محمد جعفرزاده

چکیده با توجه به افزایش بحران انرژی، آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و همچنین نیاز روزافزون به تصفیه فاضلاب، سلول‌های سوختی میکروبی (MFCs) به عنوان یکی از سیستم‌های بیوالکتروشیمیایی مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته‌اند. این سیستم‌ها به دلیل توانایی تولید همزمان انرژی الکتریکی و تصفیه فاضلاب، به عنوان فناوری‌هایی پایدار و دوستدار محیط زیست شناخته می‌شوند. در این میان، غشاهای تبادل پروتون (PEMs) به عنوان یکی از اجزای کلیدی MFC نقش مهمی در انتقال پروتون، جلوگیری از عبور اکسیژن و بهبود عملکرد کلی سیستم ایفا می‌کنند؛ از این رو اصلاح و بهبود ویژگی‌های این غشاها از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، از عصاره گیاه اکالیپتوس به عنوان یک افزودنی زیست‌پایه طبیعی برای اصلاح غشاهای پلی‌اتر سولفون سولفونه شده (SPES) استفاده شد. غشاهای اصلاح‌شده در سه درصد وزنی مختلف شامل 0.5، 1 و 1.5 درصد تهیه و عملکرد آن‌ها با غشای فاقد افزودنی مقایسه گردید. به منظور بررسی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی غشاها، آنالیزهای مختلفی شامل FTIR، ATR-FTIR، SEM، جذب آب (WU)، زاویه تماس آب (WCA)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) و آنالیز اکسیژن محلول (DO) انجام شد. همچنین عملکرد الکتروشیمیایی غشاها از طریق بررسی منحنی‌های پلاریزاسیون، چگالی توان، چگالی جریان، راندمان حذف COD و بازده کولمبیک (CE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که حضور عصاره اکالیپتوس در ساختار غشا موجب بهبود خواصی نظیر آب‌دوستی، ظرفیت تبادل یونی و کاهش عبور اکسیژن شد. همچنین تصاویر SEM بیانگر ایجاد ساختاری متراکم‌تر و یکنواخت‌تر در غشاهای اصلاح‌شده نسبت به غشای خام بودند. در میان تمامی غشاهای تهیه‌شده، غشای حاوی 1 درصد وزنی عصاره اکالیپتوس بهترین عملکرد را از خود نشان داد؛ به‌طوری‌که بیشترین چگالی توان و چگالی جریان به ترتیب برابر با 193.4 میلی‌وات بر متر مربع و 716.2 میلی‌آمپر بر متر مربع برای این غشا به‌دست آمد. علاوه بر این، بالاترین راندمان حذف COD و بازده کولمبیک نیز مربوط به همین غشا بود که به ترتیب برابر با 89.16 و 76.11 درصد محاسبه شد. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از عصاره اکالیپتوس می‌تواند به طور موثری عملکرد غشاهای SPES را در سلول‌های سوختی میکروبی بهبود بخشد و گزینه‌ای مناسب برای توسعه غشاهای تبادل پروتون پایدار، کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست در کاربردهای بیوالکتروشیمیایی باشد.      

??UiO-66-NH?@WCl?/H?O? به عنوان یک کاتالیزور قوی مبتنی بر MOF برای اکسیداسیون شیمیایی-گزینشی سولفیدها به سولفوکسیدها و سولفون‌ها در شرایط سبز و پایداراکسیداسیون انتخابی سولفیدها به سولفوکسیدها و سولفون‌ها نشان‌دهنده یک تحول محوری در شیمی سنتز است، با این حال پروتکل‌های سنتی اغلب به اکسیدان‌های سمی و کاتالیزورهای غیرقابل بازیافت نیاز دارند. در این کار، ما UiO-66-NH? عامل‌دار شده با هگزاکلراید تنگستن (WCl?) را به عنوان یک کاتالیزور ناهمگن قوی معرفی می‌کنیم که در ترکیب با پراکسید هیدروژن به عنوان یک اکسیدان بی‌خطر برای محیط زیست عمل می‌کند. مشخصه‌یابی‌های جامع (XRD، BET، TGA، FESEM، FT-IR و EDS) ادغام موفقیت‌آمیز گونه‌های تنگستن در ساختار MOF را با حفظ بلورینگی و تخلخل تایید کرد. این سیستم کاتالیزوری، اکسیداسیون بسیار کارآمد و شیمی‌گزین سولفیدهای متنوع، از جمله زیرلایه‌های آروماتیک، آلیفاتیک و عامل‌دار شده را امکان‌پذیر ساخت و سولفوکسیدها و سولفون‌ها را با بازده عالی در شرایط ملایم ارائه داد. گزینش‌پذیری واکنش با تنظیم ساده نسبت اکسیدان قابل تنظیم بود و امکان تبدیل کنترل‌شده به سولفوکسیدها یا سولفون‌ها را فراهم می‌کرد. نکته مهم این است که کاتالیزور دوام قابل توجهی را نشان داد و یکپارچگی ساختاری و راندمان کاتالیزوری خود را در چندین چرخه با آبشویی ناچیز حفظ کرد. بررسی‌های مکانیکی، دخالت واسطه‌های شبیه به پراکسوتنگستات را نشان داد که فعال‌سازی پراکسید هیدروژن و انتقال اکسیژن را تسهیل می‌کنند. در مقایسه با رویکردهای مرسوم، این استراتژی معرف‌های خطرناک را حذف می‌کند، محصولات جانبی را به حداقل می‌رساند و به اصول شیمی سبز پایبند است. این یافته‌ها UiO-66-NH?@WCl?/H?O? را به عنوان یک پلتفرم کاتالیزوری قابل بازیافت و همه‌کاره برای اکسیداسیون پایدار سولفید، با پتانسیل قابل توجه برای کاربردهای دارویی، شیمیایی کشاورزی و شیمیایی ظریف، برجسته می‌کند. کلمات کلیدی: UiO-66-NH?، چارچوب‌های فلزی-آلی (MOFs)، اکسیداسیون سبز، سولفوکسیدها و سولفون‌ها، کاتالیز ناهمگن، شیمی پایدار??کلراسیون اکسیداتیو پایدار تیول‌ها به سولفونیل کلریدها با استفاده از UiO-66-NH?@WCl?/H?O?: یک پلتفرم MOF قابل بازیافت برای تبدیل‌های سبز ارگانوسولفورسولفونیل کلریدها واسطه‌های ضروری در داروسازی، مواد شیمیایی کشاورزی و مواد پیشرفته هستند، با این حال سنتز مرسوم آنها معمولاً به واکنشگرهای کلرزنی سمی و شرایط سخت متکی است. در اینجا، ما یک رویکرد کاتالیزوری پایدار را با استفاده از UiO-66-NH? عامل‌دار شده با هگزاکلراید تنگستن (WCl?) و پراکسید هیدروژن برای کلرزنی اکسیداتیو تیول‌ها گزارش می‌کنیم. ویژگی‌های ساختاری و ریخت‌شناسی، پایداری چارچوب MOF و توزیع یکنواخت تنگستن را تایید کردند و فعالیت کاتالیزوری قابل اعتمادی را تضمین نمودند. در شرایط محیطی ملایم، زیرلایه‌های تیول متنوع به طور موثر با گزینش‌پذیری بالا و بازده تا 94? به کلریدهای سولفونیل تبدیل شدند. فرآیند به سرعت پیش رفت، از واکنشگرهای خطرناک اجتناب کرد و کاتالیزور قابلیت بازیافت عالی را نشان داد و عملکرد و یکپارچگی ساختاری را از طریق چرخه‌های مکرر حفظ کرد. تجزیه و تحلیل مکانیکی نشان داد که مراکز W(VI) اکسیداسیون تیول و کلرزنی بعدی را تسهیل می‌کنند، و پراکسید هیدروژن هم به عنوان اکسیدان و هم به عنوان فعال‌کننده کلر عمل می‌کند. در مقایسه با روش‌های مرسوم، این استراتژی ایمنی، مقیاس‌پذیری و سازگاری زیست‌محیطی بیشتری را ارائه می‌دهد. به طور کلی، سیستم UiO-66-NH?@WCl?/H?O? یک پلتفرم قوی و قابل بازیافت برای سنتز کلرید سولفونیل است که به شیوه‌های سبزتر در شیمی ارگانوسولفور کمک می‌کند.این نتایج، پتانسیل کاتالیزورهای مبتنی بر MOF را برای پیشبرد تبدیل‌های پایدار و ارائه راه‌حل‌های عملی برای مسیرهای سنتزی مرتبط با صنعت، برجسته می‌کند.

   آلودگی منابع آبی ناشی از فاضلاب‌های صنعتی حاوی ترکیبات آلی پایدار، به یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی تبدیل شده است. روش‌های متداول تصفیه و غشاهای پلیمری رایج مانند پلی‌اتر سولفون (PES) با مشکلاتی نظیر گرفتگی و کارایی محدود در حذف آلاینده‌های مقاوم روبرو هستند. این پژوهش با هدف تهیه یک غشای فتوکاتالیستی نوین از طریق اصلاح سطح با عملکرد برتر و خاصیت خودتمیزشوندگی انجام شد. در این راستا، سطح غشاهای پلی‌اتر سولفون با استفاده از نانوگل فتوکاتالیستی TiO?-کلروفیل پوشش داده شد تا محدودیت فعالیت TiO? در ناحیه فرابنفش برطرف شده و از نور مرئی خورشید برای فعال‌سازی آن استفاده گردد. در این مطالعه، ابتدا نانوگل TiO?-کلروفیل به روش شیمیایی سنتز شد. سپس سطح غشاهای پایه PES   با استفاده از سوسپانسیون‌های آبی حاوی نسبت‌های مختلف (0.01 تا 0.03 درصد وزنی) از این نانوگل، از طریق لایه‌نشانی (Coating) اصلاح گردید. مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت و غشاهای اصلاح‌شده با استفاده از آنالیزهای تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، طیف‌سنجی بازتابی نشر (DRS)، میکروسکوپ الکترونی پاششی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد. عملکرد غشاها از نظر شار آب خالص، راندمان حذف آلاینده (رنگ مستقیم)، مقاومت در برابر گرفتگی و قابلیت استفاده مجدد ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که اصلاح سطح با فتوکاتالیست سنتزشده باعث افزایش چشمگیر آبدوستی سطح غشا (کاهش زاویه تماس از 74 به 54 درجه) شد. در غشای بهینه (M-0.02)، شار آب خالص را از 17.7 به 50.8 L/m²·h افزایش یافت و راندمان حذف رنگ تحت نور مرئی به 93% رسید، در حالی که این راندمان در شرایط تاریکی تنها 64% بود. این تفاوت بیانگر سهم قابل توجه فتوکاتالیز در فرآیند حذف است. این غشا همچنین شاخص بازیافت شار (FRR) بالای 85% را نشان داد که بیانگر خاصیت ضدرسوب عالی آن است. نتایج آزمون‌های پایداری نیز نشان‌دهنده خاصیت خودتمیزشوندگی و عملکرد پایدار لایه فتوکاتالیستی در چرخه‌های استفاده متوالی بود. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که اصلاح سطح غشای PES با نانوگل TiO?-کلروفیل، راهکاری پایدار، زیست‌سازگار و کارآمد برای تصفیه موثر فاضلاب‌های صنعتی، به‌ویژه فاضلاب‌های رنگی، به شمار می‌رود.

  در این پژوهش، برهم‌کنش دو کمپلکس تک هسته‌ای فسفینی مس(I) با لیگاندهای حاوی اکسیژن و گوگرد مورد

غشاهای پلیمری نانوفیلتراسیون توانایی چشمگیری در دفع فلزات سنگین از پساب‌ها از خود نشان داده‌اند. با این حال، رسوب‌گرفتگی به عنوان یک چالش کلیدی، منجر به افت عملکرد این غشاها می‌شود. این پژوهش به بررسی اصلاح غشاهای نانوفیلتراسیون پلی‌آکریلونیتریل با استفاده از حلال یوتکتیک عمیق ال منتول:اتیلن گلیکول   با هدف کاهش گرفتگی و افزایش شارعبوری از غشا اختصاص یافته است. به وسیله ی آنالیز مادون قرمز تبـدیل فوریه (FT-IR)و پـراش اشـعه ایکـس (XRD) از DES و غشاهای اصلاح شده ی حاصل وجـود گـروه هـای عاملی آب دوست را تایید کرد. با تصاویر میکروسکوپ الکترونی تابشی (SEM)و طیف سنجی پراش اشـعه ایکس (EDX)برای بررسی ریخت شناسی، تخلخل، اندازه ی حفره ها و زاویه تماس آب پرداخته شد. غشاهای اصلاح شده به واسطه آب دوستی نانو ذرات زاویه تماس قطرات آب کمتری از غشای ساده دارنـد و این مقدار از ??.? درجه غشای ساده به مقدار ??.? درجه در غشای اصلاح شـده بـا ?.? درصـد نـانوذره رسیده است. به علاوه در این غشاها انـدازه حفـرات بـه میـزان چشـمگیری افزایش یافته است و همین امرموجب بهبود شار غشاها شـده و غشـای PAN/DES0.3 ، بـا ?/? درصـد وزنـی حلال یوتکتیک عمیق، بالاترین شار، نسبت بازیابی و کمترین میزان گرفتگی را از خود نشان داد. غشای PAN/DES 0.3 با 98.11 و 96.43 درصد به ترتیب برای Pb2+ و Mn2+، بیشترین حذف یون‌های فلزات سنگین را نشان داد و کمترین حذف یون‌های فلزات سنگین با 38.82 و 36.1 درصد   

   چکیده اگرچه راکتورهای زیستی ایرلیفت در سال‌های اخیر موفقیت‌های چشمگیری در حذف همزمان کربن (C) و مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) از انواع فاضلاب‌ها داشته‌اند، اما تحقیقات عمدتاً بر مکانیسم‌های متعارف مانند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون همزمان (SND) و حذف پیشرفته فسفر بیولوژیکی (EBPR) متمرکز بوده است. بر این اساس، هدف اصلی این پایان‌نامه طراحی شرایط عملیاتی و فرآیندی بهینه برای ایجاد مکانیسم‌های مختلف نوین جهت حذف همزمان کربن، نیتروژن و فسفر (CNP) در یک راکتور زیستی هیبریدی ایرلیفت تک‌مرحله‌ای با چرخش داخلی دوگانه (DCAL-A2O) می‌باشد. در این مطالعه، تاثیر انواع ترکیبات نیتروژن‌ به صورت نسبت NH??-N/NH??-N + NO??-N   در محدوده ?.? تا ?.?، و زمان ماند هیدرولیکی (HRT) بین ? تا ?? ساعت بر عملکرد راکتور مورد بررسی قرار گرفت. اثر هم‌افزایی مکانیسم‌های زیستی مختلف نقش کلیدی در دستیابی به حذف همزمانCNP   در یک راکتور تک ‌مرحله‌ای ایفا کرد. در شرایط بهینه (نسبتNH??-N/NH??-N + NO??-N   معادل ?.?? و زمان ماند هیدرولیکی ??.? ساعت)، بیوراکتور هیبریدی ایرلیفت حداکثر راندمان فرآیندی را نشان داد. تحت این شرایط، راندمان حذف TCOD، TN، TP و کدورت خروجی به ترتیب ??.?? (ورودی: ???? میلی‌گرم بر لیتر)، ??? (ورودی: ??? میلی‌گرم بر لیتر) و ??? (ورودی: ?? میلی‌گرم بر لیتر) همراه با کدورت خروجی NTU 9 گزارش شد. علاوه بر این، راکتور هیبریدی DCAL-A2O در تصفیه فاضلاب با غلظت بالای نیترات (???.? میلی‌گرم بر لیتر)، راندمان حذف نیترات را تا ??? بهبود بخشید. بنابراین، راکتور هیبریدی DCAL-A2O به‌عنوان یک سیستم بسیار کارآمد برای حذف همزمان کربن، نیتروژن و فسفر شناخته شد و توانایی قابل توجهی در حذف نیترات از فاضلاب­هایی با غلظت بالای نیترات نشان داد.

