Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Ghiaci
مهران غیاثی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parisa Rezaee
پریسا رضائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Synthesis and characterization of V2O5/TiO2 nanostructure for selective oxidation of benzene to phenol in mild condition
Benzene is known as the cancer reason in recent years; hence too much effort are done to withdraw it from environment by using it at laboratories and industrial sections. The most important application of it is synthesis of phenol and its derivativies which almost always are done by oxidation of benzene. The main procedure in order to synthesis phenol is, “Cumene process”. This process is beneficial due to usage of low cost reagents; however, it also has some disadvantages, for instance high energy consumption, side product like acetone, and also high pressure and temperature condition. As the matter effect catalytic oxidation of benzene to phenol achieved so much attention in recent years. According to recent reasons so much effort is done to the perpuse of acquiring phenol with high yield and selectivity by desigining a heterogenous nanocatalyst base on titanium dioxide as a support in this work. By using vanadium pentoxide as catalyst on a support of titanium dioxide high promotion of reaction yield was achieved. Afterall, the prepeared catalyst was determined by BET, FESEM, EDX-Mapping, XRD, TEM, XPS, and ICP. Finally, the prepeared nanaocatalyst was used for benzene oxidation, and the optimum condition for the reaction was gained. All in all optimum condition for temperature, time, oxidant and catalyst amount parallel to yield and selectivity of phenol was achieved.
یکی از پرکاربردترین مصارف بنزن استفاده از آن برای تهیه فنول و مشتقات فنولی می باشد که غالبا از طریق اکسایش بنزن صورت می‌گیرد. اصلی ترین روش اکسایش بنزن به فنول در مقیاس صنعتی روش کیومن می باشد. این فرآیند علی رغم آنکه با مواد اولیه مقرون به صرفه قابل اجراست اما با محدودیت هایی همچون مصرف بسیار زیاد انرژی، تولید محصولات جانبی همچون استون و همچنین فشار و دمای بالا روبروست. از همین رو امروزه اکسایش کاتالیستی تک مرحله ای بنزن به فنول با استفاده از اکسنده های سبز همچون هیدروژن پراکسید و اکسیژن مولکولی مورد توجه می باشد. بنابراین در پژوهش حاضر، تلاش بر آن است تا با طراحی یک نانوکاتالیست ناهمگن بر پایه تیتانیوم دی اکسید با استفاده از روش سنتزی نوین، محصول فنول با راندمان تشکیل مطلوب و گزینش تقریبا کامل طی اکسایش بنزن بدست آید. به همین منظور از وانادیم پنتا اکسید کپسوله شده در ماتریکس تیتانیم دی اکسید به جهت بهبود بهره تولید محصول فنول طی واکنش هیدروکسیله شدن بنزن استفاده شد .کاتالیست تهیه شده در ادامه با روش های های مختلف دستگاهی مانندBET ، FESEM ، EDX mapping ، XRD ، TEM ، XPS و ICP مورد مطالعه و شناسایی قرار گرفت. در نهایت نانوساختار تهیه شده به منظور اکسایش بنزن در حضور هیدروژن پراکسید بعنوان عامل اکسنده مورد آزمایش قرار گرفت و شرایط واکنشی بهینه از طریق بهینه سازی فاکتورهای تاثیر گذار بر روند تشکیل محصول مورد نظر بدست آمد. کاتالیست مورد استفاده نسبت به V 2 O 5 خالص و TiO 2 خالص برای واکنش مذکور، بازده و گزینش پذیری بالاتری برای تولید فنول دارد. از این رو، فاکتورهای تاثیرگذار بر روند واکنش اکسایش بنزن در حضور این نانوکاتالیست ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده این است که افزایش میزان PVP مصرفی جهت تهیه کاتالیست، اثر معکوس بر عملکرد کاتالیست دارد. همچنین افزایش درصد V 2 O 5 موجود در کاتالیست باعث کاهش بازده و افزایش گزینش پذیری می شود. با افزایش دمای کلسینه شدن از 450 به 650 درجه سانتی گراد، کاهش بازده و گزینش پذیری نتیجه می شود. علاوه براین، افزایش دمای واکنش هیدروکسیل دار کردن، موجب کاهش گزینش پذیری تولید فنول می شود. در ادامه، بهترین زمان انجام واکنش، 12 ساعت انتخاب شد، به جهت تکمیل واکنش و بالاتر بودن میزان بازده تولید فنول نسبت به زمان های بالاتر و پایین تر انجام واکنش. تاثیر مقدار کاتالیست مصرفی بر روند واکنش در بهینه شرایطی که به دست آمده بود، بهینه شد. در نهایت کاتالیست مورد استفاده پس از چهار بار بازیابی، مجدد مورد استفاده قرار گرفت که بازده و گزینش پذیری آن کاهش چشم گیری نداشته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی