شماره ركورد
34254
پديد آورنده
مهدي جعفري
عنوان
تهيه نانوكامپوزيت چارچوب فلز-آلي MIL101(Cr) و نقاط كوانتومي گرافن و بررسي كاربرد زيست محيطي آن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/26
استاد راهنما
صادق رستم نيا
استاد مشاور
-
دانشكده
شيمي
چكيده
-نيتروفنل يكي از آلايندههاي آلي سمي و خطرناك به شمار ميرود كه وجود آن در محيطهاي آبي تهديدي جدي براي سلامت انسان و محيط زيست محسوب ميشود. از اين رو، توسعهي روشهاي كارآمد براي حذف و يا شناسايي آن از اهميت ويژهاي برخوردار است. در اين پاياننامه، نانوهمنهشت نوين N-GQD/Au@MIL-101(Cr) سنتز گرديد كه به دليل حضور گروههاي متنوع و فعال در سطح، ويژگيهاي كاتاليزگري برجستهاي از خود نشان داد. شناسايي و تأييد ساختار نانوهمنهشت سنتز شده توسط آناليزهاي مختلف از جمله XRD، FT-IR، SEM، TEM، TGA ،BET، PL و Uv-visانجام گرفت و همچنين عملكرد كاتاليزگري آن از طريق طيفسنجي UV-Vis مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل بيانگر تشكيل موفق و يكپارچهي نانوكامپوزيت بود. بررسي فرآيند كاهش 4-نيتروفنل از طريق تغيير ارتفاع پيك جذب در طول موج 400 نانومتر صورت گرفت و ثابت سرعت واكنش N-GQD/Au@MIL101(Cr) برابر 0.88min-1 محاسبه شد. درحاليكه براي نمونهي Au@MIL-101(Cr) مقدار ثابت سرعت0.26min-1 به دست آمد كه نشاندهندهي افزايش چشمگير فعاليت كاتاليزوري و انتقال الكتروني در حضور N-GQD ميباشد. افزون براين، بهمنظور توسعهي كاربردهاي نانوهمنهشت سنتز شده، از آن بهعنوان يك بستر نوين بعنوان حسگر الكتروشيميايي 4-نيتروفنل نيز استفاده گرديد. براي ارزيابي عملكرد حسگري، از تكنيكهاي ولتامتري چرخهاي(CV) ، امپدانس الكتروشيميايي (EIS)و ولتامتري پالسي تفاضلي (DPV)بهره گرفتهشد. نتايج بهدستآمده حاكي از حساسيت بالا و پاسخ سريع و مناسب اين نانوهمنهشت در شناسايي 4-نيتروفنل بودند كه بيانگر قابليتهاي ممتاز آن در حوزهي حسگرهاي الكتروشيميايي ميباشد. به طور كلي، يافتههاي اين پژوهش نشان ميدهد كه نانوكامپوزيت N-GQD/Au@MIL101(Cr)نه تنها در فرآيند هيدروژناسيون كاتاليزوري 4-نيتروفنل كارايي بالايي دارد، بلكه به عنوان يك مادهي چندمنظوره در توسعهي حسگرهاي الكتروشيميايي نيز ميتواند مورد توجه قرار گيرد. اين موضوع چشماندازهاي ارزشمندي را براي كاربردهاي زيستمحيطي و فناوري نانو فراهم ميسازد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/07
عنوان به انگليسي
Synthesis of MIL-101(Cr) Metal–Organic Framework/Graphene Quantum Dot Nanocomposite and Investigation of Its environmental Application
تاريخ بهره برداري
10/18/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي جعفري
چكيده به لاتين
Nitrophenol is a toxic and hazardous organic pollutant whose presence in aquatic environments poses a serious threat to both human health and the ecosystem. In this study, a novel nanocomposite, N-GQD/Au@MIL-101(Cr), was successfully synthesized and demonstrated outstanding catalytic properties owing to the presence of diverse and active surface functional groups. The structural and morphological characteristics of the synthesized nanocomposite were confirmed through various analytical techniques, including XRD, FT-IR, SEM, TEM, TGA, BET, PL, and UV–Vis spectroscopy, all of which verified the successful and uniform formation of the composite. The catalytic reduction of 4-nitrophenol (4-NP) was monitored via the decrease in the absorption peak at 400 nm, yielding a reaction rate constant of 0.88 min⁻¹ for N-GQD/Au@MIL-101(Cr) compared to 0.26 min⁻¹ for Au@MIL-101(Cr), indicating a remarkable enhancement in catalytic activity and electron transfer efficiency due to the incorporation of N-GQDs. Moreover, to further expand its functional applications, the nanocomposite was utilized as a novel electrochemical sensing platform for 4-nitrophenol detection. The electrochemical performance was evaluated using cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and differential pulse voltammetry (DPV) techniques. The results revealed high sensitivity, rapid response, and excellent selectivity, underscoring the superior sensing capabilities of the material. Overall, the findings demonstrate that the N-GQD/Au@MIL-101(Cr) nanocomposite not only exhibits exceptional catalytic efficiency for the hydrogenation of 4-nitrophenol but also serves as a multifunctional material for the development of advanced electrochemical sensors, offering promising prospects for environmental remediation and nanotechnology applications.
كليدواژه هاي فارسي
چارچوب فلز-آلي MIL101(Cr)، , همنهشت چارچوب فلز-آلي و گرافن كوانتوم دات , نانوذرات فلزي طلا , حذف آلاينده هاي زيست محيطي , هيدروژناسيون كاتاليزوري تركيب 4-نيتروفنل , سنسور الكتروشيميايي 4-نيتروفنل
كليدواژه هاي لاتين
MIL-101(Cr) metal–organic framework (MOF) , metal–organic framework/graphene quantum dot (MOF/GQD) composite , gold metal nanoparticles (Au NPs) , environmental pollutant removal , catalytic hydrogenation of 4-nitrophenol , electrochemical sensor for 4-nitrophenol
Author
Mahdi Jafari
SuperVisor
Sadegh Rostamnia