   I sincerely thank God, Merciful and Almighty, for the divine guidance and i  iration that enabled me to pursue this path and reach this academic level. I sincerely thank my supervisors, Prof Ali Akbar Zinatizadeh, and Dr. Sirus Zinadini, as well as my advisers, Dr. Sara Ivani, and Dr. Mehdi Khiadani, for their invaluable support and insightful recommendations throughout this project, which significantly contributed to its success. I sincerely thank the referees for their thorough review of this thesis and my supportive friends and colleagues for the enjoyable moments we shared. It is worth mentioning that the completion of this thesis owes to the knowledge, patience, and extraordinary attention of these magnanimous professors, and I once again thank them. And I am thanking God for putting these magnanimous professors on the path to completion of this project. And in the end, I sincerely appreciate my parents for their massive support at all stages of life.   

   حذف همزمان کربن و مواد مغذی (CNP) در یک بیوراکتور واحد از نظر حجم راکتور و مصرف انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.از این رو، در این مطالعه، دو راکتور زیستی لجن فعال (AS) و لجن فعال با رشد چسبیده ثابت (IFAS) با پیکر­بندی تقسیم بندی شده، جهت حذف همزمان کربن و مواد مغذی از پساب سنتزی رب گوجه فرنگی و در نهایت مقایسه عملکرد دو راکتور مذکور به کار گرفته شد. در این مطالعه تاثیر دو متغیر مستقل بر عملکرد بیوراکتورها مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی عملکرد فرآیند هشت پاسخ مختلف در طول 13 اجرا در شرایط آزمایشی مختلف طراحی شده توسط نرم افزار Design Expert Software ارزیابی شد. تاثیر دو متغیر مستقل شامل زمان ماند هیدرولیک   (HRT)، سرعت جریان هوا (AFR) بر عملکرد بیوراکتور از نظر حذف اکسیژن محلول شیمیایی (COD)، حذف نیتروژن کل (TN)، پساب   -NO3، حذف N-NH4 و کدورت پساب بررسی شد. HRT های 4، 8, 12 ساعت و AFR های 2، 3 و 4 لیتر در دقیقه برای مدل­سازی عملکرد بیوراکتور مورد بررسی قرار گرفت. بازده حذف PO4،   COD، TN وN-NH   در شرایط بهینه با HRT 12ساعت و AFR 3 لیتر در دقیقه برای راکتور AS به ترتیب17.89 و   92.94 و 50.069 و 50.423درصد بود که این بازده حذف در راکتور IFAS به ترتیب88.91 و98.85 و40.75 و30.97 درصد بود. برای بررسی پایداری عملکرد دو راکتور مذکور تحت شرایط بهینه به‌دست ‌آمده هر دو راکتور به مدت یک ماه مورد بررسی قرار گرفتند، که بیوراکتورها عملکرد تقریباً پایداری از خود نشان دادند. نتایج نشان داد که راندمان حذف COD در هردو راکتور به دلیل ساختار منحصر به فرد راکتور مورد استفاده بالای 90 درصد بود، در حالی که حذف مواد مغذی تابع شرایط آزمایش بود. با بررسی کلی نتایج به دست آمده می­توان نتیجه گرفت که اولا ساختار منحصر به فرد راکتور مورد استفاده نقطه قوت اصلی این مطالعه است که سبب بالا بردن کارایی هردو حالت راکتور شد. ثانیا از مقایسه کلی داده­ها نتیجه گرفت که علاوه بر ثابت بودن شرایط حاکم بر هردو راکتور و کارایی بالای هردو، می­توان با اختلافی چشمگیر به برتری نسبی راکتور IFAS اذعان داشت.   

  با توجه به ضرورت ذخیره انرژی، اهمیت انرژی ‌های شیمیایی وانتقال بار، هدف این پایان نامه بررسی ساختار هوموکوبان و آزا- هوموکوبان ( به ترتیبn C9H10 وNn   C7H9 به عنوان مولکول ‌های پر انرژی و با تنش و کشش بسیار بالا شناخته می ‌شود) و   تغییر شکل مولکولی آن ‌ها   با استفاده از حالت ‌های اکسایش و کاهش مرحله ‌ای‌ می ‌باشد(C9H10n و C8H9Nn   n به ترتیب برابر با صفر و 1- تا -4 و n برابر با صفر و 1+ تا 4+). در این پایان نامه، ساختار مولکول ‌های هوموکوبان و آزا- هوموکوبان با استفاده از روش تئوری تابعی چگالی (DFT) در سطح محاسباتی M06/6-31+G* به منظور دستیابی به ساختارهای هندسی و الکترونی مولکولی کمینه شده بهینه ‌سازی شدند. برخی از ویژگی ‌های مهم برای C9H10n و   C8H9Nn از قبیل تغییرات مرتبه پیوند، چگالی ‌های الکترون، انرژی ‌های اوربیتال مرزی (HOMO و LUMO) و مشخصات آن ‌ها وطیف IR و پارامترهای تغییر شکل ساختاری برای (C9H10n و C8H9Nn

