سنتز و شناسایی نانوکاتالیست های حاوی فلزات روی، کبالت، مس و منگنز تثبیت شده بر بستر هیدروکسی آپاتیت با استفاده از تکنیک های مختلف و بررسی رفتار کاتالیستی آنها در اکسایش تک مرحله ای n- هگزان، سیکلوهگزان و سیکلوهگزانول به آدیپیک اسید

هدف از انجام این پژوهش تهیه و شناسایی نانوکاتالیست¬هایی با قابلیت استفاده در واکنش اکسایش تک مرحله ای آلکان¬ها، سیکلو¬آلکان¬ها و سیکلو¬آلکانول¬ها می¬باشد. مواد اولیه¬ای که به منظور اکسایش مورد استفاده قرار گرفت، همگی در نهایت منجر به تولید محصول آدیپیک اسید و دی اسید¬های دیگر شد. نانوکاتالیست¬های مورد استفاده برای این کار حاوی فلزات روی، مس، کبالت و منگنز بودند. نانوکاتالیست¬های ساخته شده سپس با استفاده از تکنیک¬هایی مانند ft-ir، icp، fesem، xrd و bet- surface area مورد شناسایی ساختار، محتوا و مورفولوژی قرارگرفتند. در این پروژه ابتدا سیکلوهگزانول در حضور نانوکاتالیست¬های zno/hap وzno/ldh اکسید شد. این واکنش ابتدا با استفاده از اکسیژن مولکولی و در حضور نانوکاتالیست اکسید روی تثبیت شده بر بستر هیدروکسی آپاتیت و تهیه شده با استفاده از تکنیک میکروامولسیون انجام شد و در ادامه فاکتور¬های تاثیرگذار بر راندمان تولید محصول و گزینش پذیری نسبت به آدیپیک اسید از جمله دما، زمان، فشار اکسیژن در ظرف واکنش، مقدار نانوکاتالیست مصرفی، روش تهیه نانوکاتالیست و نوع بستر استفاده شده بهینه شد. علاوه بر آن قابلیت استفاده مجدد از نانوکاتالیست نیز در شرایط بهینه مورد بررسی قرار گرفت. در قسمت دوم پروژه نانوکاتالیست¬هایی به صورت مخلوط دوتایی از فلزات روی، مس، کبالت و منگنز با نسبت¬های مولی متفاوت نسبت به یکدیگر با استفاده از تکنیک اسمز ساخته و بر روی بستر هیدروکسی آپاتیت تثبیت شدند. این نانوکاتالیست¬ها سپس برای اکسایش تک مرحله¬ای سیکلوهگزان به محصول آدیپیک اسید در حضور عامل اکسنده اکسیژن مورد استفاده قرار¬گرفتند. در ابتدا نانوکاتالیست mn-zn/hap با استفاده از تکنیک اسمز تهیه شد و برای اکسایش سیکلوهگزان مورد استفاده قرار گرفت. مجددا همان فاکتور¬های ذکر شده در بالا از جمله دما، زمان واکنش، فشار اکسیژن ، مقدار نانوکاتالیست مصرفی و نسبت مولی m/zn (m = co, mn, cu) برای این واکنش بهینه شد. علاوه بر آن قابلیت انجام اکسایش تا چند مرحله برای این کاتالیست نیز مورد بررسی قرار گرفت. در بخش سوم این پروژه مجددا نانوکاتالیست mn-zn/hap این بار برای اکسایش n ¬-¬هگزان مورد اسفاده قرار گرفت. در این واکنش نیز n-¬هگزان در شرایط ملایم و در حضور عامل اکسنده اکسیژن مولکولی در یک مرحله منجر به تولید محصول آدیپیک اسید ودی اسید های دیگر شد. به منظور آنالیز مقدار و نوع محصولات تشکیل شده در هر سه واکنش اکسایش بالا از دستگاه اندازه گیری کروماتوگرافی گازی استفاده شد که در هر مورد محصول واکنش یا به صورت مستقیم و با پس از مشتق سازی مربوطه به دستگاه تزریق شد. هدف نهایی از این پروژه یافتن مسیری مطلوب از نظر اقتصادی و سازگار با محیط زیست طبیعی برای تولید آدیپیک اسید بوده است. از همین رو در این کار با درنظر داشتن این اهداف تلاش بر آن شد تا با ساخت نانوکاتالیست¬هایی ارزان قیمت با استفاده از تکنیک¬های سنتزی مقرون به صرفه در مدت زمان کوتاه، نه تنها اهداف ذکر شده محقق شود بلکه بهره تولید این ماده با ارزش نیز افزایش یابد. علاوه بر آن در این کار سعی شد تا حد امکان شرایط انجام این فرآیند¬ها قابلیت تولید آدیپیک اسید را در مقیاس انبوه خصوصا در داخل کشور ما که علی رغم مصرف بسیار بالا از این ماده ارزشمند، هیچ صنعتی برای تولید داخلی آن وجود ندارد را داشته باشد.