ساخت و ارزیابی کاتالیزورهای غیرهمگن کمپلکس های منگنز و مس پیوند شده به مولکولارسیو با حفره های نانو و بررسی فعالیت کاتالیزوری آنها در فاز مایع

کارهای توصیف شده در این پایان نامه تهیه و کاربرد کاتالیزورهای sba-15 اصلاح شده با فلزات واسطه و غیر همگن نمودن کاتالیزورهای همگن را نشان می دهد. در این پایان نامه نشان داده شده است که با جفت شدن یک کاتالیزور همگن با یک پایه غیر همگن می توان مزایای هر دو گونه کاتالیزوری را تلفیق نمود. یعنی داشتن همزمان گزینش پذیری بالای کاتالیزور همگن و قابلیت جداسازی آسان و اقتصادی بودن کاتالیزور غیر همگن. همچنین معلوم شده است که کاتالیزورهای sba-15 اصلاح شده با فلزات واسطه مس و منگنز دارای مساحت سطح بالا، پایداری و فعالیت بالا در اکسیداسیون بنزیل الکل و اتیل بنزن در فاز مایع می باشند. از اکسیداسیون این مواد محصولات با ارزش اقتصادی و اهمیت صنعتی نظیر بنزآلدهید، استوفنون و بنزوئیک اسید به دست می آید. در این پایان نامه پنج نوع سیستم کاتالیزوری به شرح ذیل تهیه شده است: • کاتالیزور اکسید منگنز با پراکندگی بالا بر روی پایه مزوپور sba-15 تهیه شده به روش (atomic layer deposition (ald حاوی منگنز با محدوده غلظت 0.8 - 23 wt% • کاتالیزور کمپلکس mn(salen)clپیوند شده بر روی پایه مزوپور عامل دار شده با آمین sba-15-pr-nh2 حاوی منگنز با محدوده غلظت 0.293-0.765 mmol mn/ g catalyst • کاتالیزور کمپلکس mn(ii)bipy تثبیت شده بر روی پایه مزوپور hmsحاوی یون mn2+ در محدوده غلظت 10.8 -86.5 mg mn /1g hms • کاتالیزور کمپلکس cu(ii)(salen) پیوند شده بر روی پایه مزوپور عامل دار شده با آمین sba-15-pr-nh2 حاوی مس در محدوده غلظت 0.24 - 0.75 mmol cu/ g catalyst • کاتالیزور مزوپور اصلاح شده با مس تهیه شده به روش های تلقیح و incorporation این نمونه ها توسط تکنیک های طیف سنجی جذب اتمی، رامان، xrd ,ft-ir, tga-dsc,، uv-vis و betمشخصه یابی شدند. نتایج نشان داد که ذرات اکسید منگنز پیوند شده بر سطح sba-15 با موفقیت سنتز شده اند. این نمونه ها حاوی زوج یون اکسید و احیای mn2+ و mn3+ می باشند که با میزان پراکندگی بالا بر سطح sba-15 قرار گرفته اند. در حالی که در نمونه سنتز شده به روش تلقیح مساحت سطح کمتر شده و این نمونه حاوی ذرات با تجمع یافتگی بیشتر در سطح و متشکل از زوج یون اکسید و احیایmn3+ و mn4+ می باشد. فعالیت کاتالیزوری سیستم های کاتالیزوری حاوی منگنز در واکنش اکسیداسیون بنزیل الکل در حضور اکسید کننده tbhp و در فاز مایع مورد بررسی قرار گرفت. از این بررسی ها مشخص شد که این نمونه ها در واکنش اکسیداسیون بنزیل الکل کاتالیزورهای با فعالیت بالا بوده و گزینش پذیری نسبت به بنزآلدهید 100% می باشد. همچنین فعالیت سیستم های کاتالیزورهای حاوی مس نیز در واکنش اکسیداسیون اتیل بنزن در فاز مایع مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که در واکنش اکسیداسیون اتیل بنزن این کاتالیزورها دارای فعالیت بالا بوده و گزینش پذیری نسبت به بنزوئیک اسید در مقایسه با استوفنون بیشتر می باشد. همان طوری که انتظار می رفت خروج اجزاء فعال کاتالیست از پایه در حین واکنش در فاز مایع به علت وجود اثر متقابل قوی بین کمپلکس یا اکسید فلز و سطح پایه ناچیز بود. در این سیستم ها اثر بارگذاری فلز و حلال های مختلف بر درصد تبدیل و میزان گزینش پذیری مورد مطالعه قرار گرفت و در هر مورد، تابع مرتبه دوم برای بستگی اکتیویته کاتالیزور به میزان بارگذاری کمپلکس های فلز به دست آمده است. اکتیویته این کاتالیزورها با تغییر نوع حلال تغییر می کند و در بین حلال های بررسی شده استونیتریل حلال مناسب تری می باشد. سینتیک واکنش اکسیداسیون بنزیل الکل در حضور مقدار اضافی اکسید کننده tbhp تحت کاتالیزور [mn(bipy)2]2+/ hms و در حلال استونیتریل در دماهای 27 ، 46 ، 60 ، 75 و 90 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که واکنش نسبت به بنزیل الکل از مرتبه اول می باشد و ثابت سرعت از معادله آرنیوس تبعیت نموده و از شیب این معادله انرژی فعال سازی ظاهری واکنش به دست آمد. در همه سیستم های کاتالیزوری ذکر شده در بالا، اثر دمای واکنش، زمان واکنش، نوع و ماهیت حلال، قابلیت کاربرد مجدد کاتالیزور، اثر مقدار کاتالیزور و اثر نسبت tbhp به ماده اولیه مورد بررسی قرار گرفته است.