تبلور مجدد محلولهای آلومینوسیلیکاتی با استفاده از آمینو اسید دی-متیونین و بررسی خواص زئولیتهای سنتزی با روشهای طیف سنجی و مطالعه تئوری nmr محلولهای آنها

چکیده: در این کار تحقیقاتی سنتز زئولیت y بدون ساختار دهنده و تبلور مجدد آن به دو زئولیت خالص p و آنالسیم در حضور اسید آمینه ی d-متیونین به عنوان یک ساختار دهنده مورد تحقیق قرار گرفت. اثر نسبت های مولی مختلف si/al، دما و زمان تبلور در دستیابی به دو نوع زئولیت متفاوت (زئولیت p و آنالسیم) بررسی شد. زئولیت p خالص در طی 42 ساعت با حرارت دهی در 100 درجه سانتی گراد به دست آمد در صورتیکه زئولیت آنالسیم خالص با حرارت دادن مخلوط تا 160 درجه سانتی گراد در 96 ساعت سنتز شد. محصولات توسط پراش اشعه ی ایکس (xrd)، میکروسکوپ روبشی الکترون (sem) و طیف سنجی انتقال فوریه مادون قرمز (ir) شناسایی گردیدند. سپس، جهت تحقیق بر روی اثر ساختار دهنده بر خواص فیزیکی شیمیایی زئولیت، جذب اسید آمینه متیونین بوسیله روش طیف سنجی فلورسانس مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، زئولیت آنالسیم با ساختار دهنده ی n و n- دی بنزیل – n و n و n و n تترا متیل اتیلن دی آمین (dbtmed) و زئولیت آنالسیم بدون ساختار دهنده نیز سنتز شده، سپس چهار زئولیت سنتز شده، آنالسیم با ساختار دهنده متیونین، زئولیت p با ساختار دهنده متیونین، زئولیت آنالسیم با ساختار دهنده ی dbtmed و زئولیت آنالسیم بدون ساختار دهنده، با روش های sem و جذب نیتروژن شناسایی شد و جهت جذب میتونین مورد استفاده قرار گرفتند. اثر غلظت متیونین و ph در توانایی جذب زئولیت بررسی شد. نتایج نشان دادند که جذب آمینواسیدها نه تنها به مساحت سطح زئولیت بلکه به اندازه حفره آنها نیز بستگی دارد. همچنین، برای بررسی اثر ساختار دهنده در بالا بردن توانایی جذب فلزات سنگین در زئولیت ها، جذب کاتیون های سنگین (cu (ii و (ni (ii توسط زئولیت آنالسیم بدون ساختار دهنده و زئولیت آنالسیم حاوی متیونین بررسی شد و برای به دست آوردن پارامترهای جذب با معادلات فروندلیچ و لانگمیر مطابقت داده شد. بعلاوه غلظت فلزات سنگین و فواصل زمانی حذف فلزات از محلول ها مورد آزمایش قرار گرفت. آنالسیم با ساختار دهنده متیونین نسبت به آنالسیم بدون ساختار دهنده توانایی بیشتری در حذف فلزات سنگین نشان داد. طیف های ir و رامان نشان داد که وجود ساختار دهنده ی متیونین در زئولیت آنالسیم می تواند اتصالات مختلفی بین فلزات سنگین و اتم های اکسیژن، نیتروژن و گوگرد در متیونین ایجاد کند و باعث بالا رفتن توانایی جذبی زئولیت گردد. بعلاوه جانشین هم ریختی زئولیت های آنالسیم اصلاح شده کبالت و منگنز از طریق روش هیدروترمال مستقیم انجام گرفت. نمونه های بدست آمده توسط xrd، sem-edx، جذب نیتروژن، طیف سنجی ماوراء بنفش- مرئی نفوذی انعکاسی (drs) و ir شناسایی شدند. نتایج نشان داد که جانشین کبالت و منگنز به ترتیب در دو ژل سنتزی با ترکیبات حاوی نسبت مولی 5= al/mn و4 =al/co صورت می پذیرد. همچنین با جایگزینی mn به جای al و سنتز آنالسیم اصلاح شده mn، زئولیتی با مساحت سطح و حجم حفره بیشتر بدست می آید. همچنین، آنالسیم اصلاح شده با مس از طریق روش هیدروترمال سنتز شد و به عنوان یک کاتالیزور در اکسیداکسیون بنزیل الکل استفاده گردید. آنالسیم اصلاح شده توسط xrd و drs شناسایی شد. اثر نسبت های مختلف مولی زئولیت آنالسیم اصلاح شده با مس در حضور حلال های مختلف مورد تحقیق قرار گرفت. برای بررسی اثر حلال بر روی تبدیل بنزیل الکل به بنزالدهید، انرژی حلال پوشی بنزالدهید و بنزیل الکل و فاصله ی پیوند o-h در بنزیل الکل به روش هارتری فاک محاسبه شد. بعلاوه، ارتباط بین پارامترهای محاسبه شده و تبدیل بنزیل الکل بوسیله مدل رگرسیون پیش بینی شد. رگرسیون خطی بین انرژی حلال پوشی بنزالدهید و مقادیر تبدیل معادله ای با r2=9960 پیشنهاد می کند. در انتها، از محاسبات جابجایی شیمیایی nmr جهت شناسایی اتصالات مختلف یونهای آلومینات به یون های سیلیکات در محلول آلومینوسیلیکاتی استفاده گردید. برای این منظور جا به جایی شیمیایی nmr 29si و 27al nmr گونه های مختلف آلومینوسیلیکاتی با روش های هارتری فاک و b3lyp در فاز گازی و آبی توسط نرم افزار گوسین محاسبه شد. نتایج نشان دادند که کمترین میزان خطا با بکارگیری سری پایه پیشرفته تر در روش هارتری فاک بدست می آید.