مطالعه نانونیمه رساناها به عنوان نورکاتالیزگر در کاهش ترکیبات آلی و تبدیلات مرتبط

این رساله در 4 فصل ارائه شده است. هدف از مطالعه کنونی ساخت و بررسی کاربرد های نانو نیمه رسانا های نور کاتالیزگر تلفیقی بر پایه کادمیم سولفید و زینک سولفید می باشد. برای دسـت یابی به این هـدف، ترکـیب های پودری cds، zns و همـچنـین ترکـیب های cds-30/zns و cds-15/znsکه نسبت cds موجود به zns در تلفیق آن ها به ترتیب 30 و 15% می باشد، با ترکیب کردن زینک سولفید، کادمیم سولفات و سولفید سدیم ساخته شد. مدل های تلفیقی جدید نانونیمه رسانا-های پودریcds-30/zns و cds-15/znsساخته شده، در کاهش ترکیب های نیترو آروماتیکی، سنتز آلیل آمین های آروماتیک و اتصال نور کاتالیزگری ایمین-اولفین مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات bet نیمه رسانا های مختلف، سطح قابل دسترسی برابر با 17/76، 69/105 و m2/g 42/83 به ترتیب برای ترکیب های cds، cds-30/zns و cds-15/znsمشخص نمود. تصاویر میکروسکپ های الکترونی عبوری و روبشی ابعادی کوچکتر از 30 نانومتر را برای نیمه رساناهای شامل cds تعیین نمودند. مطالعات تفرق اشعه x، دو ساختار مکعبی را برای نیمه رساناهای cds و zns موجود در نیمه رساناهای تلفیقی نشان داد. مطالعات اندازه گیری گاف انرژی، دو گاف انرژی را برای cds-15/zns برابر با 01/0±53/2 و 01/0±53/3 و همچنین دو گاف انرژی به میزان 01/0±43/2 و 01/0±49/3 را برای cds-30/zns مشخص نمود که هر یک از مقادیر با مقدار اندازه گیری شده برای cds و zns خالص و همچنین مخلوط فیزیکی آن دو تفاوت دارد. کاهش نور کاتالیزگری ترکیب های نیترو آروماتیک به مشتقات آنیلینی توسط نانونور کاتالیزگرهای شامل cds تحت تابش نور مرئی در ایزوپروپانول به انجام رسید. تبدیلات انجام شده با بازده بسیار خوب توسط نانوذرات نور کاتالیزگر cds تحت تابش لامپ ال ای دی آبی و همچنین نور خورشید به انجام رسید. بازده واکنش کاهش 3-نیترواستوفنون توسط نور کاتالیزگر cds پس از 5 بار بازیافت به 32% کاهش یافت. فعالیت نور کاتالیزگر cds در مقایسه با نیمه رسانای تجاری cds در این فرایند بسیار بیشتر می باشد. واکنش شیمی گزین بین سیکلو آلکن ها و نیترو آروماتیک ها، کاتالیز شده با نانو نیمه رسا نا های حاوی کادمیم سولفید تحت تابش نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت. در واکنش ذکر شده محصولات جدید n,n-دی آلیل آمینی از طریق واکنش مکان گزین کربن-نیتروژن با بازده بالا جدا سازی شدند. وقتی که از نور کاتالیزگر کادمیم سولفید تجاری در واکنش استفاده شد، سرعت و بازده واکنش به صورت قابل توجهی کاهش یافت. بهترین نتایج زمانی به دست آمد که از ترکیب تلفیقی cds-15/zns به عنوان نور کاتالیزگر استفاده شد. نور کاتالیزگر های تلفیقی cds-x/zns (x=15, 30%w)، واکنش شیمی گزین جفت شدن سیکلوپنتـن و ایمیـن های دارای کمـبـود الکـترون (p-xc6h4c(y)=n(coph)(x= h, f and y= co2ch3) را تحت تابش ال ای دی آبی و نور خورشید به انجام رساندند. ترکیبات همو آلیلی جدید n-بنزوئیل- ?-آمینواستر ها با بازده عالی از طریق یک واکنش مکان گزینِ جفت شدن ترکیبات واسطه رادیکال های آلیل و ?-آمینو بنزیل به دست آمدند. در این واکنش کاتالیزگر cds-30/zns، 7 بار بدون کاهش قابل توجه در بازده، بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گرفـت. سرعت واکنش نور کاتالـیزگری با کاهش مقدار نور کـاتالـیزگر cds از 30 به 15% در تلـفیق cds-x/zns افزایش یافت. اندازه گیری ولتامتری چرخه ای ایمین ها و سطح کوازی-فرمی نیمه رسانا ها ارتباط ترمودینامیکی خوبی برای انتقال الکترون بین لبه نوار نیمه رسانا ها و سطح انرژی اکسایش-کاهش ایمین را نشان داد. کارایی بسیار بالای نور کاتالیزگر تثبیت شده می تواند به اثر ناشناخته ای از نیمه رسانا-نور کاتالیزگری ارتباط داشته باشد که برهم کنش نیمه رسانا بستر نامیده می شود