فهرست مطالب

فصل اول

1-1-کاتالیزگرها 2

1-1-1-انواع کاتالیزگرها 2

1-1-1-1-کاتالیزگر همگن.. 2

1-1-1-2-کاتالیزگر ناهمگن.. 3

1-1-2-روش­های افزایش سطح کاتالیزگر. 3

1-1-3-بسترکاتالیزگر. 4

1-1-3-1-کربن فعال. 5

1-1-3-1-1-انواع کربن فعال. 6

1-1-3-1-2-ساختار کربن فعال. 7

1-1-3-1-3-اندازه و ساختار منافذ کربن فعال. 8

1-1-3-1-4-ویژگی­های کربن فعال. 9

1-1-4-واکنش اپوکسایش کاتالیزوری آلکن­ها 10

1-1-4-2-اپوکسایش آلکن­ها با کاتالیزگرهای حاوی مولیبدن. 11

1-1-4-3-مروری بر کارهای گذشته. 12

فصل دوم

2-1-بررسی اپوسایش آلکن­ها توسط سیستم­های کاتالیزوری ناهمگن مولیبدن و بازشیف مولیبدن تثبیت شده بر روی کربن فعال عامل­دار شده 21

2-1-1-مواد بکار گرفته شده 21

2-1-2-دستگاه­های بکار گرفته شده 22

2-1-2-1-دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) 22

2-1-2-2-دستگاه آنالیز عنصری (CHN) 23

2-1-2-3-دستگاه طیف سنج فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) 23

2-1-2-4-دستگاه ICP. 23

2-1-2-5-دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 23

2-1-2-6-دستگاه آنالیز حرارتی (TG/DTA) 23

2-1-3-بررسی اپوکسایش آلکن­ها بوسیله ی سیستم­های کاتالیزوری ناهمگن مولیبدن تثبیت شده بر روی کربن فعال عامل­دار شده 24

2-1-3-1-عامل­دار کردن کربن فعال با گروه کربوکسیلیک اسید. 24

2-1-3-2-عامل­دار کردن کربن فعال با تیونیل کلراید. 24

2-1-3-3-تثبیت لیگاند دی­اتیلن­تری­آمین (dien) بر روی کربن فعال(AC) 25

2-1-3-4-واکنش سالیسیل آلدهید با کربن فعال عامل­دار شده 25

26

(acac) 26

(acac) 27

2-1-4-تهیه اکسنده اوره هیدروژن­پراکسید. 27

2-1-5-اپوکسایش آلکن­ها با ترشیوبوتیل هیدروژن پراکسید با کاتالیزگرAC-dien-MoO2(acac) ……………. 29

2-1-5-1-اثر نوع حلال. 28

2-1-5-2-اثر نوع اکسنده 28

2-1-5-3-اثر زمان. 29

2-1-5-4-اثر مقدار کاتالیزگر. 29

2-1-5-5-اثر مقدار اکسنده 30

2-1-5-6-اثر مقدار حلال. 30

2-1-5-7-اثر دما 30

2-1-5-8-بازیابی کاتالیزگر ناهمگن مولیبدن در اپوکسایش سیکلواکتن.. 31

(acac) 31

(acac) 31

فصل سوم

3-1-اهمیت و هدف از انجام پژوهش… 33

(acac. 36

3-2-2-آسیله کردن کربن فعال. 36

3-2-3-آمین­دار کردن کربن فعال. 37

(acac) 38

 

3-2-5-لیگاند باز شیف بر روی بستر کربن فعال. 39

(acac) 40

3-2-7-بررسی مورفولوژی با میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM.. 41

3-2-8-آنالیز عنصری CHN و ICP. 43

3-2-9-آنالیز حرارتی (TG/DTA) 43

3-3-بررسی ویژگی­های کاتالیزوری کاتالیزگرهای ناهمگن تهیه شده و بهینه سازی عوامل موثر در اپوکسایش سیکلواکتن   46

3-3-1-بررسی اثر نوع حلال. 46

3-3-2-بررسی اثر نوع اکسنده 50

3-3-3-بررسی اثر زمان. 52

3-3-4-بررسی اثر مقدار کاتالیزگر. 55

3-3-5-بررسی اثر مقدار اکسنده 57

3-3-6-بررسی اثر مقدار حلال. 60

3-3-7-بررسی اثر دما 62

(acac) در  اپوکسایش سیکلواکتن   65

(acac) در اپوکسایش آلکن­های دیگر  67

(acac) 70

3-4-نتیجه گیری.. 72

3-5-آینده نگری.. 74

پیوست.. 75

منابع: 76

فهرست شکل­ها

شکل 1-1: تصویری از کربن فعال پودری،گرانوله و فیبری و کربن نانوتیوب (به ترتیب از چپ به راست). 6

شکل 1-2: تصویر قطعات کربنی منحنی شکل، شامل حلقه­های پنج ضلعی، شش ضلعی، هفت ضلعی.. 7

