سنتز و شناسايي كاتاليست هاي پالاديم-نيكل تثبيت شده بر روي KIT-6 و كاربرد آن در اكسايش سيكلوهگزان و كاربرد كاتاليست MgO/C3N4 در سنتز گليسيرول كربنات از گليسيرول و دي متيل كربنات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

رساله حاضر شامل دو بخش است. در بخش اول، سيليكاي بسيار منظم KIT-6 با استفاده از سورفكتانت غير يوني پلورونيك P123 به عنوان ماده فعال سطحي سنتز شد. مقادير مختلف پالاديوم و نيكل بر روي بستر KIT-6 قرار گرفت. ويژگي‌هاي KIT-6 مانند ساختار سه بعدي با تقارن مكعبي Ia3d، مساحت سطح بالا، اندازه و حجم حفرات زياد منجر به پراكندگي مطلوب نانوذرات پالاديوم-نيكل بر روي سطح مي‌شود. ساختار و شكل نمونه‌ها با استفاده از تكنيك‌هاي XPS، XRD، جذب-واجذب نيتروژن، SEM/ EDX، Elemental mapping، TEM، ICP-AES، FT-IR و TPR مورد شناسايي و تأييد قرار گرفت و در واكنش‌هاي اكسايشي به منظور تبديل سيكلوهگزان به مواد با ارزش افزوده بالاتر به كار گرفته شد. با توجه به بررسي‌هاي انجام شده، شرايط بهينه به منظور بهبود تبديل سيكلوهگزان و گزينش‌پذيري مجموع سيكلوهگزانون و سيكلوهگزانول در حضور كاتاليست پالاديوم-نيكل تثبيت شده بر روي KIT-6 در دماي 140 درجه سانتي‌گراد با استفاده از اكسيژن مولكولي در حلال استونيتريل انتخاب شد. تحت شرايط بهينه 87/10 درصد تبديل سيكلوهگزان و 45/95 درصد گزينش‌پذيري مربوط به مجموع سيكلوهگزانون و سيكلوهگزانول در مدت زمان واكنش 8 ساعت مشاهده شد. فعاليت و گزينش‌پذيري ساختار پالاديوم-نيكل تثبيت شده بر روي بستر سيليكاي مزوپور KIT-6 به منظور اكسايش سيكلوهگزان به سيكلوهگزانون و سيكلوهگزانول با استفاده از اكسيژن مولكولي مورد مطالعه قرار گرفت. آناليز XRD و XPS حالت اكسايش 2+ براي پالاديوم و همچنين حات اكسايش 2+ براي نيكل موجود در كاتاليست را تأييد مي‌نمايند. در نهايت، به منظور بررسي پايداري و قابليت استفاده مجدد كاتاليست‌هاي تهيه شده، واكنش‌ اكسايش سيكلوهگزان در چندين دوره متوالي تحت شرايط بهينه واكنش انجام گرديد. و اما در بخش دوم، با توجه به اينكه گليسيرول كربنات يكي از مشتقات گليسيرول با ارزش افزوده بالا كه به دليل خواص ويژه از جمله نقطه جوش بالا، نقطه ذوب پايين، ثابت دي الكتريك نزديك به آب و سميت كم مصارف فراواني دارد به سنتز آن پرداخته شده است. بهترين مسير سنتز ي گليسيرول كربنات (GC) ترانس استري شدن دي متيل كربنات (DMC) و گليسيرول(GLY) با استفاده از كاتاليست¬هاي ناهمگن مي¬باشد. در اين پروژه گليسيرول كربنات با استفاده از واكنش ترانس استري شدن گليسيرول با دي متيل كربنات در حضور كاتاليست بازي MgO/C3N4 تهيه شد. با استفاده از اين كاتاليست بازي در شرايط بهينه محصول با راندمان بالا و قابل‌قبولي به‌دست آمد. در اين راستا، با توجه به عوامل موثر بر راندمان گليسيرول كربنات از جمله زمان واكنش، شرايط متفاوت واكنش را با توجه به امكانات موجود بررسي كرده و شرايط بهينه براي بدست آوردن بالاترين ميزان ممكن براي راندمان GC يافت شد. تحت شرايط بهينه 3/98 درصد تبديل گليسيرول و 1/97 درصد بازده گليسيرول كربنات در مدت زمان واكنش 4 ساعت، دماي 80 درجه سانتي‌گراد با نسبت مولي 3 به 1 دي متيل كربنات: گليسيرول مشاهده شد. كاتاليست‌هاي بدست آمده با استفاده از تكنيك‌هاي XRD ,TPD ، BET، TEM، SEM، FT-IR شناسايي و مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه پس از بهينه سازي پايداري و قابليت استفاده مجدد كاتاليست‌هاي تهيه شده، واكنش‌ ترانس استري شدن گليسيرول كربنات در چندين دوره متوالي تحت شرايط بهينه واكنش انجام گرديد.

218966

آلي

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان