23395

بررسي اثر اصلاح‌ پسا‌سنتزي كووالانسي در چارچوب‌هاي فلز-آلي نانو متخلخل داراي گروه عاملي آميني بر بهبود كارايي كاتاليزوري واكنش‌هاي اكسايش

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1397

1399/11/14

دكتر وحيد صفري فرد

دكتر مرتضي البرزي مرادي

شيمي

فرايند‌ اكسايش به روش كاتاليزوري به اين دليل كه نسبت به هيدروژن‌دار ¬شدن، در صنعت رشد چنداني نداشته است حائز اهميت مي¬باشد. در اين پژوهش، مطالعاتي بر روي اكسايش پيوند كربن- هيدروژن بنزيلي انجام شد و تاثير كاتاليزور‌هايي بر پايه چارچوب هاي فلز-آلي حاوي‌ هالوژن مورد بررسي قرار گرفت. در سال‌هاي اخير توجه زيادي بر‌ روي چارچوب‌هاي فلز-آلي يا هيبريد‌هاي آلي-معدني انجام شده است. مشخصه‌ي متمايزMOF (Metal-Organic Framework) ‌ها بر ديگر طبقه مواد متخلخل، مساحت سطح بالاي اين تركيبات مي‌باشد كه اين امر، اين تركيبات را براي فعاليت‌هاي كاتاليزوري متمايز مي‌كند. چارچوب فلز-آلي، آرايه¬اي از مراكز فلزي است كه ليگاند‌ها به صورت پل بين مراكز فلزي قرار گرفتند. عامل كاتاليزوري در جز آلي يا معدني مي¬تواند به كار برده¬ شود؛ كه اين امر از طريق سنتز مستقيم چارچوب يا به وسيله اصلاح پسا‌سنتز صورت مي¬گيرد. در سال 2007، گزارش‌هايي مبني بر كاربرد اصلاح پساسنتزي به عنوان ابزاري براي تغيير شيميايي MOF‌ ها پديدار شد. بسياري از اين گزارش‌ها روي يكي از چارچوب‌هاي داراي گروه آمين تمركز كرده بودند. در اين پژوهش از چارچوب فلز-آلي بر پايه فلز زيركونيوم، با نام MIP-202 استفاده شد. اين ساختار داراي گروه آميني در قسمت ليگاند خود مي¬باشد. اين پليمر كئورديناسيوني متخلخل، با دارا بودن اتم كلر در حفرات خود تحت يك شبكه پيوند هيدروژني، گزينه¬ي مناسبي جهت استفاده از اين تركيب به عنوان يك كاتاليزور نا‌همگن غير‌فلزي را فراهم مي‌كند. به منظور بهبود خواص كاتاليزوري، با استفاده از روش اصلاح پساسنتزي كلر موجود در ساختار، با هالوژن هاي ديگر مانند يد و برم جايگزين گرديد. در نهايت تاثير اين كاتاليزور‌ها بر پايه سايت فعال كلر، برم و يد به منظور پيش¬برد واكنش اكسايش الكل‌ها مورد ارزيابي قرار‌ گرفت. براي بررسي ساختار و بررسي پيشرفت واكنش‌ها از روش¬هاي طيف‌سنجي زير قرمز، فلورسانس پرتو ايكس، طيف سنج پراش پرتو ايكس، تصوير برداري الكتروني روبشي و كروماتوگرافي گازي استفاده شد.

1400/01/30

Evaluation of the effect of covalent post-synthetic modification in nano-porous amine-functionalized metal-organic framework on improving the catalytic efficiency of oxidation reactions

2/3/2022 12:00:00 AM

The catalytic oxidation process is important because it has not grown much in the industry compared to hydrogenation. In this study, studies were performed on the oxidation of the carbon-hydrogen bond of benzyl group and the effect of halogen-based catalysts was investigated. In recent years, much attention has been paid to metal-organic frameworks or organic-inorganic hybrids. A distinctive feature of MOFs (Metal-Organic Framework) over other classes of porous materials is the high surface area of these compounds, which distinguishes these compounds for catalytic activities. The metal-organic framework is an array of metal centers in which the ligands act as bridges between the metal centers. A catalytic agent can be used in the organic or inorganic component; This is done through direct synthesis of the framework or by post-synthesis modification. In 2007, there were reports of the use of post-synthetic modification as a tool for chemical modification of MOFs. Many of these reports focused on one of the frameworks with the amine group. In this research, a zirconium metal-based metal-organic framework called MIP-202 was used. This structure has an amine group in its ligand. This porous coordination polymer, having chloride atoms in its cavities under a hydrogen bonding network, provides a suitable option for using this compound as a non-metallic heterogeneous catalyst. In order to improve the catalytic properties, by post-synthetic modification, we replaced the chloride in the structure with other halogens, such as iodide and bromide. Finally, the effect of these catalysts on the active site of chloride, bromine and iodide was evaluated to promote the oxidation reaction of alcohols. Infrared spectroscopy, X-ray fluorescence, X-ray diffraction spectroscopy, scanning electron imaging and gas chromatography were used to study the structure and progression of the reactions.

چارچوب فلز-آلي , اصلاح پساسنتزي , كاتاليزور ناهمگن , اكسايش پيوند كربن- هيدروژن

Metal- Organic Framework , Postsynthetic correction , Heterogeneous catalyst , Oxidation of carbon-hydrogen