شکل 1-3: انواع منافذ در کربن فعال. 8

شکل 1-4: مکانیسم شلدون در اپوکسایش آلکن­ها 10

شکل 1-5: مکانیسم شارپلس در اپوکسایش آلکن­ها 11

شکل 1-6: چرخه کاتالیزوری جابه جا شدن اکسیژن به اولفین­ها با اکسنده ترشیوبوتیل هیدروژن پراکسید و کاتالیزگر مولیبدن  12

 شکل 1-7: مراحل آماده سازی کاتالیزگر Mo-APTS-A. 14

شکل 1-8: شمای سنتزی کاتالیزگر L1@ACox-  MnII 15

@ACox-  MnII 16

(acac)@DAB-MWCNT]. 17

شکل 1-12: تثبیت کمپلکسی از مس روی سطح کربن فعال اصلاح شده 19

شکل 1-13: تثبیت کمپلکسی از نیکل روی سطح کربن فعال اصلاح شده. 19

26

(acac) 34

(acac) 35

شکل 3-3 : طیف FT-IR کربن فعال آسیل کلرایددار شده. 37

شکل 3-4 : طیف FT-IR کربن فعال عامل­دار شده با دی­اتیلن تری­آمین. 38

(acac). 39

شکل 3-6 : طیف FT-IR مربوط به AC-Schiff-base. 40

(acac. 41

شکل 3-8: SEM کربن فعال با بزرگنمایی­های 50 و100. 42

(acac) با بزرگنمایی­های 50 و 100. 42

شکل 3-10: نمودار تجزیه حرارتی کربن فعال. 44

(acac) 45

(acac) 45

(acac) 46

(acac. 48

(acac. 49

(acac) 51

(acac. 52

(acac. 53

(acac. 54

(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 56

(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 57

(acac) طی30 دقیقه. 58

(acacطی                 30 دقیقه. 59

(acac) طی30 دقیقه. 61

(acac) طی30 دقیقه. 62

(acac) طی30 دقیقه. 63

شکل 3-27: بررسی اثر دما در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میل­مول TBHP به­عنوان اکسنده در 1میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن با 20 میلی­گرم کاتالیزور AC-Schiff-base-MoO2(acac)                     طی30 دقیقه. 64

(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0    میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 66

(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 67

(acac) 71

فهرست جدول­ها

جدول2-1: مشخصات دستگاه کروماتوگرافی گازی ………………………………………………………………………………………………………23

جدول3-1: بررسی اثر نوع حلال در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلو­اکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر AC-dien-MoO2(acac)………………….49

(acac) 49

(acac). 50

(acac). 51

(acac). 53

(acac). 54

(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 55

(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 56

(acac) طی30 دقیقه. 58

(acac) طی30 دقیقه. 59

(acac) طی30 دقیقه. 61

(acac) طی30 دقیقه. 61

(acac) طی30 دقیقه. 63

(acac) طی30           دقیقه. 64

(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0  میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلیمول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 65

(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی مول  TBHPبه عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 66

جدول3-17: بررسی ویژگی کاتالیزوری کاتالیزگر AC-dien-MoO2(acac) در اپوکسایش 5/0میلی­مول از سایر آلکن­ها با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، در 1 میلی لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 68

جدول 3-18: بررسی ویژگی کاتالیزوری کاتالیزگر AC-Schiff-base-MoO2(acac) در اپوکسایش 5/0میلی مول از سایر آلکن ها با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 69

(acac) با سیستم­های کاتالیزوری مشابه  73

 

چکیده

افزایش نگرانی­های زیست محیطی و پیشرفت فرایندهای شیمی سبز، جایگزینی کاتالیزگرهای همگن را با انواع ناهمگن آن ضروری کرده است. در این پژوهش کربن فعال به­سبب خواص ویژه­ای که دارد به­عنوان یک بستر مناسب بکار گرفته شد. مهمترین این خواص مقاومت در محیط­های اسیدی و بازی، ارزان قیمت بودن، تخلخل و مساحت سطح بالا و امکان بازیافت فلزات با سوزاندن بستر می­باشد. در این تحقیق، ابتدا کربن فعال عامل­دار شده با گروه کربوکسیلیک اسید با تیونیل­کلراید،کلردار و سپس لیگاند دی­اتیلن تری­آمین جایگزین کلر گردید و در ادامه کمپلکس مولیبدن به کربن فعال عامل­دار شده افزوده و کاتالیزگر ناهمگنAC-dien-MoO2(acac)  تهیه شد. برای کاتالیزگر ناهمگن          AC-Schiff-base-MoO2(acac) پس از اتصال لیگاند دی­اتیلن­تری­آمین به کربن فعال آسیل­کلرایددار شده، در مرحله بعد با رفلاکس بوسیله سالسیل­آلدهید در اتانول گروه آمین به باز­شیف تبدیل و سپس کمپلکس مولیبدن افزوده و کاتالیزگر ناهمگن تهیه شد. این کاتالیزگرها با تکنیک­های CHN،TG/DTA ، FT-IR، SEM وICP  مورد بررسی قرار گرفتند سپس در اپوکسایش آلکن­های مختلف بکار گرفته شدند. همچنین فرایند کاتالیزوری برای پارامترهای مختلفی مانند مقدار کاتالیزگر،