25599

تهيه ي چارچوب فلز-آلي نانو حفره 67-Pt@ZIF به كمك آسياب گلوله اي و كاربرد آن در احياي نيتروفنل

كارشناسي ارشد

شيمي- نانوشيمي

1398

1400/8/26

محمدرضا نعيمي جمال

شيمي

توسعه سريع صنعت، آلاينده هاي شيميايي مختلفي از جمله مواد زائد زيستي، سموم دفع آفات، مواد منفجره، آنتي بيوتيك و رنگ هاي آلي را به زندگي ما وارد كرده است كه براي محيط زيست و سلامت انسان مضر است. فاضلاب هاي تصفيه نشده صنعتي و كشاورزي حاوي فلزات سمي، سموم دفع آفات كشاورزي، ميكروب هاي بيماري زا، رنگ هاي آلي و غيره است. در ميان اين تركيبات، 4-نيتروفنل با سميت بالا مورد توجه ويژه قرار گرفته است زيرا در صنايع پزشكي، سموم دفع آفات و رنگ هاي مصنوعي به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرد؛ در حالي كه بر سلامت انسان تأثير مي گذارد. تصفيه 4-نيتروفنل در فاضلاب هاي صنعتي و كشاورزي به دليل اثرات سمي آن بر روي سيستم عصبي، احشاء، خون انسانها و حيوانات حائز اهميت است. در حال حاضر، از كاتاليزورهاي حاوي فلزات نجيب براي كاتاليزاسيون هيدروژناسيون 4-نيتروفنل استفاده شده است. كاهش كاتاليستي 4-نيتروفنل به 4-آمينوفنل (غير سمي) در حضور يك عامل كاهنده مانند سديم بورهيدريد و يك كاتاليزور مناسب انجام مي شود. نانوذرات فلز نجيب NPs)) مانند طلا، پلاتين، نقره و پالاديوم، به دليل پايداري برتر و نسبت سطح به حجم زياد، از گزينه هاي واجد شرايط هستند. چارچوب هاي زئوليتيك ايميدازول (ZIFs) نوعي توپولوژي جديد از زئوليت فلزي با كمپلكس يون هاي فلزي انتقالي با ليگاند ايميدازول است. چنين سازه اي داراي خصوصياتي مانند پايداري بالا و تخلخل زياد است كه معمولاً به عنوان قالب هاي سخت در تهيه مواد كربني استفاده مي شود. در اين تحقيق توانسته ايم با به كارگيري روش سنتز آسياب گلوله اي در زمان و فركانس معين، چارچوب فلز-آلي نانوحفره اي 67-ZIF را سنتز نماييم. سپس از طريق روش بارورسازي فلز پلاتين را در نانوحفرات اين ساختار بارور نموده و در نتيجه از تركيب سنتزي حاصل به عنوان كاتاليزور، در حضور عامل كاهنده سديم بور هيدريد، براي از بين بردن اثر سميت تركيب 4-نيتروفنل را در طي يك فرآيند كاهش كاتاليستي مورد استفاده قرار داده ايم. همچنين در ادامه به بررسي ميزان احياي تركيب سمي 4-نيتروفنل به وسيله ي روش مدل سازي پاسخ سطحي (RSM) در پنج سطح پرداخته و به نتايج خوب و قابل قبولي در اين زمينه دست يافتيم.

1400/09/14

Preparation of nanoporous metal-organic framework Pt@ZIF-67 with the help of ball mill and its application in nitrophenol reduction

11/17/2022 12:00:00 AM

The rapid development of industry has introduced various chemical pollutants into our lives, including bio waste, pesticides, explosives, antibiotics and organic dyes, which are harmful to the environment and human health. Untreated industrial and agricultural wastewater contains toxic metals, agricultural pesticides, pathogenic microbes, organic dyes and so on. Among these compounds, 4-nitrophenol with high toxicity has received special attention because in the medical industry, pesticides and synthetic dyes are widely used while affecting human health. Treatment of 4-nitrophenol in industrial and agricultural wastewater is immediate and significant due to the toxic effects of 4-nitrophenol on the nervous system, organs, blood of humans and animals. At present, noble metal catalysts have been used to catalyze the hydrogenation of 4-nitrophenol. Catalytic reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol (non-toxic) is performed in the presence of a reducing agent such as sodium borohydride and a suitable catalyst. Noble metal nanoparticles (NPs), such as gold, platinum, silver and palladium, are eligible options due to their superior stability and high surface-to-volume ratio. Zeolite-imidazole frameworks (ZIFs) are a new topology of metallic zeolite with complex ion transfer metal ions with imidazole ligand. Such a structure has properties such as high stability and high porosity, which are usually used as hard molds in the preparation of carbon materials. In this research, we have been able to synthesize the ZIF-67 nanoporous metal-organic framework by using the ball mill synthesis method at a certain time and frequency.Then fertilize platinum metal in the nanopores of this structure through fertilization method; As a result, we used the synthetic compound as a catalyst in the presence of sodium boron hydride reducing agent to eliminate the toxicity of 4-nitrophenol compounds during a catalytic reduction process. We also investigated the reduction of the toxic compound reduction of 4-nitrophenol by surface response modeling (RSM) method in five levels and achieved good and acceptable results in this field.