containing different amounts of the melamine and ZnO nanoparticles at 550 C for 4 h under argonatmosphere Obtained composites were tested for aerobic oxidation reaction of ethylbenzene and photocatalyticoxidation of some organic dyes MB Rh B The optimized catalyst 0 1 ZnO 0 25 g C3N4 CF showed 18 8 conversion of ethylbenzene with 99 9 selectivity to acetophenone in the one pot aerobic oxidation Also thiscatalyst showed photocatalytic activity in the presence of visible light irradiation for degradation of MB in 40minutes and Rh B in 60 minutes by hydrogen peroxide as an oxidant Therefore this novel composite could be an
استاد راهنما :
مهران غياثي
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
استاد داور :
حسين توكل، عليرضا نجفي چرمهيني، شهرام تنگستاني نژاد
