سنتز مشتقات باي فنيل از طريق واكنش جفت شدن سوزوكي و حذف رنگ¬هاي آلي با استفاده از كاتاليست‌هاي بيسموت بر بستر پليمرآلي

1402/07/11

چكيده واكنش‌هاي فتوكاتاليستي در شيمي آلي به دليل توانايي آن‌ها در استفاده از انرژي نور براي انجام تغييرات شيميايي كه در شرايط معمولي نياز به شرايط سخت دارند يا اصلاً رخ نمي‌دهند، بسيار مهم هستند. اين واكنش‌ها با استفاده از منابع انرژي نوراني كم‌انرژي يا نور خورشيد باعث افزايش سرعت واكنش‌هاي شيميايي و تجزيه آلاينده‌هاي آلي مي‌شوند و از اين طريق فرآيندهاي سازگار با محيط‌زيست را ايجاد مي‌كنند. لذا در اين پروژه كامپوزيت Bi2S3/Bi2O3 با استفاده از يك روش ساده هيدروترمال بدون نياز به استفاده از مواد سمي به عنوان سورفكتانت يا حلال سنتز شد و از آنجايي كه پوشش‌هاي پليمري با محافظت از سطح، بهبود انتخاب‌پذيري، و تثبيت سايت‌هاي فعال، عملكرد كاتاليستي اكسيدهاي فلزي را افزايش مي‌دهند Bi2S3/Bi2O3 با استفاده از پلي پيرول (Bi2S3/Bi2O3-PPy) و پلي تنگستيك اسيد (Bi2S3/Bi2O3-PTA) پوشش داده شد. كامپوزيت‌هاي تهيه شده سپس با استفاده از روشهاي مختلف طيف سنجي شامل پراش اشعه ايكس (XRD) طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري (SEM &TEM)، طيف سنجي فتولومينسانس (PL) و طيف سنجي بازتابي (DRS) مشخصه يابي شدند. سپس، قابليت فتوكاتاليستي Bi2S3/Bi2O3-PPy در واكنش جفت شدن متقابل سوزوكي و Bi2S3/Bi2O3-PTA در حذف آلودگي رودامين بي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه Bi2S3/Bi2O3-PPy به عنوان يك كاتاليست مقرون به صرفه با روش تهيه آسان، با بازده بالا و شرايط واكنش ملايم از طريق واكنش جفت شدن متقابل سوزوكي منجر به تهبه مشتقات بي فنيل شد. همچنين، Bi2S3/Bi2O3-PTA فعاليت فتوكاتاليستي بسيار خوبي در تخريب رودامين بي با راندمان تخريب 96/99 درصد نشان داد. واژگان كليدي: واكنش جفت شدن متقاطع سوزوكي، رنگ آلي، رودامين بي، سولفيد بيسموت، اكسيد بيسموت Abstract: Photocatalytic reactions are crucial in organic chemistry due to their ability to carry out chemical reactions that typically require harsh conditions or cannot be performed by using light energy. Utilizing low-energy light sources or sunlight, these reactions accelerate chemical processes and degrade organic pollutants, promoting eco-friendly procedures. In this project, Bi2S3/Bi2O3 composite was synthesized using a simple hydrothermal method without using toxic surfactants or solvents. Since polymer coatings enhance the performance of metal oxide catalysts by protecting the surface, improving selectivity, and stabilizing active sites, Bi2S3/Bi2O3 was coated with polypyrrole (Bi2S3/Bi2O3-PPy) and phosphotungstic acid (Bi2S3/Bi2O3-PTA). The prepared composites were then characterized using various spectroscopic techniques, including X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning and transmission electron microscopy (SEM & TEM), photoluminescence spectroscopy (PL), and diffuse reflectance spectroscopy (DRS). Subsequently, the photocatalytic capability of Bi2S3/Bi2O3-PPy was investigated in the Suzuki cross-coupling reaction, and Bi2S3/Bi2O3-PTA in the degradation of Rhodamine B. The results demonstrated that Bi2S3/Bi2O3-PPy, as a cost-effective catalyst with a straightforward preparation method, led to the synthesis of biphenyl derivatives with high yield and mild reaction conditions through the Suzuki cross-coupling reaction. Additionally, Bi2S3/Bi2O3-PTA exhibited excellent photocatalytic activity in the degradation of Rhodamine B, with a degradation efficiency of 99.96%. Keywords: Suzuki cross-coupling reaction, organic dye, rhodamine B, bismuth sulfide, bismuth oxide

234540

دانشگاه جيرفت

دكتر محمد جواد جهانشاهي

دكتر محبوبه زاهدي فر /دكتر راضيه السادات رضوي