شماره مدرك :
17728
شماره راهنما :
15489
پديد آورنده :
مرادي، هانيه
عنوان :

مطالعه محاسباتي خوشه هاي فلزي تثبيت شده روي بستر g-C3N4 و سنتز و مشخصه يابي ذرات طلا تثبيت شده روي بستر هيدروكسيدلايه دوگانه منيزيم - آهن اصلاح شده با سريم به عنوان كاتاليست براي تبديل HMF به FDCA

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آلي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1401
صفحه شمار :
چهارده، 95ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهران غياثي
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
توصيفگر ها :
5-هيدروكسي متيل فورفورال , هيدروكسيد لايه دوگانه , كربن نيتريد گرافيتي , واكنش اكسايش , فوران دي كربوكسيليك اسيد , كاتاليست هتروژن
استاد داور :
عليرضا نجفي، سياوش كاظمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/05/22
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
شيمي
دانشكده :
شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/05/24
كد ايرانداك :
2848904
چكيده فارسي :
اين رساله از دو پژوهش تشكيل شده كه در پژوهش نخست خوشه¬هاي چهار اتمي از طلا، نقره، و مس به فرمهاي تك فلزي و دوفلزي با آرايش هاي متفاوت فلزها (يكي درميان و يا دوبه دو) از جهات مختلف بر روي كربن نيتريد گرافيتي قرار گرفته اند. در ادامه تاثير تثبيت خوشه فلزي بر ويژگي هاي هندسي، الكتروني و فعاليت فوتوكاتاليستي بستر خالص با به كار بردن روش محاسباتي تابع چگالي الكتروني مورد مطالعه نظري قرار گرفت. مطالعات بخش هندسي اثرگذار بودن نوع فلزها و آرايش آنها در خوشه را بر ميزان چين و چروك¬ها و مقدار انرژي كمپلكس پس از بهينه-سازي نشان داد. محاسبات الكتروني بيان كننده جدايي كامل دانسيته الكتروني HOMO و LUMO پس از تثبيت خوشه فلزي بود به طوري كه چگالي الكتروني HOMO و LUMO به ترتيب بر روي اتم¬هاي فلزي و اتم¬هاي بستر قرار گرفت. نتايج همچنين ثابت كرد كه جهت¬گيري خوشه نسبت به بستر (به صورت مسطح و يا عمودي از سمت اتم¬هاي متفاوت) و نوع آرايش اتم¬ها تأثير بسزايي در مقدار گاف انرژي داشته است. در اين بخش همچنين مطالعات طيف جذبي نور فرابنفش بر روي ساختارهاي متفاوت انجام شد و سپس نتايج مقايسه گرديد. در پايان مشاهده شد كه خوشه¬هاي تك فلزي مس و نقره هركدام نتايج بهتري در زمينه فعاليت نوري، مقدار گاف انرژي، و انتقال الكترون به نسبت حالت¬هاي دوفلزي نشان دادند. در پژوهش دوم نمونه Au@Mg4Fe0.5Ce0.9-LDH با مقدار 1 درصد وزني/وزني طلا سنتز و به عنوان كاتاليست بهينه در اكسايش 5-هيدروكسي متيل فورفورال (HMF) به 2، 5-فوران دي¬كربوكسيليك اسيد (FDCA) به كار گرفته شد. در اين پژوهش براي نخستين بار عملكرد بستر هيدروكسيد لايه دوگانه (LDH) بر پايه منيزيم-آهن براي اكسايش HMF مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه اصلاح بستر با مقدار مناسب از فلز سريم توانسته علاوه بر پايدار كردن كاتاليست به بهبود عملكرد آن نيز كمك بسزايي بكند. سريم علاوه بر اينكه توانسته با وارد شدن به ساختار LDH به افزايش غلظت مراكز اسيدي تأثيرگذار در اكسايش كمك كند، مقدار اضافي آن نيز به صورت اكسيد سريم روي بستر قرار گرفت كه باعث تثبيت ساختار LDH شد. اين كاتاليست پس از انجام واكنش به مدت 2 ساعت در دماي 40 درجه سانتي¬گراد و سپس 6 ساعت در دماي 100 درجه سانتي¬گراد تحت جو اكسيژن (5 بار)، درصد تبديل 100% براي HMF و گزينش¬پذيري و بازده 90% براي FDCA را نشان مي¬دهد.
چكيده انگليسي :
This thesis consists of two sections and the first one represents the theoretical study of mono and bimetallic Au, Ag, and Cu cluster deposited on graphitic carbon nitride (g-C3N4) with different metal atom arrangements and various orientations toward g-C3N4 support. Toward this end, a DFT method was used to investigate the impact of the above factors on the geometry, electronic, and optical features of the complexes. The obtained results proves that the optimized structure, UV absorption behavior, and the resultant molecular orbitals of the complexes are highly influenced as the mentioned factors changes. In the next section, selective aerobic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) to 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) is promoted by developing an efficient and simple catalytic system based on Au particles supported on Ce-modified MgFe layered double hydroxide. Here in this work, the challenge is to investigate the influence of utilizing different metal ions and optimization of their molar ratios on the catalytic performance. Throughout experimental studies, it was demonstrated that base-free oxidation of HMF to FDCA over Mg-N-M-LDH (where M = Ce, Cu, Mn, Zr and N = Fe, Al) supported Au particles using molecular oxygen as the oxidizing agent in aqueous conditions, mainly depends on the presence and the amount of Ce and Mg species in the catalytic system. Furthermore, reaction temperature, O2 pressure and reaction time were investigated as the dominant reaction parameters. The optimized catalyst exhibited an excellent catalytic performance towards FDCA production, i.e., 100% HMF conversion, 90% yield and selectivity of FDCA when the reaction mixture was heated using a two-step procedure (first being heated at 40°C for 2h and then at 100°C for 12h) and with an oxygen pressure of 5 bar.
استاد راهنما :
مهران غياثي
استاد مشاور :
حسين فرخ پور
استاد داور :
عليرضا نجفي، سياوش كاظمي
لينک به اين مدرک :

بازگشت