Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Ghiaci
مهران غیاثی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sheyda Nilforoushan
شیدا نیلفروشان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Synthesis and Characterization of Au@SiO2, Au/SiO2 & Pd/g-C3N4-rGO Nanocatalysts for Oxidation of Cyclohexane and Ethylbenzene
This study includes two parts. In the first part, the nanocatalysts of Au@SiO 2 and Au/SiO 2 have been prepared using sol-gel technique. Then, using some techniques such as FT-IR, XRD, FESEM, TEM, ICP, BET and TGA, they were investigated in terms of structure and morphology. XRD technique proves the formation of amorphous silica.TEM images show the formation of gold nanoparticles with proper distribution and the average particle size of 15 nm. BET-surface area technique represents a complex of micro-meso pores in the structure.Then, the prepared catalyst has been used in cyclohexane oxidation reaction using molecular oxygen to produce adipic acid. In the following, various factors affecting production efficiency and selectivity of the adipic acid such as temperature, time, pressure of oxygen and catalytic amount have been investigated. Moreover, the reusability of the catalyst in optimal conditions investigated for six runs. Finally, the conversion efficiency of 26% and selectivity of 92% have been obtained for adipic acid. In the second part, g-C 3 N 4 -rGO composite was used to stabilize palladium nanoparticles. To verify synthesis of 4%Pd/g-C 3 N 4 -rGO nanocatalyst, FT-IR, ICP, XRD, TGA, FESEM and TEM techniques were used.These nanocatalysts were used to in order to oxidize ethylbenzene and produce acetophenone as the main reaction product in the presence of tert-Butyl hydroperoxide. Some factors including time, temperature, amount of nanocatalyst, amount of metal, type and amount of oxidant and solvent were optimized for this reaction. Furthermore, performing the reaction in optimal conditions for several run has been investigated for this catalyst. Finally, acetophenone with conversion efficiency of 67% and selectivity of 97% was achieved.
این پژوهش شامل دو بخش است. در قسمت اول، نانوکاتالیست های Au@SiO 2 وAu/SiO 2 با استفاده از تکنیک سل-ژل تهیه شدند. سپس با استفاده از تکنیک هایی مانندFT-IR ،XRD ،FESEM ،TEM ،ICP ،BET وTGA مورد شناسایی ساختار و مورفولوژی قرار گرفتند. تکنیکXRD تشکیل ساختار آمورف سیلیکا را ثابت می کند. تصاویر TEM تشکیل نانوذرات طلا با توزیع مناسب و میانگین اندازه ذرات 15 نانومتر را نشان می دهد. تکنیکBET بیان کننده ساختاری متخلخل با حفره های میکرو- مزومی باشد.کاتالیست تهیه شده سپس در واکنش اکسایش سیکلوهگزان با استفاده از اکسیژن مولکولی و با هدف تولید آدیپیک اسید مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه فاکتورهای مختلف تاثیرگذار بر راندمان تولید و گزینش پذیری نسبت به محصول آدیپیک اسید از قبیل دما، زمان، فشار اکسیژن مولکولی، مقدار کاتالیست استفاده شده بهینه شد. علاوه بر آن قابلیت استفاده مجدد از کاتالیست در شرایط بهینه در طی 6 مرتبه واکنش مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت راندمان تبدیل 26 درصد و گزینش پذیری 92 درصد نسبت به آدیپیک اسید حاصل شد. در قسمت دوم این پژوهش، از کامپوزیتg-C 3 N 4 -rGO به منظور تثبیت نانوذرات پالادیم استفاده شد و برای تایید سنتز نانوکاتالیست4%Pd/g-C 3 N 4 -rGO از تکنیک هایFT-IR ،ICP ،XRD ،TGA ،FESEM وTEM استفاده شد. این نانوکاتالیست به منظور اکسایش اتیل بنزن و تولید استوفنون به عنوان محصول اصلی واکنش در حضور عامل اکسنده ترشیو بوتیل هیدرو پراکسید مورد استفاده قرار گرفت و فاکتور هایی از قبیل زمان، دما، مقدار نانوکاتالیست مصرفی، مقدار فلز، نوع و مقدار اکسنده و نوع حلال برای این واکنش بهینه سازی شد. علاوه بر این قابلیت انجام واکنش در شرایط بهینه تا چند مرحله برای این کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت. در این پروژه، همان hy;طور که گفته شد هدف اصلی تولید استوفنون به عنوان یک ترکیب پرکاربرد در صنایع با گزینش پذیری بالا از اکسایش اتیل بنزن است که در نهایت، محصول استوفنون با راندمان تبدیل 67 درصد و گزینش پذیری 97 درصد به دست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی