در بخش اول پایان‌نامه، هیدروژل طبیعی ریحان کوهی به عنوان بستر متخلخل در ساخت کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O بوسیله‌ی نمک مس(Ⅱ) کلرید 2 آبه با روش هیدروترمال سنتز شد و در واکنش سنتز مشتقات پروپازیل آمین از طریق واکنش جفت شدن A3 استفاده شد، ساختار کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O با روش‌های مختلفی مانند: EDX,BET,TEM ،FE-SEM ،TGA ،XRD ،FT-IR شناسایی شد. کاتالیزور پس از واکنش به آسانی از مخلوط واکنش جدا شد و چندین مرتبه بدون کاهش چشمگیری در عملکردشان مورد استفاده قرار گرفت.
در بخش دوم پایان‌نامه ازکاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O که با نمک مس (ⅠⅠⅠ) نیترات سه آبه در حمام روغن سنتز شد در واکنش سنتز مشتقات دای فنیل استیلن از طریق واکنش جفت شدن سونوگاشیرو استفاده شد. ساختار کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O با روش‌های مختلفی مانند: EDX,BET,TEM ،FE-SEM ،TGA ،XRD ،FT-IR شناسایی شد که بازده بالایی را به همراه داشت. می توانید این پژوهش رشته شیمی آلی را به صورت فایل word دانلود نمایید.
مقدمه
تاریخچه استفاده از کاتالیست به 2000 سال قبل باز می‌گردد. در سال1835 برزیلیوس مشاهدات شیمیدانان پیشین را جمع‌بندی نمود و اظهار داشت مقادیر کوچکی از یک عامل خارجی این توانایی را دارا هستند تا واکنش‌های شیمیایی را به شدت تحت تاثیر قرار دهند. این نیروی شگفت انگیز که به مواد اعمال می‌شود را نیروی کاتالیزگری نام نهادند. در سال 1894 استوالد نظریه ی برزیلیوس را گسترش داد. بر طبق اظهارات او کاتالیزگرها موادی هستند که بدون اینکه خود مصرف شوند، سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش می‌دهند. امروزه کاتالیزگرها نقش بزرگی در اقتصاد جهانی دارند . اساسا کاتالیزگرها به عنوان یک ترکیب شیمیایی در نظر گرفته می‌شوند که قادر به اعمال اثر تسریع کنندگی واثر جهت دهندگی بر پیشرفت واکنش می‌باشند که از نظر ترمودینامیکی امکان پذیر است. [1[
کاتالیزور یک جزء مهم از شیمی سبز است و امروزه یکی از چالش‌های شیمی دانان طراحی و استفاده از کاتالیزورهای سازگار با محیط زیست است . یک کاتالیزور پایدار و سبز باید دارای خواصی مانند هزینه آمادهسازی پایین، فعالیت بالا، گزینش‌پذیری بالا، پایداری بالا و قابلیت بازیافت خوب باشد. [2]
انواع کاتالیست
کاتالیست ها را به طور کلی به دو دسته همگن و ناهمگن تقسیم بندی می‌کنند.کاتالیزور همگن که در محیط واکنش محلول می‌باشد و با واکنش دهنده‌ها در یک فاز هستند و از فعالیت و گزینش پذیری بالایی برخوردارهستند اما به دلیل عدم قابلیت بازیافت با مشکل روبرو هستند. [3]کاتالیزورهای ناهمگن در محیط واکنش نامحلول می‌باشند و در فاز متفاوتی با واکنش دهنده‌ها هستند. برتری کاتالیزورهای ناهمگن نسبت به کاتالیزورهای همگن قابلیت جداسازی آسان آن‌ها از محیط واکنش و امکان استفاده مجدد از آن‌ها می‌باشد. ازجمله معایب کاتالیزورهای ناهمگن می‌توان به عدم تکرارپذیری مناسب و مشکل نفوذ اجزای واکنش به سطوح آن‌ها اشاره کرد . [3]در طول چند دهه اخیر کاتالیزور و واکنش‌های کاتالیزوری ناهمگن به جهت کاربردهای آن‌ها در داروسازی و صنایع شیمیایی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. [4]
فناوری نانو
موضوع فناوری نانو اولین بار توسط ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی در همایش جامعه فیزیک امریکا در سال 1959 میلادی مطرح شد ، جمله معروف او" آنچه من می‌خواهم به شما بگوییم، مسئله دستکاری و کنترل اشیاء در مقیاس کوچک است و تردیدی وجود ندارد که در یک نوک سوزن آنقدر جا هست که بتوان تمام دایره المعارف بریتانیا را جا داد" رهیافت بسیار خوبی برای پیشرفت فناوری نانو در زمان خودش بود.
یکی از جامع ترین تعاریف نانو به این صورت است که توسعه‌ی فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی، مولکولی و یا ماکرومولکولی در مقیاس اندازه‌ی 1 تا 100 نانومتر در راستای خلق و استفاده از ساختار ها و ابزار ها و سیستم‌هایی که به دلیل اندازه‌ی کوچک یا حد متوسط آن‌ها، خواص و عملکرد نوینی را ارائه می‌دهند و به انسان،توانایی کنترل یا دستکاری در سطوح اتمی مواد را می‌دهد، زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرار می‌گیرد خصوصیات ذاتی آن‌ها شامل رنگ ، استحکام ، مقاومت در برابر خوردگی و ... دچار دگرگونی می‌شود.
ذرات نانو بسته به ابعادشان در چهار دسته طبقه بندی می‌شوند:
ذرات صفر بعدی (مانند ذرات کروی که قطر آن‌ها زیر 100 نانومتر می‌باشد) ، ذرات یک بعدی (مانند نانو وایرها)، ذرات دو بعدی (مانند فیلم نازک)، ذرات سه بعدی ( مانند مواد با ساختار نانو).
در حقیقت اگر تفاوت فناوری نانو را با دیگر فناوری ها به طور دقیق مشخص نماییم می‌توانیم به وجود "عناصر پایه" به عنوان یک معیار اشاره کنیم. [9]
فهرست مطالب
فصل اول مقدمه و کلیات 1
1-1 مقدمه ای بر کاتالیست 2
1-2 انواع کاتالیست 3
1-3 شیمی فلزات واسطه 3
1-3-1 مقدمه‌ایی از فلزات واسطه به عنوان کاتالیزور 4
1-4 فناوری نانو 5
1-5 نانو ذرات 5
1-5-1- معايب و مشكلات به كارگيري نانو ذرات 5
1-5-1-1 روش‌هاي مختلف براي جلوگيري از تجمع نانوذرات 6
1-5-2 معرفي نانوكامپوزيت 6
1-5-3 کلیاتی از نانو ذرات مس 7
1-5-3-1 خواص نانو ذرات مس 7
1-5-3-2 کاربرد مس در زمینه کاتالیزوری 8
1-6 مس اکسید 8
1-6-1 مس(Ⅱ) اکسید 8
1-6-2 کاربردهای کاتالیستی ترکیبات حاوی مس (Ⅱ) در واکنش های مختلف 9
1-6-2-1 مس (Ⅰ) اکسید 13
1-6-3 کاربردهای کاتالیستی ترکیبات حاوی مس (Ⅰ) در واکنش های مختلف 15
1-7 کربن 18
1-7-1 کربن فعال 19
1-7-2 مواد اولیه‌ي تولید کربن فعال 20
1-7-3 مراحل تولید کربن فعال 21
1-7-3-1 کربونیزاسیون 21
1-7-3-2 فعالسازی 21
1-8- هیدروژل 22
1-8-1 ویژگی هیدروژل‌ها 23
1-8-2-انواع هیدروژل‌ها 23
1-9- بذر دانه ریحان 24
1-9-1- مروري بر كارهاي انجام شده با بذر و موسيلاژ ریحان كوهي 25
1-10 واکنش‌های چند جزئی 26
1-10-1 واکنش‌های A3 27
1-11 واکنش‌های جفت شدن 29
1-11-1 واکنش‌هاي جفت شدن متقاطع 29
1-11-2 واکنش‌های جفت شدن یکسان 30
1-12- واکنش‌های سونوگاشیرو 30
1-13 روش ماکروویو 30
1-13-1 تاریخچه‌ی روش مایکروویو 31
1-13-2- شیمی امواج ماکروویو 32
فصل دوم بخش تجربی 36
2-1 دستگاه‌ها و تجهیزات آزمایشگاهی 37
2-2 مواد شیمیایی 37
2-3 آماده سازی دانه ریحان به عنوان بستری برای کاتالیزور 38
2-3-1آماده سازی کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O 38
2-4 بررسی فعالیت کاتالیزوری Basil Seed-Cu-CuO-Cu2O در واکنش A3 کوپلینگ 38
2-4-1 بهینه سازی شرایط واکنش A3 کوپلینگ با استفاده از کاتالیزور Basil seed- Cu-CuO-Cu2O 39
2-4-2 سنتز مشتقات پروپارژیل آمین در شرایط بهینه با استفاده از کاتالیزور Basil seed- Cu-CuO-Cu2O 40
2-4-3 مکانیسم پیشنهادی سنتز پروپاژیل آمین 43
2-5 مراحل تهیه کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O در شرایط حمام روغن 44
2-5-1 بررسی فعالیت کاتالیزوری Basil seed- Cu-CuO-Cu2O در واکنش سونوگاشیرو در شرایط ماکروویو 44
2-5-2 بهینه سازی شرایط واکنش سنتز مشتقات دای فنیل استیلن با کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2O 45
2-5-3 سنتز مشتقات دای فنیل استیلن در شرایط بهینه با استفاده از کاتالیزور Basil seed- Cu-CuO-Cu2O 46
2-5-4 مکانیسم پیشنهادی سنتز دای فنیل استیلن 49
فصل سوم بحث و نتیجه‌گیری 50
3-1 آمادهسازی کاتالیزور Basil seed-Cu-CuO-Cu2Oتوسط روش کوره تحت خلاء و حمام روغن وبررسی فعالیت کاتالیزوری آن در سنتز پروپاژیل آمین و دای فنیل استیلن 51
3-2 شناسایی کاتالیزور 51
3-2-1 آناليز طيف سنجي مادون قرمز (FT-IR) 51
3-2-2 آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) 53
3-2-3 تجزیه وزنی _ حرارتی (TGA) 54
3-2-4 نمودار جذب/ واجذب نيتروژن (BET) 55
3-2-5 ميكروسكوپ الكتروني روبشي- نشر ميدان (FE_SEM) 56
3-2-6 طيف سنجي پراش انرژي پرتو X 58
3-2-7 آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 59
3-2-8 بازیافت کاتالیزور 61
منابع و مراجع 62
فهرست جداول
جدول 2-1- بهینه سازی شرایط واکنش A3 کوپلینگ در حضور کاتالیزورBASIL SEED-CU-CUO-CU2O 40
جدول 2-2- مشتقات پروپاژیل آمین در شرایط بهینه 41
جدول2-3- بهینه سازی شرایط واکنش در سنتز دای فنیل استیلن 46
جدول 2-4- مشتقات دای فنیل استیلن در شرایط بهینه 47