  فناوری تقسیم آب الکتروشیمیایی برای تولید "هیدروژن سبز" توجه روزافزونی را به ماموریت جهانی برای جایگزینی به طور خلاصه، مقدمه ای بر منابع انرژی مبتنی بر سوخت فسیلی و کاهش انتشار کربن دی اکسید جلب کرده است. الکترولیز آب و بررسی کاتالیزورهای موثر در فصل 1 ارائه شده است. از طریق فرایند های سولفیداسیون آسان اتخاذ ZnS-MOF را به عنوان پیش سازبرای ساخت ZIF- درفصل 2، ما 8 Ni NW@ZnS-MOF بر روی سطح نانو سیم نیکل )که به عنوان نانوهیبریبد های ZnS-MOF کردیم.نانو ساختار مورد overall water splitting و HER, OER مشخص می شود( لنگر انداخته و فعالیت کاتالیزوری آن ها برای تهیه شده به ترتیب مقادیر اضافه پتانسیل پایین 260 و 90 میلی ولت در Ni NW@ZnS-MOF . مطالعه قرار گرفت در محلول یک مولار پتاس نشان داد. . الکترولایزر مونتاژ شده HER, OER 10 را برای mA cm- دانسیته جریان 2 10 برای افزایش تقسیم آب mA cm- 1.61 در دانسیته جریان 2 V یک ولتاژ کم Ni NW@ZnS-MOF توسط توسط انتقال Ni NW@ZnS-MOF و پایداری بالا برای 15 ساعت فراهم می کند. فعالیت الکتروکاتالیستی بالای و همچنین اثر هم افزایی ساختارهای هیبریدی ZnS-MOF سایت های فعال قابل دسترس , Ni NW الکترون موثر ایجاد شد. این یافته یک دستورالعمل را برای دستیابی به کاتالیزورهای فلزات غیرنجیب برای تبدیل انرژی و ذخیره سازی فراهم میکند. یک نیاز حیاتی برای استفاده از (OER) دستیابی به طراحی منطقی نانوساختارها برای واکنش موثر تکامل اکسیژن از طریق سولفیداسیون (ZnFe-ZIFs) مشتق شده از ZnxFe3-xS انرژی سبز است. درفصل 3 ، کره های توخالی 4 برتری را OER فعالیت ZnxFe3-xS برتر و پایدار سنتز شدند. الکتروکاتالیست 4 OER با فعالیت solvothermal 72 mV dec- 10 و همچنین شیب تافل کم 1 , 50 mA cm- ارائه می دهد: برای دستیابی به تراکم جریان به ترتیب 2 دوام فوق العاده ای را در ZnxFe3-xS 235 نیاز دارد. نانوکرههای توخالی 4 , 285 mV تنها به اضافه پتانسیل پایین ازمایش کرونوامپرومتری چند مرحله ای به مدت 20 ساعت در محلول قلیایی از خود نشان میدهد. این کار طرحی مبتنی بر سولفید ارائه می دهد. OER را برای طراحی و سنتز پیشرفته ترین کاتالیزورهای

     هدفاصلی این پایان نامه اصلاح سطح پلی ساکارید مبتنی بر کاپا کاراگینان (?-Car)با استفاده از گروه های عاملی اسیدی و بازی بهعنوان کاتالیزورهای کارآمد در سنتز واکنش آلی است.   در این راستا، در مطالعه اول، کاتالیزوراسید-باز در سه مرحله سنتز شد. با توجه به گروه های هیدروکسیل (-OH) موجوددر سطح ?-Car،می توان آن را به راحتی تغییر داد. در ابتدا گروه های هیدروکسیل با استفاده از4-تولوئن سولفونیل کلرید به گروه های خروجی مناسب تبدیل شدند. سپس، متفورمین از طریقمکانیسم جایگزینی نوکلئوفیلی با سطح آن ادغام شد. در نهایت سطح آن توسط نانوذرات Fe3O4(M  ) مغناطیسی شد. نانوکامپوزیت معرفی شده با رویکردهای مختلفیمانند آنالیزهای FT-IR، VSM،FE-SEM/EDS،TGAو XRD مشخصشد. نانوکاتالیست به‌دست‌آمده فعالیت قابل‌توجهی در واکنش‌های چند جزئی برای سنتز دی هیدروپیرانو [2,3-c] پیرازول­ها بابازده 94 درصد نشان داد.در مطالعه دوم، کاتالیزور با خاصیتاسیدی در دو مرحله تهیه شد. مانند مرحله اول، شامل تهیه نانوکامپوزیت بر اساس شکلهسته-پوسته است. سپس سطح پوسته ?-Car توسط گلیسیدول و اسید کلروسولفونیک (ClSO3H) اصلاحشد. سپس با روش های فوق مشخص شد. در نهایت، عملکرد نانوکاتالیست تهیه شده در سنتزمشتقات 1-آمید آلکیل-2-نفتول و تبدیل فروکتوز به 5-هیدروکسی متیل فورفورال باراندمان 95% و 75% استفاده شده است. جالب توجه است که سیستم های کاتالیزوریآماده شده را می توان به راحتی توسط یک آهنربای خارجی جدا کرد و پنج بار بدون کاهشقابل توجهی در فعالیت آنها استفاده کرد. هم چنین، به دلیل وجود گروه های گوگرد درسطح آن، فعالیت قابل توجهی دربرابرباکتری‌هایگرم مثبت (استافیلوکوکوس اورئوس ) وگرم منفی (ارشریشیا اکولای) از خود نشان داد.

هدفاصلی این پایان نامه اصلاح چارچوب های فلز-آلی (MIL-101-NH2) مبتنی بر آهن با استفاده از نانوذرات فلزی بهعنوان کاتالیزور کارآمد در سنتز ترکیبات آلی است. در این راستا، نانوذرات فلزی دردو مرحله شامل تهیه نانوذرات دو فلزی براساس هسته-پوسته سنتز شدند. نانوذرات CuO@Ag سنتز شده در داخل منافذ ساختار متخلخل Fe-MOF، MIL-101-NH2محصور شده اند. فوتوکاتالیست معرفی شده با روش های مختلفی مانند آنالیزهای FT-IR، DRS، FE-SEM/EDS، TGA، و XRD شناسایی شدند. فوتوکاتالیست (CuO@Ag/MIL-101-NH2) عملکردمناسبی را برای سنتز مشتقات بنزیمیدازول و سنتز بی آریل ها در زیر نور مرئی نشانداد. همچنین، سیستم کاتالیزوری پشتیبانی شده بدون کاهش قابل توجهی در فعالیت، چندینبار بازیافت و مورد استفاده مجدد قرار گرفت. ADDIN EN.REFLIST   

شیمیایی افزودنی را آشکار می‌کند  

در راستای اهداف شیمی سبز، در این پروژه از کیتوسان به عنوان بستری سازگار با محیط زیست استفاده کردیم. کاتالیزور در سه مرحله تهیه شد. بدلیل حضور گروه­های آمینو در سطح کیتوسان براحتی می توان آن را اصلاح کرد. بنابراین سطح آن را با استفاده 1و3-دی برومو پروپان اصلاح کردیم تا با وجود گروه­های ترک شونده برم بتوان نوکلئوفیل مورد نظر را به آن متصل کرد. در مرحله ی بعد ترکیب 2-آمینوپیریدین را به سطح آن متصل کردیم. اتصال این ترکیب از طریق نیتروژن پیریدینی خواهد بود. درنهایت سطح آن را با قرار دادن نانوذرات آهن مغناطیسی کردیم. کاتالیست تهیه شده دارای مزایایی همچون سازگاری با محیط زیست، ارزان بودن، روش تهیه­ی ساده و قابلیت جداسازی با آهنربا است. در نهایت، از نانوکاتالیست تهیه شده برای سنتز هانش ترکیبات 1و4-دی هیدروپیریدین و پلی هیدروکینولین همچنین در سنتز ترکیبات پیرازول استفاده کردیم. استفاده از بستر سازگار با محیط­زیست، قابلیت جداسازی راحت، شرایط ملایم واکنش­ها و   فعالیت کاتالیست بعد از چندین چرخه ی کاتالیستی را می توان از مزایای این کار برشمرد.   

