25834

تهيه و شناسايي ارگانو سيليكاهاي متناوب جديد با استفاده از 5،3،1-تريس (2-هيدروكسي اتيل) ايزوسيانورات و كاربرد آنها در واكنش¬هاي اكسايشي-كاهشي، تراكمي و جذب گاز CO2

دكتري

شيمي آلي

1400

1400/06/30

دكتر محمد قربان دكامين

دكتر محمد رضا نعيمي جمال - دكتر اسماعيل دوستخواه

شيمي

در سالهاي اخير ساختارهاي ارگانوسيليكاهاي متناوب با توجه به ويژگي¬هاي منحصر بفرد ساختاري و عملكردي مورد توجه قرار گرفته است در اين مطالعه نيز سنتز يك ساختار ارگانوسيليكاي متناوب با استفاده از يك لينكر جديد مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور ابتدا با استفاده از تركيب 5،3،1- تريس (2-هيدروكسي اتيل) ايزوسيانورات (THEIC) يك لينكر جديد در شرايط بدون حلال سنتز شد و با استفاده از ابزارهاي شناسايي مانند 1H-NMR ، 13C-NMR ، MAS ، FT-IR ساختار آن مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه با استفاده از لينكر ايزوسيانوراتي سنتز شده و كوپليمر P123 ساختار ارگانوسيليكاي متناوب PMO-THEIC با مساحت سطح بالا (m2.g−1 690) سنتز شد و ساختار آن توسط BET، XRD، Solid state NMR شناسايي شد. در بخشي از اين پروژه ساختار مزومتخلخل سنتز شده (PMO-THEIC) به عنوان جاذب براي جذب گاز كربن دي اكسيد مورد بررسي قرار گرفت و با توجه حضور گروه¬هاي عاملي كاربامات در ساختار PMO، جذب سطحي بالايي در مقايسه با ساختار SBA-15 (بيش از 2 برابر) مشاهده شد و براي بررسي بهتر برهم كنش ايجاد شده بين بستر و مولكول CO2، از ابزار DFT استفاده شد و ساختار بهينه و نحوه برهمكنش بين مولكولي بررسي شد. همچنين به منظور بررسي اثر كاتاليزوري PMO-THEIC ، فلز پالاديم بر روي بستر PMO-THEIC تثبيت شد و در واكنش احياي نيترو بنزن مورد استفاده قرار گرفت كه اين واكنش در بازه زماني 20 دقيقه در حضور كاتاليزگر Pd@PMO-THEIC و احياگر سديم بوروهيدريد انجام شد. در بخش ديگري از اين مطالعه يون مس بر روي ساختار PMO-THEIC تثبيت شد و واكنش اكسايش بنزيل الكل در حضور هيدروژن پراكسيد انجام شد و شرايط بهينه واكنش و همچنين استفاده مجدد از كاتاليزور تا 5 مرتبه مورد بررسي قرار گرفت.

1400/10/11

Preparation and Characterization of PMO using 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate linker and its Applications in Oxidation and reduction Reactions, CO2 capture

9/21/2022 12:00:00 AM

In recent years, the synthesis of alternative organosilicas has been considered due to their unique structural and functional properties. This study investigates the synthesis of an alternative organosilica structure using a new linker. For the first step, 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC) compound was used to synthesize a new organosiloxane bridge in solvent-free conditions. Then, its structure was examined approved using spectral analyses including 1H-NMR, 13C-NMR, mass spectroscopy (MAS), and FT-IR spectroscopy. Afterwards, a mesoporous organosilica with the obtained organosiloxane bridge (PMO-THEIC) with a high surface area (690 m2 g-1) was synthesized using a soft-template approach, P123 copolymer, and characterized by BET, XRD, Solid-state NMR identified its structure. This project investigated the application of PMO-THEIC as an adsorbent for carbon dioxide capture. And due to the presence of carbamate functional groups in the PMO structure, higher adsorption than the corresponding mesoporous silica SBA-15 structure (< 2 times) was observed. Also, further investigating the interaction between the substrate and CO2 molecules, the density functional theory (DFT) was used, and the optimal structure and interaction model between the molecules were investigated. Further, to investigate the catalytic effect of PMO-THEIC, Pd was stabilized on PMO-THEIC substrate and used in nitrobenzene reduction reaction, which was performed for 20 minutes in the presence of Pd @ PMO-THEIC catalyst and sodium borohydride reductant. In another part of this thesis, the catalytic activity of Cu2+-supported PMO-THEIC in the oxidation of benzyl alcohol with hydrogen peroxide was performed, and the optimal reaction conditions and the reuse of the up to 5 times were developed for the proposed catalyst.

ارگانو سيليكاي متخلخل⸲ نانو كاتاليزور متخلخل ناهمگن⸲ واكنش¬هاي اكساش و كاهش⸲ جذب گاز CO2

Porous organosilica, heterogeneous porous nanocatalyst, oxidation- reduction reactions، adsorption of CO2 gas