سنتز و شناسايي نانوكاتاليزگر جديد مغناطيسي هسته-پوسته عامل‌دار شده با 6،4،2 تريس (هيدرازينو)-5،3،1-تري‌آزين و بررسي عملكرد كاتاليزگري آن در سنتز تركيبات هتروسيكلي با رويكرد واكنش‌هاي چندجزئي

كارشناسي ارشد

نانوكاتاليزگرها، دسته‌اي از كاتاليزگرها مي‌باشندكه به منظور افزايش مساحت و كارايي آن‌ها توسط شيميدان‌ها پيشنهاد شده‌اند. نانوكاتاليزگرها داراي پايداري و گزينش‌پذيري بالا و فعاليت نسبتاً خوب هستند. اين خواص با بهينه كردن اندازه، شكل، ساختارهاي الكتروني، پايداري شيميايي و گرمايي نانو مواد ويژه به دست مي‌آيد. براي تغيير دادن و بهينه كردن خواص فيزيكي و شيميايي و براي استفاده هدفمند از آن‌ها به منظور تسهيل واكنش‌هاي شيميايي و يا تهيه‌ي محصولات جديد در زمينه هاي مختلف تحقيقاتي، معمولاً سطح اين نانو ذرات با گروه‌هاي مختلف شيميايي عامل‌دار مي‌شوند. به اين ذرات كه سايز آن‌ها در مقياس نانو مي‌باشد و سطح آن‌ها عامل‌دار شده است نانوذرات هسته/پوسته گويند. در طراحي ساختار اين نوع از نانوكاتاليزگرها معمولاً از هسته‌هايي استفاده مي‌شود كه داراي خاصيت مغناطيسي باشند. در نتيجه بعد از اعمال اثر در تسهيل واكنش‌ها و تكميل فرآيند واكنش، به راحتي با استفاده از يك آهنربا از مخلوط واكنش قابل جداسازي باشند. به عنوان مثال نانوكاتاليزگرها با هسته اكسيد آهن كه به واسطه‌ي حضور عنصر آهن خصلت مغناطيسي دارند. روي اين هسته مي‌توان پوسته‌ايي از جنس سيلان قرار داد و روي آن پوسته گروه عاملي مورد نظر را قرار داد كه بسته به نوع كاربردي كه براي نانوكاتاليزگر مد نظر مي‌باشد، اين تركيبات متفاوت هستند. اين پروژه در مورد سنتز و شناسايي نانوكامپوزيت متخلخل مغناطيسي با مورفولوژي كروي با روش آسان و بازده بالا مي‌باشد. به اين ترتيب كه ابتدا نانوذرات اكسيد آهن پوشش داده شده با سيلان سنتز شد. سپس 6،4،2 تريس (هيدرازينو)-5،3،1-تري‌آزين با نشستن بر روي سطح نانوذرات هسته/پوسته اصلاح شده با كلر عامل‌دار شد.. اين كاتاليزگر به عنوان كاتاليزگر ناهمگن قابل بازيافت در واكنش‌هاي سه‌جزئي تهيه‌ي طيف وسيعي از مشتقات تتراهيدروبنرو پيران كه داراي خواص مختلف زيستي و دارويي هستند به كار گرفته شد. اين تركيبات با ارزش با بهره‌هاي خوب تا عالي و تحت شرايط ملايم واكنش با خالص‌سازي آسان و كاهش قابل ملاحظه زمان واكنش تهيه شدند. اين كاتاليزگر فعاليت كاتاليزگري بالا و هم‌چنين پايداري قابل ملاحظه در محيط واكنش از خود نشان داد. هم‌چنين استفاده از اين كاتاليزگر براي محيط زيست بي‌ضرر مي‌باشد. به منظور تاييد ساختار اين كاتاليزگر از آناليزهاي متعددي نظير FT-IR، EDX، ،TGA، VSM، SEM و XRD استفاده شد. يكي از مهم‌ترين مزاياي اين كاتاليزگر قابليت بازيافت است كه پس از 6 بار استفاده در واكنش مدل هم‌چنان داراي خاصيت كاتاليزگري بالايي است. تأييد ساختار كاتاليزگر بازيافتي توسط FT-IR، EDX و VSM انجام شد. به علاوه اين كاتاليزگر داراي خاصيت مغناطيسي بالايي است. مقدار اشباع مغناطيسي كاتاليزگر در منحني VSM emu g−1 23 بود كه تأييدي بر اين مساله است. خاصيت مغناطيسي بالاي كاتاليزگر موجب مي‌شود كه فرآيند جداسازي با استفاده از يك مغناطيس خارجي به راحتي امكان‌پذير باشد.

194851

دانشگاه علم و صنعت ايران

علوم و فناوري نانو - نانوشيمي

دكتر علي ملكي