توصيفگر ها :
لوولينيك اسيد , آلكيل لوولينات¬ها , هگزيل لوولينات , استري كردن , تجديد پذير , بازدارنده¬هاي خوردگي , تابع چگالي الكتروني
چكيده فارسي :
در اين پژوهش عملكردكاتاليست فسفوموليبدات تثبيت شده روي بستر كربن نيتريد گرافيتي در واكنش استري كردن لوولينيك اسيد با اتانول، 1-بوتانول و 1-هگزانول مورد بررسي قرار گرفت. براي شناسايي بستر و كاتاليست¬ها از تكنيك¬هاي طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، جذب و واجذب نيتروژن، پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري(TEM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان(FE-SEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس(EDX)، رامان و طيف سنجي پلاسماي جفت شده (ICP) استفاده شد. فسفوموليبدات تثبيت شده روي بستر كربن نيتريد گرافيتي به عنوان كاتاليست براي بهينه سازي پارامتر¬هاي مؤثر در بازده واكنش مانند دما، زمان، مقدار حجمي اسيد به الكل، مقدار كاتاليست براي هر سه الكل مورد استفاده قرار گرفت. اتيل لوولينات با بازده¬ي 76 درصد تحت دماي 130 درجه سانتي گراد، در مدت زمان 8 ساعت، 20 ميلي گرم از كاتاليست بهينه و با نسبت حجمي اسيد به الكل 1 به 12 بدست آمد. بوتيل لوولينات با بازده¬ي 100 درصد¬¬ تحت دماي 130 درجه سانتي گراد، مدت زمان 8 ساعت، 10 ميلي گرم كاتاليست بهينه و نسبت حجمي اسيد به الكل 1 به 12 بدست آمد. در آخر هگزيل لوولينات در شرايط بهينه¬ي مدت زمان 8 ساعت، دماي 230 درجه¬ سانتي گراد، 10 ميلي گرم كاتاليست بهينه و نسبت حجمي اسيد به الكل 1 به 20 با مقدار بازده¬ي 71 درصد بدست آمد. جهت بررسي پايداري كاتاليست، بازيافت كاتاليست انجام شد كه نتايج نشان داد كاتاليست تا 4 مرتبه امكان استفاده¬ي مجدد دارد.
در بخش نظري، اثر مشتق¬هاي ايميدازول بر روي بازدارندگي خوردگي سطح مس از طريق محاسبات كوانتومي (DFT) مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا 6 مولكول بازدارنده¬يH1-ايميدازول-2-اُل، 2,3-دي هيدرو-H1-ايميدازول-2-اُن، H1-ايميدازول-2-آمين، 2,3-دي هيدرو-H1-ايميدازول-2-ايمين، H1-ايميدازول-2-تيول، 2,3- دي هيدرو-H1-ايميدازول-2-تيون و سه سطح مس (1 1 1)، (0 1 1) و (0 0 1) بهينه گرديدند. در اكثر موارد به دليل جذب فيزيكي، تغيير نامحسوسي در مقادير طول پيوند مولكول¬هاي بازدارنده قبل و بعد از جذب روي سطح انجام شده¬است. مقادير انرژي جذب براي تمامي مولكولهاي بازدارنده در دو حالت موازي و عمود ارائه گرديد. بر اساس نتايج بدست آمده از انرژي¬هاي جذب، انرژي¬هاي HOMO و LUMO ، توابع فوكويي و بار¬هاي موليكن بر روي اثر بازدارندگي مشتق¬هاي ايميدازول بحث گرديد. مولكول¬هاي H1-ايميدازول-2-تيول، 3،2- دي هيدرو-H1-ايميدازول-2-تيون با گروه¬هاي عاملي تيول و تيون در موقعيت دوم ايميدازول بهترين برهمكنش را با سطح نشان دادند.
چكيده انگليسي :
This thesis includes two sections and the first one is the conversion of levulinic acid to alkyl levulinates by impregnated g-C3N4 with phosphomolybdate. for characterization of catalyst FT-IR, N2 adsorption-desorption, XRD, and ICP was performed. PMo1%/g-C3N4 was selected as an optimum catalyst. this catalyst was used for the esterification of levulinic acid with ethanol, butanol, and hexanol and parameters such as temperature, time, volumetric ratio of acid to alcohol, catalyst concentration and catalyst amount were evaluated. Ethyl levulinate with 76% yield was obtained at 130℃, 8 h, levulinic acid to ethanol 1:12, and 20 mg catalyst. 100% yield for esterification of levulinic acid with butanol at 130 ℃, 8h, the volumetric ratio of acid to alcohol 1:12, and 10 mg of catalyst was obtained. Hexyl levulinate with 71% yield at the optimal condition of 230℃, 8h, the volumetric ratio of levulinic acid to hexanol 1: 20 and 10 mg catalyst was obtained.
In the next work, a comparative study on corrosion inhabitation of imidazole derivatives on copper surfaces was studied. Adsorption of different tautomers of 2-hydroxy, 2-amino, and 2-mercapto imidazole as corrosion inhibitors on the (1 1 1), (1 1 0), and (1 0 0) copper surfaces in parallel and perpendicular configurations are compared and evaluated by the DFT approach. According to calculations, inhibitors named 3b (2,3-dihydro-1H-imidazole-2-thione), 3a (1H-imidazole-2-thiol), and 2b (2,3-dihydro-1H-imidazole-2-imine) displayed the best inhibition efficiency. So, the effectiveness of the thiol and thione functional groups is tangible for corrosion inhibition. Also, the quantum chemical descriptors and interaction energy magnitudes, as well as PDOSs, were calculated and used to evaluation of the interaction of organic molecules with the copper surfaces. In addition, Cu (1 1 0) showed the best protection in combination with imidazole derivatives. This work shows the equilibrium between tautomers is important in their efficiency as corrosion inhibitors.