چکیده برای تصفیه پساب­های صنعتی، آب­های سطحی، آب­های زیرزمینی و آب آشامیدنی انواع نانو مواد کارآمد، سازگار با محیطزیست و مقرون به صرفه با ویژگی­های منحصر به فرد تولید شده است. در میان آلاینده­هایآلی، رنگ­ها به دلیل سمی بودن، آلاینده­های جدی در نظر گرفته می­شوند. فرآیندهای متداول تصفیه آب بسیار متنوع است و شاملتکنیک­های رنگ زدایی فیزیکی (مانند رسوب گذاری، فیلتراسیون، جذب و اسمز معکوس)،تکنیک­های رنگ زدایی شیمیایی (مانند خنثی سازی، بازیابی، اکسیداسیون شیمیایی و روش­هایتبادل یونی) و تکنیک­های بی رنگ سازی بیولوژیکی است. در میان انواع مختلف فوتوکاتالیستهای نیمه هادی، تنگستات­های فلزی توجه زیادیرا به خود جلب کرده ­است. در این پژوهشنانوکامپوزیت دوتایی کبالت تنگستات و اکسید گرافن کاهش یافته به روش هیدروترمال ساخته شدهاست. یکی از مشکلاتی که کاربرد این فوتوکاتالیست را محدود می­کند باز ترکیب سریعالکترون و حفره می­باشد. همچنین شکاف انرژی این فوتوکاتالیست درمحدوده نور مرییقرار ندارد. بنابراین در این پروژه بر آن شدیم تا با اصلاح نانو ذرات دوتاییفوتوکاتالیستی کارا با قابلیت کاربرد در نور مریی را تولید کنیم و اینفوتوکاتالیست را در تخریب آلاینده­های آلی به کار ببریم. برای بهبود فعالیت فوتوکاتالیستی کامپوزیت دوگانه کبالتتنگستات و اکسید گرافن کاهش یافته، نیکل هیدروکسید را به این فوتوکاتالیست اضافهکردیم. نتایج نشان داد که فوتوکاتالیست سه جزیی تولید شده در شرایطی که pH   محلول در حالت نرمال، غلظترنگ ppm 5   و   غلظتکاتالیست 2 گرم بر لیتر باشد، فعالیت مناسبی در تخریب آلاینده رنگی دایرکت رد16 (DR16) در مدت 60دقیقه دارد. فوتوکاتالیست تولید شده قابلیت بازیافت داشته و بدون کاهش چشمگیر درفعالیتفوتوکاتالیستی می­تواند مورد استفاده مجدد قرار گیرد. مقدار کاتالیست بازیافت شده پس از هر سیکل کاتالیستیاندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که میزان کاهش وزن بعد از هر سیکل بسیارناچیز است. فوتوکاتالیست تولید شده با استفاده از روش­های FTIR، SEM، XRD، EDX، DRS، PL، TEM،XPS   مورد شناسایی قرار گرفت.   

در این پایان نامه طراحی و آماده سازی یک فوتوکاتالیست جدید بر پایه ی پلیمر پلی متیل هیدرو سیلوکسان (PMHS) گزارش شده است. برای بررسی آماده سازی صحیح PMHS-PEG-xT-PW روش های شناسایی مختلفی شاملFTIR ، XRD، FESEM، UV-Vis DRS، EDX،   Lو EIS مورد استفاده قرار گرفته است. فوتوکاتالیست تهیه شده برای تخریب فوتوکاتالیستی رنگ Rhodamin B (RhB) تحت تابش منبع نور مرئی مورد استفاده قرار گرفته و همچنین کارایی کاتالیست تحت تابش نور خورشید آزمایش شده است. برای مطالعه ی کارایی این تحقیق در تخریب نوری RhB، تاثیر پارامتر های تعیین کننده ی مختلف مانند زمان نوردهی، بارگذاری کاتالیست، غلظت RhB، pH محلول، قابلیت استفاده مجدد کاتالیست و آزمایش رباینده ها مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های تله اندازی نشان می دهند گونه های O2•- و 1O2 تولید شده توسط نور گونه های اصلی فعال در فرآیند فوتوکاتالیستی هستند. همچنین فعالیت نوری PMHS-PEG-xT-PW پوشانده شده روی شیشه در تخریب نوری RhB مورد بررسی قرار گرفته که حدود نود درصد حذف رنگ پس از چهار ساعت را نشان داد. بنابراین فوتوکاتالیست معرفی شده فعالیت بسیار خوبی را در حالت سوسپانسیون و تثبیت شده روی بستر در راکتور نشان می دهد. این پلیمر با پایه معدنی نه تنها میتواند محدوده ی جذب طول موج TiO2 را گسترش دهد بلکه میتواند در نتیجه طول عمر الکترون و حفره ی برانگیخته را همراه با ویسکوزیته مناسب برای قالب ریزی افزایش دهد که همچنین قابلیت فوتوکاتالیستی فوتوکاتالیست را در حالت تثبیت شده روی بستر در راکتور بهبود می بخشد. پایداری و قابلیت تولید مجدد پوسته ی پوشانده شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقاومت انتقال بار همچنین در مقایسه با TiO2 ساده کاهش پیدا کرده است که توسط نمودار های Nyquist و Bode به اثبات رسیده است.   

   یک کاتالیزور کارآمد مایع یونی ساپورت شده برای واکنش تراکم آلدئیدها و دایمدون طراحی شده است.   بستر مورد نظر چارچوب فلز-آلی UiO-66-NH2 بر مبنای فلز زیرکونیوم می باشد. این بستر ابتدا توسط 1-(4-Bromo-butyl)-1H-imidazole   عامل دار شد سپس با   1,4-butane sultone اصلاح ساختاری شده تا مایع یونی ساپورت شده (SIL) تشکیل شود. در مرحله بعد، H2SO4   به مخلوط اضافه شد تا یک مایع یونی نقش ویژه (TSIL) تشکیل شود . آنیون -HSO4   با تترا فلوئورو بورات تعویض شد. کاتالیزور عملکرد بسیار خوبی برای سنتز مشتقات زانتن نشان داد UiO-66-NH2-ILBF4--SO3H .اثر هم افزایی بر کارایی واکنش نشان داد. سیستم کاتالیزور ساپورت شده به سادگی با فیلتراسیون بازیافت و برای پنج بار بدون کاهش قابل توجه در فعالیت آن مورد استفاده قرار گرفت. کاتالیزور ساپورت شده توسط آنالیز های پراش پرتو ایکس (PXRD) ، اسپکتروسکوپی مادون قرمزFT-IR ، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی(FE-SEM) ، آنالیزعنصرEDS، آنالیز عنصری مپینگ(Mapping) ، آنالیز عنصری کربن هیدروژن نیتروژن گوگرد (CHNS) ، وزن سنجی گرمایی (TGA)، مورد شناسایی قرار گرفت.

در این تحقیق، اصلاح درجا (همزمان) از چهارچوب آلی فلزی   مبتنی بر زیرکونیوم،   NH2-UiO-66(Zr) [Zr6O4(OH)4(O2C–C6H4–CO2-NH2)6], (UiO = University of Oslo), در دمای مختلف Zn و Ti از طریق رویکرد تبادل کاتیونی انجام شد.   نمونه های تهیه شده از جمله NH2-UiO-66 (Zr / Ti 70 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Ti 80 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Ti 90 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Ti 100 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Ti 110 C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Zn 70 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Zn 80 ?C) ، (NH2-UiO-66 (Zr / Zn 90 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Zn 100 ?C) ، NH2-UiO-66 (Zr / Zn 110 ?C) جذب گسترده تری را درناحیه مرِیی   به نمایش گذاشت. با توجه به اینکه انرژی بند گپ در بعضی از نمونه های مبتنی بر Ti کاهش یافته می توان نتیجه گرفت، MOF های اصلاح شده (چارچوب های فلزی و آلی) می توانند کاربرد بالقوه فوتوکاتالیستی را به نمایش بگذارند. نمونه­های حاصل با پراکندگی اشعه­ی X پودری   (PXRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و آنالیز عنصری و مپینگ (EDS، طیف سنجی بازتابی اشعه ماوراء بنفش (DRS UV-Vis)، طیف سنجی فوتولومینسانس (PL)، BET ، طیف سنجی مادون قرمز بازتابی FT-IR و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) انجام شدند.

