شماره ركورد
25387
شماره راهنما
CHE2 942
عنوان
Cu-MOFتثبيت شيميايي كربن دياكسيد با اپوكسيدها در حضور كاتاليست حاوي نانوذرات نقره
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي معدني
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/06/29
صفحه شمار
73 ص .
استاد راهنما
مجيد مقدم , شهرام تنگستاني نژاد
استاد مشاور
ايرج محمدپوربلترك , وحيده اسدي
كليدواژه فارسي
چارچوب فلز-آلي , تثبيت شيميايي كربن دياكسيد , اپوكسيد , كاتاليست ناهمگن , نانوذرات نقره
چكيده فارسي
با افزايش گازهاي گلخانهاي در سالهاي اخير به ويژه كربن دياكسيد و ايجاد مشكلات اساسي از جمله گرمايش زمين، كاهش توليد كربن دياكسيد و جلوگيري از انتشار آن به جو زمين مورد توجه قرار گرفته است. از جمله روشهاي جلوگيري از انتشار گاز كربن دياكسيد به جو زمين، تثبيت شيميايي كربن دياكسيد با اپوكسيدها است كه علاوه بر كاهش انتشار كربن دياكسيد، كربناتهاي حلقوي با ارزش بالا نيز توليد ميكند كه در حلالهاي قطبي، الكتروليت در باتريهاي ليتيومي، داروسازي و پيشساز پليكربناتها كاربرد دارد.
براي انجام واكنش تثبيت شيميايي كربن دياكسيد، به دليل پايداري بالاي كربن دياكسيد، نيازمند استفاده از كاتاليست ميباشد. در اين پژوهش، كاتاليست مورد استفاده يك چارچوب فلز-آلي مس حاوي نانوذرات نقره (Ag@Cu-TDPAT) ميباشد كه با تترابوتيل آمونيوم برميد (TBAB) به عنوان كاتاليست همراه انتخاب گرديد. مواد اوليه ساده و در دسترس، فرايند ساخت كوتاهمدت و امكان استفاده بدون مرحله فعالسازي از مزاياي اين كاتاليست به شمار ميآيند.
همچنين اثر مشخصههاي مختلف مانند: مقدار كاتاليست، مقدار كاتاليست همراه، دما، فشار گاز كربن دياكسيد و زمان واكنش مورد مطالعه قرار گرفت و مجموعهاي از شرايط به عنوان مقادير بهينه واكنش تثبيت شيميايي انتخاب گرديد(65 ميليگرم كاتاليست، 100 ميليگرم كاتاليست همراه، دماي 110 درجه سانتيگراد، فشار 20 بار، مدت زمان 8 ساعت و 2 ميليليتر استايرن اپوكسيد).
كاتاليست Ag@Cu-TDPAT با مقادير بهينه و شرايط بدون حلال، براي واكنش حلقهزايي كربن دياكسيد به استايرن اپوكسيد، مورد استفاده قرار گرفت كه تبديل 92 درصدي استايرن اپوكسيد با انتخابگري 88 درصدي را نشان داد. در نهايت نيز مطالعهاي بر قابليت بازيابي كاتاليست صورت پذيرفت كه نشان دهنده پايداري كاتاليست بعد از چندين بار استفاده بود.
كليدواژه لاتين
Metal-organic framework , Chemical fixation of carbon dioxide , Epoxide , Heterogeneous catalyst , Silver nanoparticles
عنوان لاتين
Chemical fixation of carbon dioxide with epoxides in the presence of Cu-MOF containing Ag nanoparticles
گروه آموزشي
شيمي معدني
چكيده لاتين
With the increase of greenhouse gases in recent years, especially carbon dioxide, and the resulting major problems such as global warming, reducing carbon dioxide production and preventing its release into the Earth’s atmosphere has attracted significant attention. Among the methods of preventing the emission of carbon dioxide into the atmosphere is the chemical fixation of carbon dioxide with epoxides, which not only reduces carbon dioxide emissions but also produces high-value cyclic carbonates. These cyclic carbonates are used in polar solvents, electrolytes in lithium batteries, pharmaceuticals, and as precursors of polycarbonates.
To carry out the chemical fixation reaction of carbon dioxide, due to the high stability of carbon dioxide, the use of a catalyst is required. In this study, the catalyst used was a copper-based metal–organic framework containing silver nanoparticles (Ag@Cu-TDPAT), selected together with tetrabutylammonium bromide (TBAB) as a co-catalyst. The advantages of this catalyst include simple and accessible raw materials, a short synthesis process, and the possibility of use without an activation step.
Furthermore, the effects of various parameters such as the amount of catalyst, the amount of co-catalyst, temperature, carbon dioxide pressure, and reaction time were investigated, and a set of conditions was selected as the optimal values for the chemical fixation reaction (65 mg catalyst, 100 mg co-catalyst, temperature of 110 °C, CO₂ pressure of 20 bar, reaction time of 8 hours, and 2 ml styrene oxide).
The Ag@Cu-TDPAT catalyst under optimal conditions and in a solvent-free system was used for the cycloaddition reaction of carbon dioxide to styrene oxide, showing a 92% conversion of styrene oxide with 88% selectivity. Finally, a study was conducted on the recyclability of the catalyst, which demonstrated its stability after several uses.
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
150772
نويسنده