نانوکامپوزیت تنگستوفسفریک اسید/کائولینیت برای کاربردهای کاتالیستی، فوتوکاتالیستی و سونوکاتالیستی

محورهای موضوعی : نانومواد

حسین صلواتی ¹ (دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران)
سیما کرمی ² (دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران)
مریم موحدی ³ (دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1400/10/15 تاریخ پذیرش : 1400/10/15 تاریخ انتشار : 1400/10/01

کلید واژه: کاتالیست, فوتوکاتالیست, کائولینیت, تنگستوفسفریک اسید, اپوکسایش,

چکیده مقاله :

در این تحقیق، تنگستوفسفریک اسید با استفاده از روش اشباع‌سازی بر روی کائولینیت قرار گرفت. این نمونه توسط روش‌های دستگاهی پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف‌سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز تفرق انرژی اشعه ایکس (EDX) شناسائی شد. نتایج تصویر SEM‌ نشان داد که تنگستوفسفریک اسید/کائولینیت دارای مورفولوژی صفحه مانند با ضخامت nm 40-45 است. برای بررسی کارائی کاتالیستی و سونوکاتالیستی تنگستوفسفریک اسید/کائولینیت اپوکسایش الکن‌های خطی و حلقوی سیکلواکتن، ایندن، α-پنتن، 1-اکتن و 1-دودکن انتخاب شد. در این پژوهش، نمونه‌های مختلف تنگستوفسفریک اسید/کائولینیت با نسبت (w/w) %15، %20 و 25% تهیه شد. نتایج نشان داد که کاتالیست (w/w) %20 بیشترین کارائی را دارد. درصد محصول اپوکسید در روش کاتالیستی و سونوکاتالیستی به ترتیب برای سیکلواکتن (86 و 75)%، ایندن (71 و 60)%، α-پنتن (59 و 51)%، 1-اکتن (96 و 87)% و 1-دودکن (93 و 83)% بدست آمد. در این تحقیق کارائی فوتوکاتالیستی تنگستوفسفریک اسید/کائولینیت برای رنگزدائی فوتوکاتالیستی رنگ‌های کوپرکسون، نیلوسان سیاه و آلیزارین از محلول‌های‌شان بررسی شد. نتایج فوتوکاتالیستی نشان داد که محلول‌های رنگ‌ کوپرکسون، نیلوسان سیاه و آلیزارین تقریبا 96%، 93% و 87% به ترتیب در زمان‌های 15، 30 و min 30 رنگزدائی می‌شوند. مدل لانگمویر- هینشل وود برای واکنش فوتوکاتالیستی امتحان شد. داده‌های سینتیکی نشان داد که رنگزدائی فوتوکاتالیستی رنگ‌ها به خوبی با مدل سینتیکی شبه مرتبه اول مطابقت دارد. همچنین کارائی کاتالیستی و فوتوکاتالیستی بعد از چهار مرتبه بازیابی و استفاده مجدد تقریبا به میزان 10% کاهش نشان داد.

منابع و مأخذ:

• Yu, B. Zou, C.W. Hu, Journal of CO₂ Utilization, 26, 2018, 314.


• Wang, Z. Sun, H. Shi, L. Xu, Thin Solid Films, 664, 2018, 130.


• A. Giannakoudakis, J. Colon-Ortiz, J. Landers, S. Murali, M. Florent, A.V. Neimark, T.J. Bandosz, Applied Surface Science, 467, 2019, 428.


• C.S. Soares, A.H.A. Goncalves, F.M.Z. Zotin, L.R.R. de Araujo, A.B. Gaspar, Molecular Catalysis, 458, 2018, 223.


• Keshavarz, N. Iravani, A. Parhami, Journal of Molecular Structure, 1189, 2019, 272.


• Zhao, Y. Zhang, D. Li, H. Cui, L. Zhang, Chinese Journal of Catalysis, 39, 2018, 334.


• Keshavarz, N. Iravani, A. Parhami, Journal of Molecular Structure, 1189, 2019, 272.


• H. Mansourian, S. Shahhosseini, A. Maleki, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 80, 2019, 576.


• Yang, Y. Liu, K. Li, W. Liu, B. Yu, C. Hu, Chinese Chemical Letters, 31, 2020, 3233.


• Shi, C. Mei, G. Niu, Q. Han, Journal of Coordination Chemistry, 71, 2018, 1460.


• Jin, Q. Niu, Z. Guo, Z. Lv, Applied Organometallic Chemistry, 33, 2019, 5115.


• Ma, M. Yang, Q. Chen, S. Zhang, H. Cheng, S. Wang, L. Liu, C. Zhang, Z. Tong, Z. Chen, Applied Clay Science, 150, 2017, 210.


• Millan, N. Mota, R. Guil-Lopez, B. Pawelec, J.L. Garcia Fierro, R.M. Navarro, Catalysts, 10, 2020, 1071.


• M. Hassan, A.I. Ahmed, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 577, 2019, 147.


• Zhang, T. Liu, C. An, H. Liu, Q. Wu, Materials Letters, 262, 2020, 126954.


• Suvith, V. Devu, D. Philip, Ceramics International, 46, 2020, 786.


• Zhang, X. Lu, L. Yang, Y. Hu, M. Yuan, C. Wang, Q. Liu, F. Yue, D. Zhou, Q. Xia, Molecular Catalysis, 499, 2021, 111300.


• Mirdarvatan, B. Bahramian, A. Khalaji, M. Poupon, M. Dusek, R. Mazandarani, Polyhedron, 15, 2020, 114939.


• Shi, H. Yu, S. Gao, L. Zhang, Y. Liu, K. Huang, Microporous and Mesoporous Materials, 294, 2020, 109890.


• Masteri-Farahani, M. Rahimi, M.S. Hosseini, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 603, 2020, 125229.


• Niakan, Z. Asadi, M. Masteri-Farahani, Applied Surface Science, 481, 2019, 394.


• R. Hajian, A. Ehsanikhah, Chemical Physics Letters, 691, 2018, 146.