این پایان‌نامه شامل دو بخش است: تهیه و شناسایی Fe3O4@  S@SiO2-SO3H به عنوان نانو کاتالیست ناهمگن مغناطیسی و کاربرد آن برای سنتز مشتقات 3 و 4- دی هیدروپیریمیدین Fe3O4@  S@SiO2-SO3H به عنوان یک نانو کاتالیست ناهمگن مغناطیسی اسیدی در طی چند مرحله سنتز شد. شناسایی Fe3O4@  S@SiO2-SO3H توسط طیف‌سنجی مادون‌قرمز، پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، میکروسکوپ روبش الکترونی، پراکندگی انرژی اشعه ایکس، تجزیه‌وتحلیل گرمایی، مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی و نقشه پراکندگی انجام شد. سپس از آن به عنوان یک نانو کاتالیست جدید، کارآمد و پایدار در سنتز مشتقات 3 و 4- دی هیدروپیریمیدین از طریق واکنش آلدهیدهای آروماتیک، با ترکیبات 1 و 3- دی کربونیل و اوره یا تیواوره تحت شرایط بدون حلال و دمای 80 درجه سانتیگراد با بازده عالی استفاده شد. سنتز تترازول­های 5- استخلافی با استفاده از نانو کاتالیست ناهمگن مغناطیسی Fe3O4@  S@SiO2-SO3H Fe3O4@  S@SiO2-SO3H به عنوان یک نانوکاتالیست موثر و پایدار برای سنتز تترازول های 5- استخلافی با استفاده از آلدهیدهای آروماتیک، سدیم آزید و مالونونیتریل به کمک یک واکنش حلقه‌زایی [2+3]- تراکم نوناگل در شرایط بدون حلال در دمای 70 درجه سانتیگراد استفاده شد. سازگاری با محیط‌زیست، روش تهیه آسان، استفاده از مواد خام ارزان، بازدهی بالا، زمان کوتاه، جداسازی آسان و بازیافت کاتالیزور از مزایای این روش است   

تهیه نقاط کربنی با استفاده از روش سبز به علت ویژگی های منحصر به فردی مانند سمیت پایین، حلالیت بالادرآب، قابلیت اصلاح سطح آسان، نورتابی قوی، سازگاری زیستی مناسب، تهیه آسان و مقرون به صرفه و پایداری شیمیایی در تحقیقات بسیار زیادی استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا یک روش تهیه سبز و ساده نقاط کربنی از طریق روش گرماآبی از سیب به عنوان یک منبع طبیعی و بدون نیاز به عوامل غیر فعال کننده سطح و اکسید کننده و یا نمک های معدنی ارائه شد. تشکیل نقاط کربنی با میانگین اندازه ی64/8 نانومتر از طریق میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) تایید شد. دستگاه طیف سنجFTIR   حضور گروه های کربونیل، هیدروکسیل، کربوکسیلیک اسید و پیوندهای دوگانه کربنی را روی سطح نقاط کربنی نشان می دهد. در کار دوم یک روش ساده و مقرون به صرفه برای اندازه گیری اسپکتروفتومتری سولفید پیشنهاد شده است. قانون بیر درطول موج 427   نانومتر و در محدوده ی غلظتی شامل 8/9- 99/0   میلی گرم بر لیتراز سولفید در حضور نانوذرات نقره پیروی می شود. این روش برای اندازه گیری سولفید در نمونه های آب سراب قنبر و آب قره سو مورد استفاده قرار گرفت. RSD (انحراف استاندارد نسبی) و RE (خطای نسبی) برای اندازه گیری سولفید در نمونه های حقیقی کمتر از%10 به دست آمدند. در کار سوم به منظور اندازه گیری دیتیونیت درحضور نانوذرات نقره از روش اسپکتروفتومتری استفاده شد. اندازه گیری در طول موج 420 نانومتر و درمحدوده ی غلظتی شامل 317/8-562/0 میلی گرم برلیتر از دیتیونیت انجام شد. این روش برای اندازه گیری نمونه آرد مورد استفاده قرار گرفت. RSD (انحراف استاندارد نسبی) وRE (خطای نسبی) برای اندازه گیری آرد در نمونه های حقیقی کمتر از%10 به دست آمدند

سنتز، شناسایی و کاربرد GO-CPTMS-Melamine-CAN به عنوان کاتالیزگر جدید ناهمگون در تهیه بنزیمیدازول ها و بنزاتیازول های دارای استخلاف در موقعیت 2  

در این تحقیقاصلاح پس سنتزی NH2-Uio-66(Zr)با درصد های مختلف Zn و Ti   ازطریق رویکرد جایگزینی کاتیون انجام شد. نمونه های تهیه شده شامل NH2-Uio-66(Zr-Ti 25%), NH2-Uio-66(Zr-Ti 50%), NH2-Uio-66(Zr-Ti75%),NH2-Uio-66(Zr-Zn 25%), NH2-Uio-66(Zr-Zn 50%), NH2-Uio-66(Zr-Zn75%t),in situ modified NH2-Uio-66(Zr-Ti 50%) جذب گستردهتری در ناحیه ی مرئی نشان دادند. با توجه به کاهش بند گپ، نمونه های اصلاح شده میتوانند کاربرد بالقوه ی فتوکاتالیستی داشته باشند. نمونه های موجود با پراکندگیاشعه X   (PXRD) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری(FE-SEM) وEDS مپینگ،اسپکتروسکوپی فتوالکترونی اشعه ی X (XPS)،فلورسنس اشعه ی X (XRF)، اسپکتروسکوپی انعکاس عبوری(UV-Vis DRS)و BET  شناسایی شدند.  

هدفاصلی این پژوهش سنتز کاتالیزور هتروژن بر روی بستر چارچوب های آلی –فلزی UiO-66-NH2 بر مبنای فلز زیرکونیوم است. این بسترتوسط مایع یونی اصلاح ساختاری شد و سپس اوره به مایع یونی اضافه شد و فاز مایعیونی ساپورت شده سنتز شد. آنیون برم با تترا فلوئورو بورات تعویض شد و کاتالیستهتروژن UiO-66-NH2-ILBF4- بدست آمد. کاربرداین کاتالیست در واکنش سنتز اکسیم ها مورد بررسی قرار گرفت وفعالیت کاتالیستی قابل توجه را ازخود نشان داد. بعلاوه سیستم کاتالیستی ساپورت شده می تواند بازیابی شده به آسانیبوسیله ی فیلتراسیون و دوباره مورد استفاده قرار گیرد پنج مرتبه بدون کاهش قابلتوچه در فعالیت.نمونه ها توسط آنالیز های پراش پرتو ایکس (PXRD)، اسپکتروسکوپیمادون قرمزIR)   (FT-، میکروسکوپالکترونی روبشی نشر میدانی ((FE-SEM، آنالیز عنصری   EDS، آنالیز عنصری مپینگ(Maping) ، آنالیز عنصری کربن هیدروژن نیتروژن((CHN،   گرماسنجی وزنی (TGA)، اسپکتروسکوپی فوتو الکترون پرتو ایکس (XPS).  

در سال های اخیر تهیه و ساخت یک کلاس از مواد متخلخل جدید کریستالی شناخته شده با عنوان چارچوب های فلز-آلی مورد توجه قرار گرفت. این مواد متخلخل دارای پتانسیل بالایی برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی مانند جداسازی، تبادل یونی ، هدایت، دارو رسانی، کاتالیز، ذخیره سازی و جذب گاز را دارا می باشند که علت آن سطح بزرگ آن ها، حجم منافذ طراحی شده و محیط شیمیایی قابل تنظیم است.MOF   ها معمولا توسط اتصال واحدهای ساختمانی ثانویه ی (SBUs) ساخته شده از یون های فلزی و اتصال دهنده های آلی برای تولید شبکه های مختلف تشکیل می شوند.هدف اصلی این پژوهش سنتز کاتالیزور هتروژن بر روی بستر چارچوب های آلی –فلزی UiO-66-NH2 بر مبنای فلز زیرکونیوم است. این بستر توسط ملامین اصلاح ساختاری شد.کاربرد این نانو کاتالیست در واکنش جفت شدن نوناگل مورد بررسی قرار گرفت وفعالیت کاتالیستی قابل توجه را از خود نشان داد. MOF های حاوی گروههای NH2 دارای ظرفیت بالایی برای واکنش کاتالیزوری هستند. کاتالیزور را می توان بدون از دست دادن یکپارچگی چارچوب و فعالیت کاتالیزوری بازیافت کرد.   نمونه ها توسط آنالیز های پراش پرتو ایکس (PXRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمزIR)   (FT-، میکروسکوپی پیمایش الکترونی ((SEM، گرماسنجی وزنی (TGA)، میکروسکوپی الکترونی عبوری روبشی (STEM)، اسپکتروسکوپی فوتو الکترون پرتو ایکس (XPS)، ((CHNو (BET) مورد شناسایی قرار گرفتند.

  در این پایان نامه ما نانوکاتالیست ZnO@SiO2-TTIP را طراحی کرده و فعالیت آن را در سنتز مشتقات 2-استخلاف شده ی بنزیمیدازول،بنزوتیازول و بنزوکسازول و همچنین سنتز دی هیدروپیریمیدون بررسی کرده و نتایج قابل بسیار خوبی را در مقایسه با کارهای گذشته بدست آوردیم

چارچوب های فلزی و آلی   پلیمرهای هماهنگی یا MOF ها   جدیدترین کلاس جامدات متخلخل هستند. از آنجا که کشف آنها بسیاری از برنامه های کاربردی بالقوه در حوزه های استراتژیک مانند کاتالیز، جدایی، مغناطیس یا دیگران پیشنهاد شده است. یکی از مزایای کلیدی آنها در مقایسه با آلی (کربن) و یا عناصر معدنی (زئولیت، سیلیکا)، امکان ترکیب راحت آنها از طریق تغییر فلز و یا لینک دهنده آلی است. در مقایسه با زئولیت ها، علاوه بر یک تطبیق پذیری شیمیایی گسترده تر، ساختار MOF یک پانل بزرگتر از اندازه و شکل منافذ (تونل ها، قفس ها و غیره) را نشان می دهد، و گاهی اوقات تخلخل انعطاف پذیری است که اجازه می دهد انعطاف پذیری اندازه منافذ را به جاذب سازد. کارکردن لینک دهنده آلی نشان دهنده یکی دیگر از مزایای MOF ها با امکان پیوند در طول یا بعد از سنتز ویژگی های مختلف آلی (قطبی، آپولار)، در نتیجه تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی جامد ،یکی از برنامه های کاربردی بالقوه برای MOF ها در تحویل دارو، با توجه به خواص مهمان مهمان و اصلاح آسان از طریق سنتز شیمیایی است. در این کار ما سه نوع ساختار آلی فلزی بر اساس کاتیون مس ساخته ایم (CuBTC) که روش های ساخت آنها بر پایه روش اولتراسونیک و مکانیکی و اولتراسونیک مغناطیسی شده بوده است. در روش سوم ، که ما تونستیم یک ساختار آلی فلزی کاملا جدید به نام M-CuBTC بسازیم . همانطور که میدانید، ساختار های آلی فلزی به دلیل تخلخل بالایی که دارند، مواد مناسبی جهت جذب مواد رنگی میباشد. از اهداف این پایان نامه، بررسی چارچوب های حاوی هسته های مس ، در جذب و آزادسازی آکریفلاوین است. آکریفلاوین یکی از ترکیبات فعال بیولوژیکی جالب است که جهت درمان عفونتها و آلودگیهای باکتریایی،قارچی یا انگلی در ماهیان آکواریومی به کار میرود علاوه بر خواص باکتریواستاتیک و ضدباکتری ، در برابر بعضی ویروس ها تغیر پذیر است،ونیز میتواند با DNA و RNA   پیوند برقرار کند و شکل فیزیکی آنهارا تغیر دهند..همچنین اکریفلاوین هیدرو کلراید بعنوان یک نوع رنگ دانه آلی شناخته و استفاده شده است.نانوذرات مغناطیسی یکی از مهمترین و پرکاربردترین انواع نانومواد می باشند که ویژگی های منحصر به فردشان موجب ایجاد کارایی های خاص آنها نسبت به سایر نانوساختارها می شود. این ذرات در شاخه های مختلف قابل کاربردهستند. نقش آنها به ویژه در زمینه دارورسانی قابل توجه است   و همچنین به عنوان کاتالیزور واکنش های مختلف ، چونکه این نانو ساختار ها به راحتی با یک آهنربا از محلول واکنش جدا میشوند. و همچنین هدف یابی را نیز تسهیل می کند که این خود در دارورسانی بسیار مهم و ضروری می باشد.

این پایان نامه شامل پنج بخش است:·   سنتز نانو کاتالیست Fe3O4@SiO2-ZnCl2نانوکاتالیست مغناطیسی Fe3O4@SiO2-ZnCl2 به وسیله نشاندن ZnCl2، روی سطح نانو ذرات آهن اکسایدی که با روش شیمیایی آماده شده و به وسیله سیلیکا پوشش داده شده، آماده می شود. این کاتالیست قابل بازیات برای سنتزهای مختلف استفاده می شود. نانوذرات هسته-پوسته پایدار و قابل استفاده مجدد است، نانو کاتالیست ناهمگن غیر سمی و ارزان با کاربردهای بالا در سنتزهای آلی است.·   سنتز بنزیمیدازول هایک روش ساده، سریع و کارآمد برای تهیه بنزیمیدازول از تراکم ارتوفنیلن دی آمین با آلدئیدها در حضور نانوکاتالیست Fe3O4@SiO2-ZnCl2 در حلال اتانول در دمای 50 درجه سانتیگراد است.·   سنتز کومارین هایک سنتز ساده و کارآمد از کومارین ها از طریق تراکم پکمن از فنل ها با اتیل استواستات با استفاده از کاتالیست Fe3O4 @ SiO2-ZnCl2   در شرایط بدون حلال در دمای 120 درجه سانتیگراد. این روش برخی از مزایا را از لحاظ سادگی عملکرد، زمان واکنش کم، عملکرد خوب و شرایط بدون حلال ارائه می دهد و خط شیمی سبز را نیز دنبال می کند.·   سنتز بنزو[1,4][b]اکسازین ها یک فرآیند کارآمد و سازگار با محیط زیست برای تهیه بنزو[1,4][b]اکسازین ها توسط تراکم سه جزء 2-آمینوفنول، آلدهید و ایزوسیانید با استفاده از کاتالیزور Fe3O4@SiO2-ZnCl2 در اتانول و آب (80? و 20?، به ترتیب)، در حضور و عدم وجود کاتالیزور K2CO3 ، در 70 درجه سانتیگراد و 2-12 ساعت.·   سنتز دی هیدروپیریمیدینون هادی هیدروپیریمیدینونها با یک تراکم چند ترکیبی، شامل یک بتا کتواستر، آلدهید و اوره در اتانول در دمای 80 درجه سانتی گراد با استفاده از Fe3O4@SiO2-ZnCl2   به عنوان کاتالیزورها سنتز شدند. این روش سازگار با محیط زیست است و مزایای عملیاتی مانند پروفایل های واکنش پاک و روش های جداسازی تجربی / محصول را ارائه می دهد.

