31171

تهيه، شناسايي و بهينه سازي نانوالياف سلولز باكتريايي (BCNF) عامل دار شده با مس و بررسي ويژگي هاي كاتاليزگري آن در واكنش كاهش 4-نيتروفنول و متيلن بلو.

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

1401

1403/06/17

دكتر حسين غفوري

-

شيمي

نانوالياف سلولز باكتريايي، از سلولز باكتريايي خشك شده به روش انجماد به دست مي آيد. اين نانوالياف به علت داشتن خواص منحصربه فرد مانند قيمت ارزان، انعطاف پذيري، زيست تخريب پذيري و پايداري ساختار، به عنوان يك بستر مناسب براي ساخت كاتاليزگر انتخاب شده است. كامپوزيتBCNF@CPTMS@Gu-Cu(II)، با موفقيت با اتصال 3-(كلروپروپيل)-تري متوكسي سيلان (CPTMS)، گروه عامل گوانيدين (Gu) و نانوذره هاي مس(II) سنتز شد. پس از سنتز، مورفولوژي نانوالياف سلولز باكتريايي حفظ شد كه پايداري ساختار آن را نشان مي دهد. براي انجام واكنش كاهش 4-نيتروفنول (4-NP) و متيلن بلو (MB) با سديم بوروهيدريد (NaBH4) از كاتاليزگرBCNF@CPTMS@Gu-Cu(II) استفاده شد، كه توانست با بازدهي 95 درصد اين واكنش ها را انجام دهد. بهينه¬سازي غلظت هاي واكنش گرها، جرم كاتاليزگر و مراحل سنتز كاتاليزگر مورد بررسي قرار گرفت. اثر تغييرات دما براي كاهش 4-نيتروفنول و اثر pH براي كاهش متيلن بلو نيز مورد ارزيابي قرار گرفت كه مشخص شد به ترتيب در دماي 65 درجه سلسيوس و pH=6، سرعت واكنش كاهش افزايش مي يابد.

1403/06/24

Synthesis, identification and optimization of bacterial cellulose nanofibers (BCNF) functionalized with copper and investigation of its catalytic characteristics in the reduction reaction of 4-nitrophenol and methylene blue.

9/7/2025 12:00:00 AM

Bacterial cellulose nanofibers (BCNFs) produced from freeze-dried bacterial cellulose (BC) exhibit unique properties due to their low cost, flexibility, environmental friendliness, and structural stability. In this study, a novel catalyst, BCNF@CPTMS@Gu-Cu(II), was successfully fabricated by modifying BCNFs with 3-(chloropropyl)-trimethoxysilane (CPTMS) and guanidine hydrochloride (Gu) to create a ligand-functionalized BCNF, followed by stabilization of copper(II) nanoparticles on the guanidine groups. This synthesis process maintained the original morphology of the BCNFs. The BCNF@CPTMS@Gu-Cu(II) catalyst demonstrated excellent catalytic activity for the rapid reduction of 4-nitrophenol (4-NP) and methylene blue (MB) in the presence of sodium borohydride (NaBH4). For the reduction of 4-NP to 4-aminophenol (4-AP), the catalytic activity of BCNF@CPTMS@Gu-Cu(II) was optimized by increasing the NaBH4 concentration and reaction temperature. It was observed that higher temperatures positively affected the reaction rate. Similarly, for the reduction of MB to Lueco-methylene blue (LMB), the catalytic efficiency was enhanced by increasing the NaBH4 concentration and optimizing the pH, with the best catalytic performance achieved at pH = 6. The reduced products, 4-AP and LMB, are highly soluble in water and have potential utility in various applications. This work introduces an effective and low-cost catalyst based on bacterial cellulose nanofibers, with promising applications in industrial processes.

سلولز باكتريايي , نانوالياف , كاتاليزگر , كاهش , 4-نيتروفنول , متيلن بلو , سديم بوروهيدريد

Bacterial cellulose , Nanofibers , Catalyst , Reduction , 4-nitrophenol , Methylene blue , Sodium borohydride

Niloofar Salimi-Turkamani

Dr. Hossein Ghafuri