16382

16382

سنتز، شناسايي و بررسي ويژگي كاتاليزگري چارچوب هاي فلز آلي (MOFs) بر پايه نيكل و كبالت با مشتقات ليگاند هاي كربوكسيلاتي

كارشناسي ارشد

نانو

شهريورماه 1395

دكتر فرانك منطقي

شيمي

چكيده در اين پژوهش، يك چارچوب فلز آلي Co/Ni-MOF و نيز كامپوزيت آن با اكسيد مخلوط فلزي BiFeO3 سنتز شده است. در چارچوب فلز آلي سنتز شده فلزهاي مركزي و اتصال دهنده هاي مورد استفاده به ترتيب فلزهاي كبالت و نيكل و ليگاند هاي ترفتاليك اسيد و پيرازين بوده است. از آنجا كه يكي از معايب اصلي چارچوب هاي فلز آلي پايداري حرارتي و رطوبتي كم آن ها مي باشد، اين مشكل با استفاده از مخلوط فلزات پايدار كبالت و نيكل تا حد زيادي برطرف گرديده است و همچنين دليل اصلي ديگر استفاده از اين فلزها عملي كردن اهداف كاربردي پروژه بوده است. يكي از اهداف در اين تحقيق، استفاده از اين چارچوب فلز آلي بر پايه ي كبالت و نيكل به عنوان كاتاليزگر در واكنش سنتز ايميدازول هاي سه استخلافي در شرايط سبز بدون حلال بوده است. دارا بودن مساحت سطح m2/g1054، وجود حفره هاي گزينش پذير براي انجام واكنش و همچنين وجود اوربيتال هاي خالي و يا مكان هاي سير نشده در فلزات مركزي كبالت و نيكل كه توانايي كوئوردينه شدن با پيش ماده ها را دارند، باعث شده است تا با اين چارچوب فلز آلي واكنش سنتز ايميدازول ها با بازده 95 درصد صورت پذيرد. با توجه به اين كه MOF ها اين ظرفيت و پتانسيل را دارند كه با ساير تركيبات نظير اكسيد هاي فلزي به صورت كامپوزيت در آيند، در اين پژوهش كامپوزيت اكسيد مخلوط فلزي BiFeO3 با MOF سنتز شد و از خاصيت فوتوكاتاليزگري آن براي تخريب رنگدانه آبي متيلن و ويژگي كاتاليزگري اش براي اكسايش الكل هاي نوع اول و دوم به آلدهيد هاي متناظر مورد استفاده و بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي خاصيت فوتوكاتاليزگري و كاتاليزگري كامپوزيت MOF/BiFeO3 بازده تخريب و درصد تبديل 98 و99 درصد را به ترتيب نشان داده است. MOF بر پايه كبالت و نيكل و همچنين كامپوزيت MOF/BiFeO3 به روش هاي FT-IR، TGA/DTA، BET، FESEM، PXRD ، EDX، TEM، DRS شناسايي شدند. واژه‌هاي كليدي : چارچوب هاي فلز آلي، كبالت، نيكل، كامپوزيت، MOF/BiFeO3.

1395/11/03

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In this project, a metal-organic framework based on cobalt an​d nickel noted as Co/Ni-MOF an​d its composite with BiFeO3 have been successfully synthesized. In the synthesized metal-organic framework metal nodes an​d linkers are nickel, cobalt an​d terephtalic acid an​d pyrazine, respectively. In the synthesized metal-organic framework metal centers an​d used connectors were cobalt an​d nickel metals an​d terephtalic acid an​d pyrazine ligands, respectively. Since the one of the major drawbacks of metal-organic frameworks is their low thermal an​d moisture stability, this problem somehow have been solved with the aid of mixed stable cobalt an​d nickel metals. Another reason for using of this MOF is that they fulfill the practical goals. One of the goals in this research is the use of this metal-organic framework as a catalyst for the synthesis of substituted imidazoles under mild solvent-free conditions. High surface area up to 1054 m2/g, selective pores an​d empty orbitals o​r unsaturated metal nodes that can easily coordinate with the substrates, are driving force for the imidazoles synthesis. Given that MOFs can be brought in the composite form with the other compounds such as metal-oxides. In this research, a mixed metal-oxide noted as BiFeO3 with the MOF have been synthesized. Its photocatalytic an​d catalytic application have been investigated. According to the Obtained results of photocatalytic an​d catalytic activities that have been shown the 98 an​d 99 percent of conversion, respectively. MOF based on cobalt an​d nickel an​d its composite noted as MOF/BiFeO3 have been characterized with the FT-IR, TGA/DTA, BET, FESEM, PXRD, EDX,TEM an​d DRS characterization techniques. Keywords: Metal-Organic framework, cobalt, nickel, composite, MOF/BiFeO3