توصيفگر ها :
نيترو آروماتيك , كاهش , نانوساختار , مواد مغناطيسي , كاراگينان , مس , اكسيد مس
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، از روش سبز و آسان براي قرار دادن نانوذرات مس و اكسيد مس بر روي سطح نانوكاتاليست‌ها بر پايه‌ي مگنتيت استفاده شد. ابتدا با استفاده از گلوكز و لاكتوز نانوذرات اكسيد مس برروي سطح نانو ذرات مغناطيسي Fe3O4@SiO2 به روش هيدروترمال قرار داده شد و نانوكاتاليست هاي CuO(G)/SiO2@Fe3O4 و CuO(L)/SiO2@Fe3O4 سنتز گرديد. سپس با استفاده از روش كلسينه، با قرار دادن نانوكاتاليست‌هاي به دست آمده در مرحله قبل در كوره، نانوكاتاليست هاي يولك-پوسته Fe3O4@SiO2@CuO (YS-Fe3O4@SiO2@CuO(G) و YS-Fe3O4@SiO2@CuO(L)) به دست آمد. در انتها، با استفاده از سديم بورهيدريد، نانو ذرات مس روي سطح مغناطيسي كاپا-كاراگينان و بوتا-كاراگينان پيوند داده شده با N،N’- متيلن بيس آكريل آميد (κC-g-MBA/MNPs/Cu و ιC-g-MBA/MNPs/Cu) قرار داده شد. ساختار و ريخت شناسي نانوكاتاليست‌هاي تهيه شده با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FT-IR)، پراس اشعه ايكس (XRD)، طيف‌سنجي فوتوالكترون اشعه ايكس (XPS)، برونر-اميت-تلر (BET)، مغناطيس‌سنج نمونه ارتعاشي (VSM)، آناليز گرماسنج حرارتي (TGA)، طيف‌سنجي پاشش انرژي پرتوايكس-مپينگ (EDS-Maping)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري با قدرت كيفيت بالا (HRTEM) و طيف‌سنج نشري پلاسماي جفت شده القايي (ICP-OES) شناسايي شد. فعاليت كاتاليتيكي نانوكاتاليست‌ها براي كاهش تركيبات 4-نيتروفنول، 2-نيتروفنول، 3-نيتروآنيلين و 4-نيتروآنيلين با استفاده از طيف‌سنج مريي-فرابنفش مورد بررسي قرار گرفت. نانوكاتاليست‌ها سنتز شده عملكرد خوبي در كاهش تركيبات نيتروفنول داشتند. براي كاهش 4-نيتروفنول با استفاده از CuO(G)/SMNPs و CuO(L)/SMNPs،YS-SMNPs@CuO(G) ، YS-SMNPs@CuO(L)، κC-g-MBA/MNPs/Cu و ιC-g-MBA/MNPs/Cu فاكتور فعاليت (k’) به ترتيب s-1 g-1 3251، 1396، 3218، 2023، 134 و 193 به دست آمد. به دليل خاصيت مغناطيسي نانوكاتاليست ها به راحتي قابل جداسازي و چندين بار مورد استفاده بودند.
چكيده انگليسي :
In this research, a green and easy method was used to place copper and copper oxide nanoparticles on the surface of magnetite-based nanocatalysts. First, using glucose and lactose, copper oxide nanoparticles were placed on the surface of Fe3O4@SiO2 nanoparticles by hydrothermal method, and CuO(G)/SiO2@Fe3O4 and CuO(L)/SiO2@Fe3O4 nanocatalysts were synthesized. Then, by placing the nanocatalysts obtained in the previous step in the furnace, yolk–shell Fe3O4@SiO2@CuO nanocatalysts (YS-Fe3O4@SiO2@CuO(G) and YS-Fe3O4@SiO2@CuO(L)) was obtained by using the calcination method. Finally, using sodium borohydride, copper nanoparticles were placed on the magnetic surface of Kappa-Carrageenan or Iota-Carrageenan grafted N,N′-methylenebisacrylamide/Fe3O4 nanoparticles (κC-g-MBA/MNPs/Cu and ιC-g-MBA/MNPs/Cu). The structure and morphology of the prepared nanocatalysts were identified using FT-IR. XRD, XPS, BET, VSM, TGA, EDS-Mapping, FE-SEM, HRTEM and ICP-OES analyses. The catalytic activity of nanocatalysts for the reduction of 4-nitrophenol, 2-nitrophenol, 3-nitroaniline and 4-nitroaniline compounds was investigated using UV-Vis spectrum. The synthesized nanocatalysts had a good performance in reducing nitrophenol compounds. To reduce 4-nitrophenol using CuO(G)/SMNPs and CuO(L)/SMNPs, YS-SMNPs@CuO(G), YS-SMNPs@CuO(L), κC-g-MBA/MNPs/Cu and ιC-g-MBA/MNPs/Cu activity factor (k') was obtained as 3251, 1396, 3218, 2023, 134 and 193 s-1 g-1, respectively. Due to their magnetic properties, nanocatalysts could be easily separated and used several times.
