18501

2056 دكتري

دكتري

الي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

پانزده، 102 ص.: مصور، جدول، نمودار

1402/02/17

كتابنامه

شيمي

شيمي

1403/05/14

2926499

نقاط كربني به عنوان عاملي براي كاهش شكاف انرژي و كاهش سرعت بازتركيبي الكترون – حفره و در نتيجه بهبود عملكرد فوتوكاتاليستي تيتانيوم دي‌اكسيد در برابر تابش نور مرئي توجه بسياري را به خود جلب كرده است. اما روش ساخت پيچيده، جداسازي و خالص سازي از مشكلات استفاده از اين نقاط در صنعت مي‌باشد. در اين پژوهش نقاط كربني محلول در آب با روش ساده حرارتي از منبع پلي‌اتيلن گلايكول به عنوان يك منبع زيست‌سازگار و زيست‌تخريب‌پذير بدون هيچ گونه جداسازي و خالص‌سازي به دست آمد. در اين مطالعه براي اولين بار نقاط كربني كپسوله‌شده با تيتانيوم دي‌اكسيدكربنيزه مزوحفره تهيه شد كه در مدت زمان 35 دقيقه 91 درصد رنگ متيلن‌بلو، 92 درصد رنگ رودامين‌بي و 95 درصد متيل‌اورنژ را تخريب مي¬كند. پايداري شيميايي و حرارتي بالا، مواد خام ارزان قيمت و در دسترس، روش تهيه ساده و راحت و توانايي بالا در تخريب هردوآلاينده‌هاي كاتيوني و آنيوني، نانو كامپوزيت‌هاي تهيه شده را به فوتوكاتاليست‌هاي كارآمد و مورد‌توجه تبديل كرده است. در پژوهش دوم كاتاليست ناهمگن ديگري با استفاده از تيتانيوم دي¬اكسيد و ليگنوسولفونيك اسيد تهيه و با استفاده از آناليزهاي مختلفي شناسايي شد. عملكرد كاتاليست تهيه شده در واكنش آب¬زدايي و تبديل ماده¬ي ارزان قيمت و در دسترس گلوكز به ماده¬ي با ارزش 5-(هيدروكسي‌متيل) فورفورال مورد بررسي قرار گرفت. كاتاليست ليگنوسولفونيك اسيد كپسوله شده در تيتانيا در محيط دو فازي آب اشباع شده با نمك سديم كلريد و تتراهيدروفوران در دماي 170 درجه سانتيگراد و مدت زمان 3 ساعت، 90 درصد تبديل گلوكز و 64 درصد توليد محصول را نشان داد. عملكرد بالا، شرايط بهينه ملايم، روش تهيه ساده و استفاده از پيش‌ماده‌هاي ارزان قيمت و زيست‌سازگار نانوكامپوزيت تهيه شده را به گزينه‌اي كارآمد براي مقاصد صنعتي تبديل كرده است. در پژوهش سوم به منظور تهيه كاتاليست ناهمگن با قابليت جداسازي آسان از مخلوط واكنش، سطح كره¬هاي شيشه‌اي با صفحات كربن نيتريد گرافيتي حاوي نانو ذرات كبالت اكسيد پوشش داده شد تا پايداري، فعاليت، انتخاب پذيري و بازيافت كاتاليست راحت‌تر انجام شود. كاتاليست توده‌اي تهيه شده (Co3O4/g-C3N4@GB) در واكنش اكسايش اتيل¬بنزن به محصول با ارزش استوفنون در حضور اكسنده اكسيژن مولكولي مورد استفاده قرار گرفت. مطابق با نتايج به دست آمده از اين واكنش در شرايط بهينه مشخص شد كه اتيل¬بنزن به ميزان3/64 درصد و با گزينش‌پذيري بيش از 99 درصد به محصول با ارزش استوفنون تبديل شده‌ است. براي رسيدن به بهترين بازده پارامترهاي مختلفي از جمله دما، مدت زمان انجام واكنش، فشار اكسيژن مولكولي و مقدار كاتاليست مورد مطالعه قرار گرفت.

This thesis consists of three experimental parts. First Synthesis of carbon dots encapsulated with carbonized mesoporous titanium dioxide and investigation of its photocatalytic activity in the degradation of cationic dyes methylene blue and rhodamine B and anionic dye methyl orange. The CDs were prepared directly from polyethylene glycol without any further purification and then trapped in a carbonized mesoporous crystalline TiO2 (CDs@C-mTiO2). High chemical and thermal stability, cheap and available raw materials, simple and convenient preparation method and high ability to destroy both cationic and anionic pollutants have made the prepared nanocomposites efficient and interesting photocatalysts. In the second study, another heterogeneous catalyst was prepared using titanium dioxide and lignosulfonic acid and was identified using different analyses. The LSA@mTiO2 catalyst showed 90% glucose conversion and 64% 5-(hydroxymethyl) furfural production in the two-phase environment of water saturated with sodium chloride salt and tetrahydrofuran at a temperature of 170 degrees Celsius and a duration of 3 hours. In the third study, in order to prepare a heterogeneous catalyst with the ability to be easily separated from the reaction mixture, the surface of the glass spheres was coated with graphite carbon nitride containing cobalt oxide nanoparticles. The prepared bulk catalyst (Co3O4/g-C3N4@GB) was used in the oxidation reaction of ethylbenzene to the valuable product acetophenone in the presence of molecular oxygen oxidant that showed 64% ethylbenzene conversion and 99% acetophenone selectivity.

مهران غياثي , عبدالرضا حاجي پور

محمدمحسن مومني هامانه

عليرضا نجفي چرمهيني , محمد ديناري , حميدرضا معماريان