Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Dinari,Alireza Najafi chermahini
محمد دیناری (استاد راهنما) علیرضا نجفی چرمهینی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Firouze Dadkhah
فیروزه دادخواه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Green synthesis of magnetic starch/ Ag/ layered double hydroxide bionanocomposite and its application in nitroaromatics reduction
The main source of nitroaromatic compounds in the nature is anthropogenic activities. In this present report, a facile and green method was employed to fabricate highly efficient catalysts to turn toxic nitroaromatics to more safe and precious aminoromatics. The novel Fe 3 O 4 /Ag@Ca–Al LDH hybrid (FAL hybrid) synthesized by the magnetite and Ag nanoparticles supported on layer double hydroxide (LDH) through electrostatic adsorption and composite of this hybrid synthesized by stabilization with starch via an in situ growth method. Furthermore, the synthesis of magnetite/ LDH/ xanthan bionanocomposite and the comparison of that with starch based bionanocomposite reveald the role of support by LDH and starch in decrease the size as well as the agglomeration of particles. The elemental composition, thermal behavior, crystal structure, morphology and size distribution of FAL hybrid and Fe 3 O 4 /Ag@Ca?Al LDH@Starch bionanocomposite (FALS-BNC) characterized by FT-IR spectroscopy, TGA, X-ray diffractometry, FE-SEM, EDX, elemental mapping, and TEM analysis. The FALS-BNC TEM images showed nanoparticles with a size of ?5nm and homogeneous distribution of hybrid within biopolymer. Besides, TGA revealed the effective role of starch in the thermal resistance of bionanocomposite and also showed a greater char yield against xanthan bionanocomposite. The reduction reaction of 4-nitrophenol in the presence of Fe 3 O 4 /Ag@Ca–Al LDH hybrid and FALS-BNC catalysts completed in 420 and 480 seconds and indicated that both of them have high catalytic activity due to their large surface areas and well distribution of Ag nanoparticles through the LDH and biopolymer. The comparison rate kinetics study between 4-nitrophenol and 2-nitrophenol showed that the FALS-BNC has higher potential in the case of the para derivative. More than that, FAL hybrid reduced 3-nitroanilin, 4-nitroanilin and 1,2-dinitrobenzene up to 98%. At the end, the catalysts recovered easily by the magnetic field and reused at least five times, maintaining relatively good activity.
منبع اصلی ترکیبات نیتروآروماتیک در طبیعت فعالیت‌های انسانی است. در پژوهش حاضر، از یک روش آسان و سبز برای ساخت کاتالیست‌های بسیار کارآمد برای تبدیل نیتروفنول‌های سمی به آمینوفنول‌های ایمن و با ارزش‌تر استفاده شده است. کاتالیست جدید هیبرید مگنتیت – نقره/ دوهیدروکسید لایه‌ای توسط نشاندن مگنتیت و نانوذرات نقره بر بستردوهیدروکسید لایه‌ای از طریق جذب الکترواستاتیک و کامپوزیت زیستی این هیبرید(مگنتیت – نقره/ دوهیدروکسید لایه ای/ نشاسته) توسط روش رشد درجا در بستر نشاسته سنتز شدند. هم چنین سنتز نانوکامپوزیت زیستی مگنتیت/ دوهیدروکسید لایه ای/ زانتان و مقایسه آن با نانوکامپوزیت با بستر نشاسته نشان داد که تثبیت نانوذرات فلزات توسط دوهیدروکسید لایه‌ای و نشاسته باعث کاهش اندازه و همچنین تجمع ذرات در نانوکامپوزیت نشاسته شده است. ترکیب عناصر، رفتار حرارتی، ساختار کریستالی، مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات هیبرید و نانوکامپوزیت زیستی نشاسته با طیف سنجی فروسرخ(FT-IR)، آزمون وزن سنجی حرارتی(TGA)، طیف سنجی پراش پرتو ایکس(XRD)، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و نقشه برداری عنصری(EDX mapping) مشخص شد. تصاویر TEM نانوکامپوزیت توزیع همگن هیبرید درون زیست پلیمر را به خوبی نشان داد و سایز ذرات بر اساس این تصاویر 5 نانومتر محاسبه شد. همچنین TGA نقش مؤثر نشاسته درافزایش مقاومت حرارتی نانوکامپوزیت زیستی را به اثبات رسانید و در مقایسه با نانوکامپوزیت زیستی زانتان بازده زغالی شدن بالاتری از خود نشان داد. واکنش کاهش 4-نیتروفنول در حضور کاتالیست‌های هیبرید مغناطیسی نانوذرات نقره در بستر دوهیدروکسید لایه‌ای وکامپوزیت این هیبرید با نشاسته نشان داد که هر دو آنها به دلیل داشتن سطح در دسترس بالا و توزیع خوب نانوذرات نقره در بستر دوهیدروکسید لایه‌ای و زیست پلیمر نشاسته فعالیت کاتالیستی بالایی دارند و به ترتیب در مدت زمان420 و 480 ثانیه پارانیتروفنول را کاهش دادند. . مقایسه بین نرخ سینتیک کاهش 4- نیتروفنول و 2- نیتروفنول نشان داد که نانوکامپوزیت زیستی از فعالیت کاتالیستی بالاتری در مورد مشتق پارا برخوردار است. هم چنین استفاده از کاتالیست هیبرید مغناطیسی نانوذرات نقره در بستر دوهیدروکسید لایه‌ای در کاهش ترکیبات 3- نیتروآنیلین، 4- نیتروآنیلین و 1و2- دی نیتروبنزن کاهش 98% این ترکیبات را نشان داد. علاوه بر این، کاتالیست‌ها به وسیله میدان مغناطیسی به راحتی بازیابی شدند و پس از پنج بار استفاده مجدد از آنها کاهش چشمگیری در فعالیت آنها مشاهده نشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی