توصيفگر ها :
4-نيتروفنول , 4-آمينوفنول , مكسين , سديم بوروهيدريد , كاهش كاتاليستي
چكيده فارسي :
امروزه آلودگيهاي زيستمحيطي، بهويژه آلايندههاي آلي ناشي از فعاليتهاي صنعتي، از جمله چالشهاي جدي جوامع بشري بهشمار ميرود. يكي از اين تركيبات خطرناك، 4-نيتروفنول است كه بهدليل سميت بالا و پايداري شيميايي، حذف آن از محيط زيست ضروري است. هدف از اين پژوهش، حذف 4-نيتروفنول از محيط آبي از طريق فرآيند كاتاليستي و تبديل آن به 4-آمينوفنول، تركيبي با ارزش افزوده بالا در صنايع دارويي و شيميايي، ميباشد.در اين تحقيق، ابتدا بستر مكسين تهيه گرديد. سپس، نانوذرات فلزي پالاديوم بر روي بستر MXene تثبيت شد وكاتاليست MXene/Pd3% سنتز گرديد.براي بررسي اثر مقدار كاتاليست، چهار واكنش مجزا با مقادير مختلفي از كاتاليست (005/0 ، 008/0، 01/0 و 015/0 گرم) طراحي و اجرا گرديد. همچنين بهمنظور ارزيابي نقش غلظت سديمبوروهيدريد در بازده و سرعت واكنش، محلولهايي با غلظتهاي مختلف (01/0، 03/0، 05/0 و 1/0 مولار) در واكنشها مورد استفاده قرار گرفت. روند پيشرفت واكنشها با استفاده از طيفسنجي فرابنفش-مرئيUV-Vis)) در بازههاي زماني مختلف ثبت و تحليل شد.براي شناسايي ساختار، مورفولوژي، سطح ويژه و تركيب عنصري كاتاليست تهيهشده، از روشهاي FT-IR، XRD، BET، FE-SEM، MAP-EDS و ICP استفاده شد.نتايج حاصل نشان داد كه كاتاليست MXene/Pd3% داراي ساختار مناسب، سطح فعال بالا و توزيع يكنواخت فلز پالاديوم بوده و توانسته است عملكرد مؤثري در تسريع و بهبود واكنش احياي 4-نيتروفنول از خود نشان دهد.
چكيده انگليسي :
Environmental pollution, particularly from organic contaminants derived from industrial activities, represents a significant challenge for human societies. Among these hazardous compounds, 4-nitrophenol is of particular concern due to its high toxicity and chemical stability, necessitating its effective removal from aqueous environments. This study focuses on the catalytic reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol, a valuable intermediate widely utilized in pharmaceutical and chemical industries. In this work, the MXene substrate was initially synthesized, followed by the immobilization of palladium nanoparticles onto the MXene support, resulting in the MXene/Pd3% catalyst. To investigate the effect of catalyst loading, four separate reactions were conducted using different catalyst amounts (0.005, 0.008, 0.01, and 0.015 g). Furthermore, the influence of sodium borohydride concentration on both the reaction rate and yield was evaluated using solutions of varying concentrations (0.01, 0.03, 0.05, and 0.1 M). The progress of the reactions was monitored at different time intervals using UV–Vis spectroscopy. Comprehensive characterization of the catalyst structure, morphology, specific surface area, and elemental composition was carried out using FT-IR, XRD, BET, FE-SEM, MAP-EDS, and ICP techniques.
The results indicate that the MXene/Pd3% catalyst exhibits a well-defined structure, high specific surface area, and uniform palladium nanoparticle distribution, which collectively enhance the efficiency and rate of 4-nitrophenol reduction.