بررسي تجربي و نظري اكسايش اتيل بنزن به استوفنون با استفاده از اكسيژن مولكولي و هيدروژن پراكسيد، با كاتاليست Fe3O4@SiO2@Ni و نانو خوشه هاي Pd₁₃

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در قسمت اول اين پژوهش كاتاليست Fe3O4@SiO2@Ni به‌عنوان يك كاتاليست مغناطيسي تهيه و با آناليزهاي مختلف، FT-IR, XRD, BET ICP-MS, FESEM, TEM, VSM مشخصه‌يابي شد، سپس با استفاده از اين كاتاليست و در حضور اكسيژن مولكولي و هيدروژن پراكسيد به عنوان اكسنده، اكسايش اتيل بنزن به استوفنون انجام شد. در اين واكنش پارامترهاي مختلفي ازجمله زمان، دما، فشار اكسيژن، مقدار هيدروژن پراكسيد، مقدار اتيل بنزن و مقدار كاتاليست مصرفي بهينه سازي شدند. در شرايط بهينه، شامل 3 ميلي‌ليتر اتيل‌بنزن، 5 ميلي‌ليتر استونيتريل به‌عنوان حلال، و 200 ميلي‌گرم كاتاليست، استوفنون با بازده 29/7 درصد در دماي 130 درجه سانتي‌گراد و فشار 10 بار اكسيژن طي 10 ساعت توليد شد. همچنين با اكسنده ي هيدروژن پراكسيد در شرايط بهينه، شامل 1 ميلي‌ليتر اتيل‌بنزن، 5 ميلي‌ليتر استونيتريل به‌عنوان حلال، 200 ميلي‌گرم كاتاليست و 3 ميلي ليتر هيدروژن پراكسيد، استوفنون با بازده 4/9 درصد در دماي 120 درجه سانتي‌گراد طي 10 ساعت توليد گرديد. براي اثبات توليد استوفنون از آناليز GS-MS و براي به‌دست‌آوردن بهره و درصد تبديل از كروماتوگرافي گازي استفاده شد. در قسمت دوم اين پژوهش، مطالعه نظري اكسايش اتيل بنزن به استوفنون با استفاده از روش محاسباتي نيمه تجربي PM7 و در حضور اكسيژن مولكولي به عنوان اكسنده برروي نانوخوشه ي فلزي متشكل از 13 اتم پالاديم در سه مسير متفاوت بررسي شد. بهينه¬سازي نانوخوشه ي Pd با استفاده از روش محاسباتي تابع چگالي الكتروني (DFT) انجام گرفت. دراين بخش پارامترهايي مانند انرژي فعالسازي، تغييرات انرژي الكتروني و فركانس موهومي محاسبه شدند. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده مسير سوم كه شامل جذب شيميايي مولكول اكسيژن روي سطح نانو خوشه و واكنش از مسير راديكالي است، كمترين سد انرژي را دارا بوده و از نظر سينتيكي مطلوب ترين مسير براي اين واكنش محسوب مي¬شود. واژه‌هاي كليدي: اتيل بنزن، استوفنون، اكسايش، كاتاليست، نانوخوشه، PM7

233358

شيمي آلي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان