توصيفگر ها :
هيدروكسي متيل فورفورال , كاتاليست ناهمگن , فروكتوز , كربن نيتريد گرافيتي , پلي آنيلين , كاتاليست جامد اسيدي , پلي استايرن
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، دو نوع كاتاليست ناهمگن جديد با نامهاي PANI-SO3H-g-C3N4/CF و PS-SO3H/CF سنتز شدند و سپس كاربرد آنها براي تهيه ماده آلي ارزشمند به نام 5-هيدروكسي متيل فورفورال از پيشماده فروكتوز مورد بررسي قرار گرفت. در پژوهش اول كاتاليست PANI-SO3H-g-C3N4/CF تهيه شد و به وسيلهي روشهاي ATR-FTIR، FTIR -Pyridine، SEM، TGA، BET مورد بررسي و شناسايي قرار گرفت. واكنش تبديل كاتاليستي فروكتوز به HMF در حلال آب با درصدهاي مختلف 1و4-دي اكسان انجام شد. در اين فرآيند عاملهاي گوناگوني مانند دما، زمان، فشار، درصد وزني- وزني مختلف g-C3N4 بر روي بستر الياف كربني، درصدهاي مختلف حلال آب و 1و4-دي اكسان و مقدار كاتاليست براي به دست آوردن بيشترين بازده HMF مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت با استفاده از كاتاليست PANI-SO3H-g-C3N4/CF و پيشماده فروكتوز مقدار 1/69 درصد HMF با گزينش پذيري 3/81 در دماي 150 درجه سانتي¬گراد و زمان 180 دقيقه به دست آمد.
در پژوهش دوم كاتاليست PS-SO3H/CF به روشهاي مختلف سنتز شد و به وسيلهي روشهاي ATR-FTIR، SEM مورد بررسي و شناسايي قرار گرفت. سپس كاربرد آن براي توليد HMF از فروكتور در حلال DMSO مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين فرآيند عاملهاي مختلف مانند زمان، دما، نوع روش سنتز كاتاليست براي به دست آوردن بيشتر HMF مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. در نهايت با استفاده از كاتاليست PS-SO3H/CF و پيشماده فروكتوز مقدار 5/78 درصد HMF در دماي 110 درجه سانتي¬گراد و زمان 10 دقيقه به دست آمد. همچنين بازيابي كاتاليست مورد ارزيابي قرار داده شدكه كاهش بازده بعد از مرتبهي دوم بازيابي مشاهده شد. براي بهبود فرآيند بازيابي، كاتاليست PS-SO3H/CF با استفاده از غلاف TiO2 و همچنين دي وينيل بنزن به عنوان عامل شبكه كننده اصلاح شد.
چكيده انگليسي :
In this study, two new types of heterogeneous catalysts named CF/g-C3N4-SO3H-PANI and CF/SO3H-PS were synthesized, and then their application to prepare a valuable organic substance called 5-hydroxymethylfurfural from fructose precursor was investigated. In the first study,
CF/g-C3N4-SO3H-PANI catalyst was prepared and examined and identified by ATR-FTIR,FTIR-Pyridine, SEM, TGA, BET methods. The catalytic conversion reaction of fructose to HMF was performed in the aqueous solvent with different percentages of 1,4-dioxane. In this process, various factors such as temperature, time, pressure, different %w/w of g-C3N4 on the carbon fiber substrate, different percentages of water solvent and 1,4-dioxane, and the amount of catalyst to obtain the highest HMF efficiency were investigated. Finally, using CF/g-C3N4SO3H-PANI catalyst and fructose precursor, 69% HMF with a selectivity of 81.3 was obtained. In the second study, the CF/SO3H-PS catalyst was synthesized by various methods and was examined and identified by FT-IR and SEM methods. Then its application for HMF production from fructose in DMSO solvent was evaluated. In this process, various factors such as time, temperature, and type of catalyst synthesis method were studied to obtain more HMF. Finally, using CF/SO3H-PS catalyst catalyst and fructose precursor, 78.5% HMF was obtained. Catalyst reusability was also evaluated and a decrease in efficiency was observed after reuse. To improve the reusability process, the CF/SO3H-PS catalyst was modified using TiO2 an divinylbenzene crosslinker.