سنتز و شناسایی نانوکاتالیزورهای طلا تثبیت شده برروی بنتونیت و سیلیکای اصلاح شده و کاربردآن در واکنش اکسایش بدون حلال سیکلوهگزن با اکسیژن مولکولی

امروزه پژوهش های گسترده ای بر روی نانوذرات فلزی انجام شده است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجم شان دارند در مقایسه با ساختار توده خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه توزیع مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانوذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانوذرات فلز واسطه که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور به همراه دارند. برای حل این مشکل، آن ها را بر روی بستر جامد تثبیت می کنند. همان طور که می دانیم امروزه مبحث نانو و تهیه نانوذرات یکی از مباحث مورد علاقه محققان است. نانوذرات خواص بسیار مفید و جالبی را در مقایسه با مواد توده ای از خود نشان می دهند و کارایی و کاربرد بیشتری نسبت به مواد با سایز میکرو دارند. این ترکیبات به عنوان کاتالیزور، مواد فتولومینسانس و فتوکاتالیزور کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. در مبحث کاتالیزورهای هتروژن یکی از فاکتورهای مهم در تهیه کاتالیزور، کنترل اندازه ذرات آن می باشد. با کنترل اندازه ذرات کاتالیزور می توانیم فعالیت و گزینش پذیری آن را به طور دلخواه تغییر دهیم. در تحقیقات قبلی انجام شده در زمینه کاتالیزورهای ناهمگن، از بسترهای متنوعی برای تثبیت کاتالیزورها استفاده شده که از آن جمله می توان به مواد پلیمری و کامپوزیتی، بنتونیت و سیلیکا اشاره کرد. در آزمایشگاه تحقیقاتی آلی دکتر غیاثی، طی سال های گذشته از خاک رس (که معادن آن نیز در داخل کشور موجود می باشد) و سیلیکا، به عنوان بستری برای تثبیت کاتالیزور استفاده می شود. هدف از انجام این پروژه استفاده از این بسترها برای سنتز ریزذرات طلا و بررسی کاربرد آن ها در واکنش اکسایش سیکلوهگزن می باشد. اکسایش هوازی آلکن ها به مشتقات اکسیژن دار، یکی از چالش های بزرگ در صنعت شیمی مدرن است. به عنوان مثال اکسایش چهار هیدروژن آلفای سیکلو هگزن در صنعت بسیار ناکارآمد است. اکسایش سیکلوهگزن روش بسیار مهمی برای سنتز حدواسط های شیمیایی از قبیل 2-سیکلوهگزنول و 2-سیکلوهگزنون است که برای تولید داروها، آفت کش ها و همچنین در صنعت پلاستیک سازی کاربرد دارند. با توجه به تقاضای روزافزون برای تولید این محصولات و افزایش نگرانی های زیست محیطی، استفاده از سیستم های کاتالیزوری با استفاده از کاتالیزور ناهمگن در شرایط بدون حلال و اکسیدان های سازگار با محیط زیست از قبیل اکسیژن مولکولی و پراکسید هیدروژن بسیار حائز اهمیت است. استفاده از h2o2 به عنوان اکسیدان مناسب است؛ زیرا تنها محصول جانبی آن، آب می باشد اما هزینه بالای h2o2 مانع کاربرد گسترده آن در اکسایش کاتالیزوری می شود. از سوی دیگر سیستم هایی که از اکسیژن مولکولی به عنوان اکسیدان استفاده می کنند، سه مزیت دارند: سادگی تکنولوژی و استفاده آسان از تاسیسات برای جداکردن کاتالیزور پس از واکنش، کاهش هزینه های مربوط به انرژی و ثبات بالاتر محصولات حاصل از واکنش برگشت ناپذیر. بنابراین اکسایش سیکلوهگزن با اکسیژن مولکولی تحت شرایط بدون حلال بسیار ارزشمند است. در این پروژه تحقیقاتی نانو کاتالیزورهای طلا برای نیل به اهداف ذکر شده سنتز و با تکنیک های مختلف ir, tem, xps, bet, chns شناسایی و بررسی شدند. این نانوکاتالیزورهای سنتزی در واکنش اکسایش بدون حلال سیکلوهگزن با اکسیژن مولکولی فعالیت کاتالیزوری چشمگیری از خود نشان دادند.