-
شماره ركورد
31885
-
پديد آورنده
فروغ بكائي
-
عنوان
طراحي، سنتز و بررسي عملكرد فوتوكاتاليزوري چارچوبهاي فلز-آلي (MOFs) با گرههاي دو فلزي بر پايه ليگاندهاي منگنز پورفيرين
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
شيمي - شيمي معدني
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
26/08/1403
-
استاد راهنما
دكتر رحمت اله رحيمي و دكتر وحبوبه رباني
-
استاد مشاور
ندارم
-
دانشكده
شيمي
-
چكيده
اين تحقيق به بررسي سنتز و عملكرد فوتوكاتاليزوري چارچوبهاي فلز-آلي مخلوط دو فلزي MM-MOFs)) و مقايسه آنها با همتايان تك فلزي، بر اساس ليگاندهاي پورفيريني و متالوپورفيريني براي تبديل 1، 5- دي هيدروكسي نفتالن به جاگلون ميپردازد. اين تبديل قابل توجه است زيرا يك ماده سمي به يك ماده زيست سازگار و طبيعي تبديل ميشود كه به عنوان يك بلوك ساختاري مهم در سنتز آنتراكينونها عمل ميكند. چارچوبهاي فلز-آلي مخلوط دو فلزي نسبت به همتايان تك فلزي خود خواص بهبود يافتهاي نشان دادهاند. در اين تحقيق، جايگزيني يونهاي فلزي دوم در گرههاي معدني به سيستم دو فلزي اجازه ميدهد تا با ايجاد اثرات همافزايي، فعاليت فوتوكاتاليزوري را افزايش دهد. MM-MOFs كه در آنها از اتصال دهندههاي آلي چند منظوره (مانند پورفيرينها) استفاده ميشود، عملكرد بهتري در مقايسه با اتصال دهندهاي تك عاملي از خود نشان ميدهند. همچنين مشخص شد كه ليگاند پورفيريني منگنزدار شده ميتواند همافزايي بين گرههاي فلزي را در ساختار بالاتر برده و باعث افزايش پايداري و بهبود قابليتهاي عملكردي ساختار شود. اين ساختارها در حال توسعه هستند و اطلاعات درباره چنين ساختارهايي بسيار محدود است. واكنشهاي فوتوكاتاليزوري با استفاده از نسبتهاي مولي مختلف كبالت/ نيكل و كبالت/ روي بهعنوان گرههاي فلزي و پورفيرين (TCPP) و متالوپورفيرين (Mn-TCPP) بهعنوان اتصال دهنده، انجام شد. بالاترين بازده فوتوكاتاليزوري براي MM-MOFs با ليگاند پورفيريني حاوي منگنز و گرههاي فلزي روي/كبالت با نسبت 1:3 (Zn75%/Co25% TCPP-Mn)، %72 و با گرههاي نيكل/كبالت با نسبت 1:1 (Ni50%/Co50% TCPP-Mn)، %69 بهدست آمد. فوتوكاتاليزورهاي سنتز شده، با روشهاي مختلف شناسايي گرديد. افزون بر اين، عوامل مختلف موثر بر فرآيند فوتوكاتاليزوري، از جمله حلال، اكسنده، منبع نور، مقدار فوتوكاتاليزور و زمان واكنش بهينه شدند. در ادامه، قابليت استفاده مجدد اين فوتوكاتاليزورها بررسي شد و نتايج اميدواركنندهاي حاصل گرديد. نتايج اين مطالعه، پتانسيل نوآورانه چارچوبهاي فلز-آلي را كه از اختلاط فلزات و استفاده از اتصال دهندهاي پورفيريني فلزدار شده بهعنوان فوتوكاتاليزورهاي كارآمد براي تبديل 1، 5- دي هيدروكسي نفتالن به جاگلون براي دستيابي به خواص عملكردي بهتر اين تركيبات در زمينه فعاليتهاي فوتوكاتاليزوري نشان ميدهد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/10/17
-
عنوان به انگليسي
Design, synthesis, and investigation of photocatalytic performance of metal-organic frameworks (MOFs) with bimetallic nodes based on manganese porphyrin ligands
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فروغ بكائي
-
چكيده به لاتين
This research focuses on the synthesis and photocatalytic performance evaluation of mixed-metal-organic frameworks (MM-MOFs) and their comparison with monometallic counterparts, based on porphyrin and metalloporphyrin ligands, for the conversion of 1,5-dihydroxy naphthalene (DHN) to Juglone. This transformation is significant as it converts a toxic substance into a biocompatible and natural compound, which serves as an important building block in the synthesis of anthraquinones. MM-MOFs exhibit improved properties compared to their monometallic counterparts. In this study, the incorporation of secondary metal ions into the mineral nodes of the bimetallic system allows for synergistic effects, enhancing the photocatalytic activity. MM-MOFs utilizing versatile multi-functional organic linkers such as porphyrins demonstrate superior performance compared to single-functional linkers. Furthermore, it was found that manganese-substituted porphyrin ligands can enhance the synergistic interactions between metal nodes, leading to increased stability and improved functional properties of the structure. These structures are still under development, and limited information is available on such frameworks. Photocatalytic reactions were performed using different molar ratios of Cobalt/Nickel and Cobalt/Zinc as metal nodes, along with porphyrin (TCPP) and metalloporphyrin (Mn-TCPP) as linkers. The highest photocatalytic efficiency for MM-MOFs was achieved with a 1:3 ratio of zinc/cobalt nodes and a manganese-containing porphyrin ligand (Zn75%/Co25% TCPP-Mn), reaching 72%, and with a 1:1 ratio of nickel/cobalt nodes and a manganese-containing porphyrin ligand (Ni50%/Co50% TCPP-Mn), reaching 69%. The synthesized photocatalysts were characterized using various identification techniques. Additionally, various factors affecting the photocatalytic process, including solvent, oxidant, light source, photocatalyst amount, and reaction time, were optimized. In addition, quenching experiments were conducted to determine the photocatalytic mechanism. Furthermore, the reusability of these photocatalysts was investigated, yielding promising results. The results of this study demonstrate the innovative potential of metal-organic frameworks, which utilize metal mixing and employ metal-containing porphyrin linkers as efficient photocatalysts for the conversion of DHN to Juglone, aiming to achieve enhanced functional properties of these compounds in the field of photocatalytic activities.
-
كليدواژه هاي فارسي
چارچوبهاي فلز-آلي مخلوط دو فلزي، فوتوكاتاليزور، اثر همافزايي، ليگاند پورفيريني، جاگلون.
-
كليدواژه هاي لاتين
Mixed-Metal-Organic Frameworks, photocatalysis, synergistic effects, porphyrin ligand, Juglone.
-
Author
Forough Bokaei
-
SuperVisor
Prof. Rahmatollah Rahimi Dr. Mahboubeh Rabbani
-
لينک به اين مدرک :