25583

سنتز و شناسايي دكسترين اصلاح شده با گرافن اكسايد و بررسي كاربردهاي كاتاليستي آن در واكنش چند جزئي و حذف آلاينده هاي زيست-محيطي

كارشناسي ارشد

شيمي- نانوشيمي

1398

1400/6/23

علي ملكي

شيمي

در كار حاضر، نانوكامپوزيت دكسترين اصلاح شده با گرافن اكسايد به عنوان يك نانوكامپوزيت پليمري متشكل از ماتريس پليمري دكسترين و نانوفيلر گرافن اكسايد طي سه مرحله تهيه شد. به اين منظور، ابتدا پليمر طبيعي دكسترين با استفاده از واكنشگر 3- آمينوپروپيل تري اتوكسي سيلان (APTES) عامل¬دار شد، سپس گرافن اكسايد از گرافيت طي واكنش اكسيداسيون طبق روش هامر تهيه شد و در گام سوم با استفاده از اپي كلروهيدرين فعال شده و با دكسترين عامل داره شده وارد واكنش شد. نانوكامپوزيتتهيه شده با استفاده از روشهاي مرسوم شامل طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR)، آناليز تفرق پرتو ايكس (EDX)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، پراش پرتو ايكس (XRD)، آناليز توزين حرارتي (TGA)و ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) شناسايي شد. با توجه به ويژگي هاي قابل توجه اين نانوكامپوزيت(كه برآمده از ويژگي هاي ماتريس پليمري و نانون فيلر گرافن اكسيد است) مانند سطح ويژه بالا، پايداري بالا، داشتن تعدادقابل توجهي گروه هاي عاملي واكنش پذيرو زيست سازگاري بالا، كاربرد آن در دو زمينه مختلف مورد بررسي قرار گرفت; اول به عنوان جاذب آلاينده هاي زيست محيطي شامل سم كلروپيريفوس و رنگ قرمز كنگو از محلول هاي آبي و دوم به عنوان ارگانوكاتاليزور ناهمگن براي سنتز مشتقات پيرازولوپيريدين از طريقواكنش چندجزِئي تك ظرف. اثر فاكتورهاي مختلف ماندد اسيديته، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت اوليه آلاينده مورد بررسي روي ظرفيت جذب نانوكامپوزيتمورد برسي قرار گرفت. مطالعات ترموديناميكي و سينيتيكي نشان داد كه داده هايا آزمايش هاي جذب با ايزوترم فروندليچ مطابقت بيشتري داشته و حداكثر ظرفيت جذب سم كلروپيريفوس و رنگ قرمز كنگو به ترتيب mg.g-1582.2 و mg.g-1557.74 محاسبه شد. داده هاي سينتيك از مدل شبه درجه دوم پيروي ميكنند. همچنين نانوكامپوزيت توانايي كاتاليزوري بالايي را براي سنتزمشتفات گوناگوني از مشتقات پيرازولوپيريدين در شرايط ملايم ، در مدت زمان نسبتا كوتاهي(15-35 دقيقه) و بازده بالا محصولات بدون نياز به روش هاي خالص سازي پيچيده از خود نشان داد.

1400/09/11

Synthesis and characterization of graphene oxide – modified dextrin nanocomposite and investigation its application as catalyst in multicomponent reaction and adsorbent for removal of environmental pollutants

9/14/2022 12:00:00 AM

In this study, a Graphene oxide (GO) modified dextrin nanocomposite was fabricated in main three steps as polymer nanocomposite consists of dextrin as polymeric matrix and GO as nanofiller. In this regard, dextrin functionalized with 3-minopropyltriethoxysilane (APTES). Next GO was prepared by hummer method, then in third step it was activated by pichlorohydrin (ECH) and reacted with APTES@dextrin. The prepared nanocomposite was well characterization by different techniques such as FT-IR, EDX, SEM, XRD, TGA, and AFM. Due to the remarkable properties of this nanocomposite (which is originated from the properties of polymer matrix and nanoparticles of graphene oxide) such as high surface area, high stability, possessing a great number of reactive functional groups and high biocompatibility, its application in two different fields was investigated; the first as an adsorbent of environmental pollutants including chlorpyrifos pesticide and Congo red dye from aqueous solutions and the second as a heterogeneous organocatalyst for the synthesis of pyrazolopyridine derivatives via one-pot multicomponent reaction (MCR). The result showed that this polymer nanocomposite can effectively absorb the desired pollutants from aqueous solution, and the influence of the pH of the solution, adsorbent dosage, contact time, initial concentration of pollutants on adsorption capacity was evaluated. The Isotherm and kinetic studies revealed that the experimental adsorption data described well by the Langmuir isotherm model and the maximum adsorption capacity (Qmax) of prepared the sorbent for chlorpyrifos and Congo red was found 582.2 and 557.74mg/g, respectively. The adsorption kinetic data were well fitted by the pseudo-second-order model for both contaminants. The prepared nanocomposite exhibited excellent catalytic activity in the synthesis of dihydropyrano[2,3-c]pyrazole derivatives with mild reaction conditions, relatively short reaction condition (15-35 min) and high yields products(90-98) without complicated purification procedure.