Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Ghiaci,Hossein Farrokhpour
مهران غیاثی (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shohreh Farahmand Nezami
شهره فرهمندنظامی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393

TITLE

Synthesis and characterization of new heterogeneous and reusable catalysts based on the vanadium and copper and study of their behavior in the oxidation reactions of m-xylene, cyclohexene, and benzene
In this thesis, a description of the progress and the results of the four different projects that have been defined to design and introduction of the heterogeneous catalysts has been studied. In the first project, V 2 O 5 @TiO 2 was used in the reaction of m -xylene oxidation in the gas phase conditions and the effect of the size and distribution of vanadium pentoxide particles in the titanium dioxide network on the catalyst reactivity was investigated. The second project describes the synthesis of vanadyl-5,10,15,20-tetrakis (4-methoxycarbonylphenyl) porphyrin which has been immobilized onto the SBA-15 channels. The synthetic heterogeneous catalyst was employed in oxidation of cyclohexane using hydrogen peroxide at ambient temperature which showed a high conversion about of 85%. The third project, examines the synthesis and identification of the vanadyl-bis(salicylaldiminato) which is incorporated onto the organosilica support, and it was applied in the oxidation of benzene using molecular oxygen as a green oxidant and phenol was achieved with yield of 13.1%. The fourth project demonstrates the synthesis of the Copper (II) phthalocyanine complex which was synthesized under microwave conditions. This catalyst was used for oxidation of benzene to phenol using hydrogen peroxide at ambient temperature, which resulted the phenol whit the yield of 13.9% and selectivity of 98.9%.
پروژه های انجام شده در این پایان نامه بر اساس سنتز کاتالیست های ناهمگن که از عملکرد بالایی در پیشبرد واکنش های اکسایش ترکیباتی که محصولاتی با ارزش افزوده بالا بدست می دهند بوده است همچنین قابلیت بازیابی کاتالیست های معرفی شده در اواویت قرار داشته است. در پروژه اول، کاتالیست V 2 O 5 @TiO 2 در واکنش اکسایش متا-زایلن در فاز گازی مورد استفاده قرار گرفت و تاثیر اندازه و توزیع ذرات وانادیم پنتوکسید در شبکه تیتانیم دی اکسید بر فعالیت کاتالیست بررسی شده است. به این منظور از سورفاکتانت پلی وینیل پیرولیدون به عنوان یک عامل پراکندگی استفاده شد و به این ترتیب دو کاتالیست در حضور و در غیاب PVP سنتز و رفتار این دو کاتالیست در واکنش اکسایش متا-زایلن در شرایط گازی بررسی شد. نتایج نشان داد استفاده از PVP موجب توزیع همگن تر ذرات وانادیم پنتوکسید در شبکه تیتانیم دی اکسید شده است. در چنین حالتی میانگین اندازه ذرات وانادیم پنتوکسید توزیع شده در شبکه تیتانیم دی اکسید کوچکتر از حالتی است که کاتالیست در غیاب PVP سنتز شد. به عنوان یک نتیجه‌گیری کلی می توان گفت کاتالیستی که در حضور PVP سنتز شد فعالیت بهتری نشان داد زیرا مقدار بیشتری از محصول هدف (ایزوفتالیک اسید) تولید شد، همچنین هنگام استفاده از این کاتالیست میزان خروج CO 2 بیشتر بوده است. پروژه دوم به شرح چگونگی سنتز کاتالیست وانادیل -(IV) 10،5، 15، 20-تتراکیس-(4-متوکسی کربونیل فنیل)پورفیرین که در کانال های SBA-15 عامل دار شده تثبیت شده است می پردازد. در این پروژه ابتدا SBA-15 سنتز و سپس توسط APTES آمین دار شد، از سوی دیگر کمپلکس وانادیل وانادیل -(IV) 10،5، 15، 20-تتراکیس-(4-متوکسی کربونیل فنیل)پورفیرین سنتز و سپس روی بستر SBA-15-APS تثبیت شد. از کاتالیست ناهمگن سنتز شده در واکنش اکسایش سیکلوهگزن با استفاده از هیدروژن پراکسید در دمای محیط استفاده شد. نتایج نشان داد در این واکنش 85% بازده تبدیل وجود دارد و 2-سیکلوهگزن-1-اون به عنوان محصول اصلی با 70% گزینش پذیری به عنوان محصول اصلی شناسایی شد. پروژه سوم به بررسی سنتز و شناسایی باز شیف حاصل از واکنش سالیسیل آلدئید و بستر ارگانوسیلیکایی که حاوی گروه های آمینی است می پردازد که بوسیله نمک فلزی وانادیل سولفات، فلزدار شده است. این کاتالیست در واکنش اکسایش بنزن به فنول با استفاده از اکسیژن مولکولی به عنوان یک اکسنده سبز و ارزان قیمت بکار برده شد که نتیجه آن 1/13% فنول با گزینش پذیری بیش از 95% بوده است. در ادامه این پروژه، اثر لیگاندهای محوری مختلفی نظیر ایمیدازول، 1-متیل ایمیدازول و مشتقات مختلف پیریدین بر فعالیت کاتالیست به صورت تجربی و تئوری بررسی شد. نتایج نشان داد کئوردینه شدن لیگاند محوری به مرکز فعال کمپلکس موجب افزایش دانسیته الکترونی در مرکزی فلزی می شود که در نتیجه آن، افزایش چشمگیری در فعالیت کاتالیست حاصل خواهد شد، از اینرو هنگام استفاده از ایمیدازول به عنوان بهترین لیگاند محوری علاوه بر افزایش بازده محصول مورد نظر (فنول) که به 6/19% رسید زمان واکنش به مدت 6 ساعت کاهش پیدا کرد. پروژه چهارم به بررسی سنتز کمپلکس مس(II) فتالوسیانین می پردازد که در شرایط ماکروویو سنتز شده است. این کاتالیست برای اکسایش بنزن به فنول با استفاده از هیدروژن پراکسید در دمای محیط بکار گرفته شد که در نتیجه آن 9/13% فنول با گزینش پذیری 98% حاصل شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی