شماره ركورد
33311
پديد آورنده
ثنا اسعد
عنوان
بررسي سنتز وشناسايي نانوكاتاليزگر پلي اكسومتالات اصلاح شده بر روي بستر UiO-66 و ارزيابي عملكرد آن در گوگردزدايي اكسايشي از سوخت مدل
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي آلي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/11/30
استاد راهنما
جناب آقاي دكتر حسين غفوري
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
شيمي
چكيده
آلودگي ناشي از تركيبات گوگردي در سوختهاي فسيلي يكي از چالشهاي جدي زيستمحيطي است كه منجر به انتشار گوگرد دياكسيد (SO₂) و تشديد بيماريهاي تنفسي و قلبي ميشود. در اين راستا، روش گوگردزدايي اكسايشي كاتاليزوري (CODS) به دليل كارايي بالا و شرايط عملياتي ملايم، مورد توجه قرار گرفته است. در اين روش، پلياكسومتالاتها بهعنوان يكي از مؤثرترين كاتاليزورها شناخته ميشوند، اما مساحت سطح پايين و محلولپذيري آنها، كاراييشان را محدود ميكند. براي بهبود اين ويژگيها، تركيب پلياكسومتالاتها با بسترهاي چهارچوب آلي-فلزي (MOFs) مانند UiO-66 روشي كارآمد محسوب ميشود. در اين پژوهش، نانوكاتاليزگر پلياكسومتالات اصلاحشده بر بستر UiO-66 سنتز و عملكرد آن در حذف تركيبات گوگردي تيوفن (TH)، بنزوتيوفن (BT)، ديبنزوتيوفن (DBT) از سوخت مدل و واقعي بررسي شد. ساختار نانوكامپوزيت با تكنيكهاي FT-IR ، XRD ، EDS ، Mapping، FE-SEM و BET مورد بررسي قرار گرفت. ارزيابي عملكرد كاتاليزور نشان داد كه مقدار 08/0 گرم از آن در دماي °C 40 و طي 30 دقيقه، در حضور 5/1 ميليليتر اكسنده (H₂O₂/HCO₂H) با نسبت 1:1، توانست 97% گوگرد را از سوخت مدل با غلظت ppm1000 از ديبنزوتيوفن حذف كند. همچنين، راندمان حذف تركيبات گوگردي به ترتيب DBT > BT > TH بود. ويژگي برجسته اين كاتاليزور، قابليت بازيابي و استفاده مجدد در پنج چرخه متوالي بدون كاهش عملكرد است. اين پژوهش، راهكاري مؤثر و پايدار براي كاهش آلودگيهاي ناشي از تركيبات گوگردي و بهبود كيفيت سوختهاي فسيلي ارائه ميدهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/02/06
عنوان به انگليسي
Synthesis and Characterization of a Modified Polyoxometalate Nanocatalyst Supported on UiO-66 and Its Performance evaluation in Oxidative Desulfurization of Model Fuels
تاريخ بهره برداري
2/18/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ثنا اسعد
چكيده به لاتين
Sulfur-containing compounds in fossil fuels pose a significant environmental challenge and a serious threat to public health worldwide. The combustion of these compounds releases sulfur dioxide (SO₂), which exacerbates respiratory and cardiovascular diseases, increasing the risk of premature mortality. According to the World Health Organization, over 7 million people worldwide die annually due to air pollution, with a significant portion attributed to sulfur-containing pollutants. Consequently, reducing sulfur compounds in fuels has become a critical necessity, attracting global scientific attention.
Among various desulfurization methods, Catalytic Oxidative Desulfurization (CODS) has gained prominence due to its high efficiency, mild operational conditions, and environmental compatibility. Catalysts such as heteropoly anions, metal oxides, and metal nanoparticles have been widely employed in this process. Among these, polyoxometalates (POMs) have emerged as highly effective catalysts. However, their limited surface area and high solubility present significant challenges. To overcome these drawbacks, POMs are often immobilized on various supports, including metal-organic frameworks (MOFs), to enhance their surface area, stability, and catalytic efficiency in oxidative desulfurization.
In this study, a modified polyoxometalate-based nanocatalyst immobilized on UiO-66 was synthesized and evaluated for oxidative desulfurization (ODS) of both real and model fuels, targeting the removal of thiophene (TH), benzothiophene (BT), and dibenzothiophene (DBT). The final nanocomposite structure was characterized using FT-IR, XRD, EDS, Mapping, FE-SEM, and BET analyses, confirming its successful synthesis and structural integrity.
The catalytic performance of the synthesized material was assessed under optimal conditions, where 0.08 g of the catalyst at 40°C, in 30 minutes, and in the presence of 1.5 mL of oxidant with a 1:1 molar ratio (H₂O₂/HCO₂H) achieved 97% desulfurization efficiency for DBT at 1000 ppm concentration in the model fuel.
Performance evaluation demonstrated that the catalyst followed the efficiency order of DBT > BT > TH in sulfur removal. Additionally, the catalyst exhibited remarkable reusability, maintaining high efficiency over five consecutive cycles without significant loss of activity.
Due to its environmental compatibility and high efficiency, this approach represents a promising and sustainable strategy for the removal of sulfur contaminants from fuels. This research contributes to developing innovative solutions for mitigating sulfur-related environmental pollution and enhancing the quality of fossil fuels.
كليدواژه هاي فارسي
گوگردزدايي اكسايشي كاتاليزوري , آلودگي زيست محيطي , سوختهاي فسيلي , پلياكسومتالات نوع كگين , سوخت مايع , UiO-66 , آلايندههاي گوگردي
كليدواژه هاي لاتين
Catalytic Oxidative Desulfurization , Environmental Pollution , Fossil Fuels , Keggin-type Polyoxometalate , Liquid Fuel , UiO-66 , Sulfur Contaminants
Author
sana asaad
SuperVisor
dr. hossein ghafuri