Skip to main content
SUPERVISOR
Shadpour Mallakpour,Hassan Hadadzadeh,Mohammad Dinari
شادپور ملک پور (استاد مشاور) حسن حداد زاده (استاد راهنما) محمد دیناری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyedeh negin Mousavi
سیده نگین موسوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Synthesis, characterization and catalytic application of two new dendrimer-encapsulated metallic nanoparticles of copper and ruthenium
In this thesis, two new dendrimers containing metallic nanoparticles of ruthenium and copper were prepared. In project I, a first generation dendrimer was prepared by a divergent reaction of hexakis(bromomehyl)benzene with vanillin in the presence of potassium carbonate. The obtained dendrimer was characterized by FT-IR and 1 H-NMR. A second generation dendrimer was then prepared by a divergent reaction of the first generation dendrimer with para -aminobenzoic acid. The crude product was purified by column chromatography on silica gel. The obtained dendrimer, HCD, was characterized by FT-IR and 1 H-NMR. The hexanuclear Ru(III) complex, [Ru 6 (HCD)(Cl) 12 (DMF) 12 ] was prepared by reaction of HCD with ruthenium(III) chloride hydrate and purified by column chromatography on alumina. Finally, [Ru 6 (HCD)(Cl) 12 (DMF) 12 ] was immobilized on a silica support. The Ru(III) ions in the silica-supported Ru(III) dendrimer were reduced by NaBH 4 in 2-methoxyethanol. The prepared Ru nanoparticles were characterized by ATR-IR, BET, XRD, FE-SEM, HR-TEM, and ICP. The mean size of the dendrimer-encapsulated metallic ruthenium nanoparticles was found to be 30-35 nm. The metallic ruthenium nanoparticles were then used as a heterogeneous catalyst for the hydrogenation reaction of citral to 3,7- dimethyloctanol at a temperature range of 90-120°C and a H 2 pressure of 14 bar in an autoclave reactor. The obtained products were characterized by gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS). By increasing the reaction temperature at a constant pressure of H 2 , the yield of 3, 7- dimethyloctanol increases. In project II, the first generation dendrimer was obtained using the same method mentioned above. A second generation dendrimer was prepared by a divergent reaction of the first generation dendrimer with ortho-aminopyridine. The crude product was purified by column chromatography on silica gel. The final product, HPD, was characterized by FT-IR and 1 H-NMR. The hexanuclear Cu(II) complex, [Cu 6 (HPD)(DMF) 24 ](TFA) 12 , was prepared by reaction of HPD with copper(II) chloride hydrate in the presence of Ag(TFA) at room temperature in DMF. For preparation of the metallic copper nanoparticles, [Cu 6 (HPD)(DMF) 24 ](TFA) 12 was reduced by NaBH 4 in 2-methoxyethanol. The dendrimer-encapsulated metallic copper nanoparticles were characterized by ATR-IR, BET, XRD, FE-SEM, HR-TEM, and ICP. The average size of the metallic copper nanoparticles was found to be 35-40 nm. Finally, the dendrimer-encapsulated copper metal nanoparticles were used as a heterogeneous catalyst for the reduction reaction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol in 2-methoxyethanol. The reaction progress was monitored by recording of the UV-Vis spectra at different times.
در این پایان نامه، دو دندریمر جدید حاوی نانوذرات فلزی مس و روتنیم سنتز شد. در پروژه اول، ابتدا مولکول هگزاکیس (برمو متیل) بنزن به عنوان هسته دندریمر انتخاب شد و از واکنش آن با شش مول وانیلین یک دندریمر نسل اول با روش واگرا سنتز شد. سپس دندریمر نسل اول با ترکیب پارا -آمینوبنزوئیک اسید برای سنتز واگرای دندریمر نسل دوم (HCD) واکنش داده شد. دندریمر نهایی با ستون کروماتوگرافی حاوی سیلیکاژل خالص سازی شد. سپس این دندریمر با روش های FT-IR و 1 H-NMR شناسایی شد. از واکنش این دندریمر (HCD) و RuCl 3 ·3H 2 O در حلال DMF کمپلکس شش هسته ای [Ru 6 (HCD)(Cl) 12 (DMF) 12 ] سنتز شد. این کمپلکس با ستون کروماتوگرافی حاوی آلومینا خالص سازی شد. سپس این کمپلکس روتنیم ( III ) در حلال 2- متوکسی اتانول بر روی یک بستر سیلیکاژل تثبیت شد. آنگاه یون های روتنیم (III) با استفاده از NaBH 4 در حلال 2-متوکسی اتانول تحت اتمسفر نیتروژن، به نانوذرات فلزی روتنیم کپسوله شده در حفره های دندریمر(HCD) کاهش داده شدند. نانوذرات فلزی روتنیم تهیه شده با روش های ATR-IR , FT-IR, ICP, XRD BET, و HR-TEM شناسایی شدند. متوسط اندازه نانوذرات روتنیم 30-35 نانومتر بود. برای بررسی اثر کاتالیتیکی نانوذرات فلزی روتنیم کپسوله شده در دندریمر (HCD) در واکنش هیدروژناسیون سیترال، از یک دستگاه کاتاتست مجهز به یک راکتور اتوکلاو در دماهای 92 تا C°122 و فشار bar 14 گاز هیدروژن در مدت 30 دقیقه استفاده شد. محصول های واکنش با GC/MS مورد شناسایی و تجزیه کمی قرار گرفتند. بیشترین بازده محصول 3و7- دی متیل اکتانول در دمای ° C122 است. در پروژه دوم، ابتدا دندریمر نسل اول با روش ذکر شده در پروژه اول سنتز شد. سپس این دندریمر با ترکیب اورتو- آمینوپیریدین واکنش داده شد تا دندریمر نسل دوم (HPD) با روش واگرا سنتز شود. این دندریمر با استفاده از ستون کروماتوگرافی حاوی سیلیکاژل خالص سازی شد. محصول نهایی با روش های FT-IR و 1 H-NMR شناسایی شد. آنگاه از واکنش نمک CuCl 2 ·3H 2 O و دندریمر ( HPD ) در حلال DMF در دمای اتاق و در حضورAg ( TFA ) کمپلکس شش هسته ای [Cu 6 (HPD)(DMF) 24 ](TFA) 12 سنتز شد. این کمپلکس مس با استفاده از ستون کروماتوگرافی حاوی آلومینا (Al 2 O 3 G 5 ) خالص سازی شد. آنگاه یون های مس ( II) موجود در کمپلکس مس-دندریمر با NaBH 4 در حلال 2-متوکسی اتانول تحت اتمسفر نیتروژن به نانوذرات فلزی مس کپسوله شده در حفره های دندریمر ( HPD ) کاهش داده شدند. نانوذرات فلزی مس با روش های FT - IR , XRD , ICP , ATR - IR , BET و HR - TEM شناسایی شدند. میانگین اندازه نانوذرات 40-35 نانومتر بود. سپس اثر کاتالیتیکی نانوذرات فلزی مس کپسوله شده در دندریمر در واکنش کاهش 4-نیتروفنول به 4-آمینوفنول به کمک طیف سنجی UV - Vis بررسی شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی