دانلود پروژه:تهیه و شناسایی کمپلکس مولیبدن در ابعاد نانو، استفاده از آن در تهیه نانو ذرات اکسید مولیبدن و بررسی خواص کاتالیستی آن در اکسایش الکل¬ها

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                       صفحه

فصل اول………………………………………………………………………………………………………………………… 1

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

1-1- تاریخچه باز شیف…………………………………………………………………………………………………… 1

1-2- تعریف بازهای شیف……………………………………………………………………………………………….. 2

1-3 روش تهیه لیگاندهای باز شیف………………………………………………………………………………….. 2

1-4- مکانیسم سنتز بازهای شیف…………………………………………………………………………………….. 2

1-5- خصلت بازی بازهای شیف……………………………………………………………………………………….. 4

1-6- طبقه بندی بازهای شیف…………………………………………………………………………………………. 4

1-6-1طبقه بندی بازهای شیف بر اساس تعداد اتمهای دهنده……………………………………….. 4

1-6-2- طبقه بندی بازهای شیف بر اساس تقارن…………………………………………………………. 5

1-6-3- طبقه بندی لیگاندهای باز شیف بر اساس نوع اتم کوئوردینه شونده…………………… 6

1-7 – خواص اسپکتروسکوپی بازهای شیف……………………………………………………………………….. 6

1-8- اهمیت و کاربرد بازهای شیف…………………………………………………………………………………… 6

1-9- نانو چیست؟………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-10- نانو فناوری چیست؟…………………………………………………………………………………………….. 7

1-11- نانو ذرات و نانو ساختار­ها……………………………………………………………………………………… 8

1-12- روشهای سنتز نانو ذرات………………………………………………………………………………………… 8

1-12-1-سنتز نانو ذرات به روش فاز بخار…………………………………………………………………… 9

1-12-2- ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﺑﻪ روش ﻓﺎز ﺟﺎﻣﺪ………………………………………………………………… 9

1-12-3-ﺳﻨﺘﺰ ﻧﺎﻧﻮ ذرات از ﻓﺎز مایع……………………………………………………………………………. 9

1-12-3-1- روش سل-ژل……………………………………………………………………………………… 10

1-12-3-2- روش هم رسوبی………………………………………………………………………………….. 10

1-12-3-3- روش میکرو امولسیون………………………………………………………………………………………………………………… 11

1-12-3-4- روش هیدروترمال………………………………………………………………………………… 11

1-12-4- استفاده از سونو شیمی در تولید نانو ذرات…………………………………………………….. 12

1-13- روشهای شناسایی و آنالیز مواد نانو ساختار……………………………………………………………… 14

1-14- اکسیدهای فلزی نانو ساختار…………………………………………………………………………………. 16

عنوان                                                                                                                       صفحه

1-14-1-کاربرد اکسیدهای فلزی نانو ساختار. 17

1-14-2- اکسید مولیبدنیوم (VI). 17

1-14-3 -کاربردهای نانو ذرات اکسید مولیبدنیوم. 18

1-15- کاتالیزور. 19

1-15-1- طبقه بندی کاتالیزورها: 19

1-15-1-1-کاتالیزور همگن.. 19

1-15-1-2-کاتالیزور ناهمگن.. 19

1-15-1-3-کاتالیزورآنزیمی.. 20

1-16- نانو کاتالیست­ها 20

1-16-1- دلالیل وجود خواص کاتالیستی در نانو مواد. 22

1-16-2- ویژگی­های نانوکاتالیست… 22

1-17- مروری بر پژوهش­های انجام شده برای سنتز اکسید مولیبدن.. 24

فصل دوم. 82

بخش تجربی.. 28

2-1-اهداف و موضوعات مورد بحث… 28

2-2- مواد و وسایل و دستگاه­های مورد استفاده. 28

2-2-1- مواد و حلال­های استفاده شده. 28

2-2-2- وسایل و دستگاه­ها مورد استفاده. 29

2-3- سنتز نمک دی اکسو مولیبدنیوم (VI) استیل استونات[MoO₂(acac)₂]. 30

2-4- سنتز لیگاند باز شیف سه دندانه 2-] (2- هیدروکسی-1و1- دی متیل-اتیل ایمینو)-    متیل[ – فنول (H₂L)  30

2-5- سنتز کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] (1). 30

2-6- سنتز نانو کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] با استفاده از روش سولوترمال.. 31

2-7- سنتز نانو کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] با روش سونو شیمیایی.. 31

2-8- سنتز مولیبدنیوم تری اکسید.. 31

2-9- استفاده از نانو کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] (1) به عنوان کاتالیزور در واکنش اکسایش الکل­ها 32

عنوان                                                                                                                       صفحه

2 -9-1- روش کار عمومی برای اکسایش الکل­ها توسط هیدروژن پراکسید در حضور کاتالیست [Mo(O2)(HL) (CH3OH)]         32

2-9-2- بررسی اثر دما در اکسایش بنزیل الکل در حضور کاتالیست [Mo(O2) (HL) (CH3OH)]    32

2-9-3- بررسی مقدار کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] در اکسایش الکلها توسط هیدروژن پراکسید       33

2-9-4- بررسی اثر اکسیژن دهنده هیدروژن پراکسید در اکسایش بنزیل الکل در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]     33

  2-9-4-1- هیدروژن پراکسید (H₂O₂) ………………………………………………………………….. 33

2-9-4-2-  اوره هیدروژن پراکسید (UHP)………………………………………………………….. 34

2-9-4-3- ترشیو بوتیل هیدروژن پراکسید.(TBHP)…………………………………………….. 34

2-9-4-4- سدیم پریدات(NaIO₄)………………………………………………………………………. 34

2-10-5- بررسی اثر و انتخاب حلال مناسب در اکسایش یا الکلها توسط هیدروژن پراکسید در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] 34

فصل سوم……………………………………………………………………………………………………………………. 36

بحث و نتایج………………………………………………………………………………………………………………… 36

3-1- سنتز و شناسایی لیگاند باز شیف سه دندانه 2-[(2-Hydroxy-1,1-dimethyl-ethylimino)-methyl]-Phenol (H₂L)        36

3-1-1- طیف IR FT- لیگاند باز شیف H₂L………………………………………………………… 37

3-1-2- طیف NMR ¹H- لیگاند باز شیف H₂L……………………………………………………… 37

3-1-3- طیف ¹³C-NMR لیگاند باز شیف H₂L……………………………………………………… 38

3-1-4- طیف UV-Vis لیگاند باز شیف H₂L در حلال متانول…………………………………. 39

3-2- سنتز و شناسایی کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]……………………………………… 40

3-2-1- طیف IR FT- کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]………………………………………. 40

3-2-2- طیف UV-Vis کمپلکس[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]  در حلال متانول……. 40

3-2-3- بررسی تجزیه حرارتی کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] …………………… 42

3-2-4- آنالیز عنصری……………………………………………………………………………………………. 43

3-2-5-تهیه کمپلکس(1)در ابعاد نانو با استفاده از روش سولوترمال و سونو شیمیایی……. 44

عنوان                                                                                                                       صفحه

3-2-5-1- طیف IR   FT-کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]……………………… 44

3-2-5-2- طیف XRD کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]…………………………. 45

3-2-5-3- بررسی اثر حلال در روش سونو شیمیای……………………………………………….. 47

3-2-5-4- بررسی اثر غلظت مواد اولیه در رو سونو شیمیایی………………………………….. 49

3-2-5-5- بررسی اثر مدت زمان زمان استفاده از امواج فراصوت در روش سونوشیمیایی…….. 51

3-3- تهیه اکسید مولیبدنیوم با استفاده از نانو کمپلکس………………………………………………….. 52

3-3-1- طیف IR FT- نانو تری اکسید مولیبدنیوم…………………………………………………… 52

3-3-2- طیف XRD مولیبدنیوم تری اکسید…………………………………………………………… 53

3-3-3- نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تری اکسید مولیبدنیوم………………… 54

3-4- ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و بررسی ﻓﻌﺎﻟﯿﺖﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰوري نانو ﮐﻤﭙﻠﮑﺲ[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]  در واکنش اکسایش الکلها      55

3-4-1- بررسی اثر مقدار کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]  در اکسایش بنزیل الکل توسط هیدروژن پراکسید       55

3-4-2- بررسی اثر اکسیژن دهندههای مختلف در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]      56

3-4-3- بررسی اثر نوع حلال در اکسایش بنزیل الکل توسط هیدروژن پراکسید در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]   57

3-4-4- بررسی اثر زمان در اکسایش بنزیل الکل توسط هیدروژن پراکسید در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]         58

3-4-5- بررسی تاثیر دما در اکسایش بنزیل الکل در حضورکاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]    59

3-4-6- بررسی امکان استفاده مجدد از کاتالیزور………………………………………………………. 60

3-4-7- مکانیسم اکسایش الکل­ها توسط هیدروژن پراکسید در حضور کاتالیست [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]  61

3-4-8- بررسی نتایج اکسایش انواع مختلف الکلها در حضورکاتالیزور[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]     62

3-4-9- مطالعه تاثیر عوامل الکترونی و فضایی در اکسایش الکلها………………………………. 64

عنوان                                                                                                                       صفحه

3-5- نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………… 65

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………. 666

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                       صفحه

شکل 1-1: محصول واکنش نمک استات مس (II) با 2- هیدروکسی بنزالدهید و آمین.. 1

شکل 1-2: نمای کلی از واکنش تشکیل باز شیف… 2

شکل 1-3: مکانیسم سنتز باز شیف… 3

شکل 1-4: مکانیسم تجزیه ی باز شیف… 4

شکل 1-5: لیگاند دو تا هفت دندانه باز شیف ] 16-11[ 5

شکل 1-6: الف: نمونه ای از لیگاند باز شیف متقارن ، ب : نمونه ای از لیگاند باز شیف نا متقارن.. 5

شکل 1-7: ساختار کریستالی ارتورومبیک MoO₃ 18

شکل 1-8: ساختار کریستالی مونوکلینیک MoO₃ 18

شکل 1-9: نانو ذرات MoO₃ سنتز شده توسط رشیدی و همکاران…………………………………………………………….. 24

شکل 1-10: نانو ذرات تسمه­ای شکل  MoO₃توسط سیکیلاتو و همکاران………………………………………………. 25

شکل 1-11: کمپلکس شیف باز سنتز شده توسط رضائی فر و همکاران…………………………………. 26

شکل 1-12: کمپلکس باز شیف دو هسته­ای مولیبدنیوم اکسازولین سنتز شده توسط مقدم و همکاران   26

شکل 1-13: کمپلکس مولیبدنیوم استیلید سنتز شده توسط بیرادار و همکاران………………………. 27

شکل2-1: واکنش تهیه لیگاند H₂L…………………………………………………………………………………… 30

شکل 2-2: واکنش تهیه کمپلکس[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]………………………………………… 31

شکل 2-3: اکسایش بنزیل الکل در حضور کاتالیزور[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]……………….. 32

شکل3-1: طیف IR لیگاند (H₂L)……………………………………………………………………………………. 37

شکل 3-2 : طیف ¹H-NMR لیگاند (H₂L)……………………………………………………………………… 38

شکل 3-3: طیف C-NMR¹³ لیگاند(H₂L)……………………………………………………………………….. 39

شکل 3-4: طیف UV-Vis لیگاند باز شیف H₂L در حلال متانول………………………………………. 40

شکل 3-5:  طیف FT-IR کمپلکس بالک[Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] در قرص kBr……….. 41

شکل 3-6: طیف UV-Vis کمپلکس در حلال متانول با غلظت M ^4-10……………………………… 42

شکل3-7: منحنیهای تجزیه حرارتی کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)]………………………. 43

شکل 3-8: طیف FT-IR (a) کمپلکس بالک (b) نانو کمپلکس تهیه شده به روش سونوشیمیایی (c) نانو کمپلکس تهیه شده به روش سولوترمال   44

عنوان                                                                                                               صفحه

شکل 3-9: الگوی XRD (a) کمپلکس تک بلور (b) نانو کمپلکس تهیه شده به روش
سونوشیمیایی (c) نانو کمپلکس تهیه شده به روش سولوترمال. 45

شکل3-10: تصاویر SEM نانو کمپلکس تهیه شده به روش سولوترمال. 46

شکل3-11: تصلویر SEM نانو کمپلکس تهیه شده به روش سونوشیمیایی در مدت زمان min80 (a) در حلال متانول و کلروفرم (b) در حلال متانول  48

شکل3-12: تصاویر SEM نانو میله تهیه شده به روش سونوشیمیایی در حلال متانول و کلروفرم با غلظتهای مختلف (a) نمونه شماره 1 (b) نمونه شماره 3 (c) نمونه شماره 4 (d) نمونه شماره 5. 49

شکل3-13: تصاویر SEM نانو ذرات کمپلکس تهیه شده به روش سونوشیمیایی در حلال متانول با غلظتهای مختلف (a) نمونه شماره 2 (b) نمونه شماره 6 (c) نمونه شماره 7 (d) نمونه شماره 8. 50

شکل 3-14: تصاویر SEM (a) نمونه شماره 9 (b) نمونه شماره 10 در مدت زمان min40. 51

شکل 3-15: طیف FT-IR  نانو کمپلکس مولیبدنیوم تری اکسید. 52

شکل 3-16: الگوی پراش پودری اشعه X نانو ذرات تری اکسید مولیبدنیوم. 53

شکل 3-17: تصاویر SEM نانو ذرات تری اکسید مولیبدن تهیه شده از (a) روش سونوشیمیایی نمونه شماره 8 (b) روش سونوشیمیایی نمونه شماره 1 (c)  روش سولوترمال. 54

شکل 3-18: طیفIR  FT- کاتالیست بازیابی شده 61

شکل 3-19: مکانیسم نحوه عملکرد کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] به عنوان کاتالیست در اکسایش الکلها در حضور اکسیژن دهنده هیدروژن پراکسید. 61

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                           صفحه

ﺟﺪول(1 -1) ﻣﻬﻢ ﺗﺮﯾﻦ روشهای ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ و آﻧﺎﻟﯿﺰ ﻣﻮاد ﻧﺎﻧﻮﺳﺎﺧﺘﺎر 14

جدول(3-1) درصد وزنی جامد باقی مانده در دمای ^oC 696. 43

جدول (3-2) نتایج آنالیز عنصری کمپلکس [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] 43

جدول ( 3-3) شرایط تجربی تهیه نانو کمپلکس [MoO₂L(CH₃OH)] با روش سونوشیمیایی.. 47

جدول (3-4) بررسی اثر مقدارکاتالیست در اکسایش بنزیل الکل در حضور کمپلکس1. 56

جدول (3-5) بررسی تاثیر ماهیت اکسید کننده در اکسایش بنزیل الکل در حضور کمپلکس1. 57

جدول (3-6) بررسی اثر حلال در اکسایش بنزیل الکل در حضور کمپلکس 1. 58

جدول (3-7) بررسی اثر زمان در اکسایش بنزیل الکل در حضور کمپلکس1. 59

جدول (3-8) بررسی اثر دما در اکسایش بنزیل الکل در حضور کمپلکس 1. 59

جدول (3-9): استفاده مجدد از کاتالیزور [Mo(O₂) (HL) (CH₃OH)] تحت شرایط بهینه واکنش    60

جدول (3-10) اکسایش الکلهای مختلف توسط کمپلکس 1 تحت شرایط بهینه. 62