31184

سنتز و شناسايي نانوكاتاليزگر مغناطيسي Ni3C@Fe3O4@EDTA@WO3 و استفاده از آن در فرآيند سولفورزدايي از سوخت مدل

كارشناسي ارشد

شيمي آلي

1401

1403/6/25

دكتر حسين غفوري

-

شيمي

در راستاي كاهش آلاينده¬هاي گوگردي حاصل از سوختن سوخت¬ها نانوكامپوزيت مغناطيسي بر پايه¬ي مكسين (Ni3C@Fe3O4@EDTA@WO3) با به كارگيري رويكرد سنتزي آسان سنتز شد. در اين پژوهش ابتدا نانوصفحات مكسين دوبعدي Ni3C سنتزشده، با استفاده از روشي ساده و به صورت درجا مغناطيسي شد. سپس با استفاده از تركيب آلي اتيلن دي آمين تترا استيك اسيد عامل‌دار و در نهايت WO3 بر روي بستر مورد نظر تثبيت شد. ويژگي‌هاي گوناگون اين نانوكامپوزيت مغناطيسي مانند گروه‌هاي عاملي، تركيب عنصري، مورفولوژي سطح، خاصيت مغناطيسي و پايداري حرارتي آن با استفاده از آناليز‌هايي همچون FT-IR، EDS، XRD، FE-SEM، VSM و TGA شناسايي شد. در نهايت، خاصيت كاتاليزوري نانوكامپوزيت مكسين مغناطيسي سنتز شده در واكنش سولفورزدايي اكسايشي از سوخت مدل و واقعي در حضور اكسنده¬ي هيدروژن پراكسيد و فرميك اسيد، مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج بدست آمده از طيف سنجي UV-Vis، راندمان تبديل ¬بنزوتيوفن و دي بنزوتيوفن در سوخت مدل حاوي اين تركيبات و n-هپتان به ترتيب 81/73 و 100درصد، همچنين راندمان تبديل بنزوتيوفن و دي¬بنزوتيوفن در سوخت واقعي (بنزين) به ترتيب 02/84 و 13/72 درصد و در نهايت راندمان تبديل بنزوتيوفن و دي¬بنزوتيوفن در سوخت واقعي به همراه بنزوتيوفن و دي بنزوتيوفن اضافه شده به ترتيب 67/66 و 100درصد بدست آمد. فعاليت عالي در واكنش سولفورزدايي اكسايشي -كاتاليزوري از سوخت مدل و واقعي ، جداسازي راحت نانوكامپوزيت ، پايداري حرارتي بالا، سنتز آسان و قابليت استفاده مجدد تا پنج بار بدون از دست دادن درصد قابل توجهي از راندمان محصول، اين نانوكامپوزيت را به يك كاتاليزگر عالي براي واكنش سولفورزدايي اكسايشي از سوخت تبديل كرده است. بايد به اين نكته توجه داشت كه با تغييرات در ساختار اين نانوكامپوزيت مغناطيسي مي¬توان راندمان تبديل بنزوتيوفن، دي بنزوتيوفن و مابقي تركيبات گوگردي را در سوخت مدل و واقعي افزايش داد. همچنين با اعمال تغييرات مي¬توان دماي بهينه¬ي واكنش را كاهش داد و در دماي محيط راندمان بالايي به دست آورد.

1403/06/28

Synthesis and identification of magnetic nanocatalyst Ni3C@Fe3O4@EDTA@WO3 and its use in the desulfurization process of model fuel

9/15/2025 12:00:00 AM

In order to reduce the sulfur pollutants resulting from the burning of fuels, Maxine-based magnetic nanocomposite (Ni3C@Fe3O4@EDTA@WO3) was synthesized by using an easy synthetic approach. In this research, two-dimensional Maxine Ni3C nanosheets were synthesized using a simple method and magnetized in situ. Then it was stabilized on the desired substrate by using the organic compound of ethylene diamine tetraacetic acid and finally WO3. Various characteristics of this magnetic nanocomposite such as functional groups, elemental composition, surface morphology, magnetic properties and thermal stability were identified using analyzes such as FT-IR, EDS, XRD, FE-SEM, VSM and TGA. Finally, the catalytic property of the synthesized magnetic maxin nanocomposite was studied in the oxidative desulfurization reaction of model and real fuel in the presence of hydrogen peroxide and formic acid. Based on the results obtained from UV-Vis spectroscopy, the conversion efficiency of benzothiophene and dibenzothiophene in model fuel containing these compounds and n-heptane is 73.81 and 100%, respectively, as well as the conversion efficiency of benzothiophene and dibenzothiophene in real fuel (gasoline). respectively, 84.02 and 72.13% and finally, the conversion efficiency of benzothiophene and dibenzothiophene in real fuel with added benzothiophene and dibenzothiophene was obtained as 66.67 and 100%, respectively. Excellent activity in the oxidative-catalytic desulfurization reaction of model and real fuel, easy separation of nanocomposite, high thermal stability, easy synthesis and reusability up to five times without losing a significant percentage of product efficiency make this nanocomposite an excellent catalyst for Oxidative desulfurization reaction of the fuel. It should be noted that with changes in the structure of this magnetic nanocomposite, the conversion efficiency of benzothiophene, dibenzothiophene and other sulfur compounds in model and real fuel can be increased. Also, by applying changes, the optimal reaction temperature can be reduced and high efficiency can be obtained at ambient temperature.

مكسين Ni3C , سولفورزدايي اكسايشي , دي بنزوتيوفن , هيدروژن پراكسيد , سوخت مدل

MXene Ni3C , Oxidative desulfurization , Dibenzothiophene , Hydrogen peroxide , Model fuel

maryam mohammadhasanzadeh

hossein ghafuri