چارجوب های فلز-آلی (MOF) ترکیباتی کریستالی اند که عموما به وسیله اتصال واحدهای ثانویه معدنی به یون های فلزی و اتصال دهنده های آلی، برای ایجاد شبکه های متنوع ساخته می‌شوند. این ترکیبات دارای شبکه های متخلخل منظم، چار چوب های قابل طراحی، وگروه های عاملی قابل تنظیم توجه شیمیدانان وفیزیکدانان و دانشمندان علم مواد را به دلیل علاقه به ایجاد فضاهای نانومتری و پدیدهای جدید آن، به خود جلب کرده اند. همچنین توجه زیادی به کاربردهای آن ها در جذب، جداسازی، کاتالیزوری، مغناطیس، حسگری ودارورسانی شده است. چارجوب های فلز-آلی   (MOF) تاکنون پیشرفت های قابل ملاحظه ای را در زمینه کاتالیزور‌های هتروژن از خود نشان داده اند، این پژوهش به منظور کاتالیست کردن واکنش اولمن از چارچوب های فلز-آلی بر پایه فلز زیرکونیوم و مشتقات لیگاند ترفتالیک اسید بهره برده است. با توجه به پایداری حرارتی بیشتر و همچنین پایداری در محلول اسیدی، قلیایی و آبی بررسی ها روی این MOF متمرکز شده است.   Uio-66-NH2‌ شامل گره های فلزی زیرکونیوم و لیگاند های آلی 2-آمینو ترفتالیک اسید می باشد. حضور گروه های NH2 در لینکرهای آلی تاثیر بسزایی در مکانیسم رشد چار چوب های آلی –فلزی دارد, بنابراین چارچوب فوق ابتدا به وسیله سیانوریک کلراید و تبدیل آن به ملامین اصلاح ساختاری شده است.   UiO-66-NH2 به خاطر سطح فعال خارجی بالایی که در دسترس نانوذرات مس می گذارد به عنوان بستر در این پژوهش بکار برده شد وکاتالیزور UiO66-NH2-Mlm/Cu    سنتز شد.نمونه ها توسط آنالیز های پراش پرتو ایکس (PXRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمزIR)   (FT-، میکروسکوپی پیمایش الکترونی ((SEM، گرماسنجی وزنی (TGA)، میکروسکوپی الکترونی عبوری روبشی (STEM)، اسپکتروسکوپی فوتو الکترون پرتو ایکس (XPS)، اسپکتروسکوپی جذب اتمی(AA) مورد شناسایی قرار گرفتند.

کاربردFM  -TA-SO3H به عنوان یک نانوکاتالیست هتروژن اسیدی کارآ جهت سنتز مشتقات تترازول ها و زانتن ها

      چکیده :چارچوب های فلز-آلی ( MOFها) یا پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل توجه شیمیدانان، فیزیکدانان، ودانشمندان علم مواد را به دلیل علاقه به ایجاد فضاهای نانومتری و پدیده های جدید آن، به خود جلب کرده است. همچنین توجه زیادی به کاربردهای آنها در جذب، جداسازی، کاتالیزوری، مغناطیس، حسگری و دارورسانی را جلب کرده است.MOF ها عموما به وسیله ی اتصال واحد های ثانویه دوم شامل یون های فلزی و اتصال دهنده های آلی، برای ایجاد شبکه های متنوع، ساخته می شوند. آنها کاملا منظم، دارای تخلخل بالا، چارچوب های قابل طراحی، و گروه های عاملی تنظیم پذیر می باشند. این خواص MOF ها را برای کاربردهای خاص و گوناگون در به دام اندازی و جذب مواد خطرناک،مناسب می کند. در این پایان نامه جذب و واجذب مولکول های ید   و تاثیرات ساختاری آنها بر روی سه MOF با هسته فلزی زیرکونیوم مورد مطالعه قرار گرفته است. جذب و واجذب این مولکول های مهمان در پلیمرهای سه بعدی متخلخل UiO-66-NH2 (=NH2-BDC2،آمینو بنزن دی کربوکسیلیک اسید)،   UiO-66 (1،4 بنزن دی کربوکسیلیک اسید) و UiO-66-vac ( UiO-66 همراه با نقص در ساختار) مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها توسط آنالیز های پراش پرتو ایکس پوردی (PXRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمز( FT-IR)، میکروسکوپی پیمایش الکترونی( SEM)، ایزوترم های جذب و واجذب نیتروژن(BET)، گرماسنجی وزنی (TGA)، اسپکتروسکوپی (UV-vis)، اسپکتروسکوپی فتوالکترون پرتو ایکس(XPS) و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) مورد شناسایی قرار گرفتند.MOF شامل گروه های NH2 به دلیل داشتن تخلخل بالا و ایجاد کمپلکسهای انتقال بار بین گروه های NH2 و مولکول های ید، بالاترین ظرفیت جذب را دارا می باشد. و   همچنین دارای بالاترین سرعت جذب ید نسبت به دو MOF دیگر می باشد.تصاویر TEM ذرات بعد از جذب ید، تفاوت هایی در شکل ذرات ایجاد کرده است که نشان دهنده جذب بر وری سطوح و داخل حفرات می باشد. مقدار مهمان جذب شده دراین MOF های زیرکونیوم قابل مقایسه و سرعت جذب بخصوص برای UiO-66-NH2 بسیار بیشتر از موادی است که قبلا گزارش شده است. همینطور UiO-66 کمترین مقدار جذب را نشان داده است، که می تواند به دلیل مساحت سطح کمتر، نداشتم نقص در ساختار و نداشتن گروه های عاملی الکترون دهنده نسبت به UiO-66-NH2.به طور کلی، فرایند سریع جذب ید در n-هگزان برای   MOFهای زیر کونیوم، تاثیرات تخلخل و عامل دار بودن برای به حد اکثر رساندن ظرفیت جذب مورد بررسی قرار گرفته است.  چکیده :  چارچوب های فلز-آلی (MOFها) یا پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل توجه شیمیدانان، فیزیکدانان، ودانشمندان علم مواد را به دلیل علاقه به ایجاد فضاهای نانومتری و پدیده های جدید آن، را به خود جلب کرده است.همچنین توجه زیادی به کاربردهای آنها در جذب، جداسازی، کاتالیزوری، مغناطیسم، حسگری، و دارورسانی را جلب کرده است.MOF ها عموما به وسیله ی اتصال واحد های ثانویه دوم شامل یون های فلزی و اتصال دهنده های آلی،برای ایجاد شبکه های متنوع،ساخته می شوند. آنها کاملا منظم، دارای تخلخل بالا، چارچوب های قابل طراحی، و گروه های عاملی تنظیم پذیر می باشند. این خواص MOF ها را برای کاربردهای خاص و گوناگون در به دام اندازی و جذب مواد خطرناک،مناسب می کند.در این پایان نامه جذب و واجذب مولکول های ید، تاثیرات ساختاری آنها، و بررسی های سینتیکی بر روی سه MOF با هسته فلزی زیرکونیوم مورد مطالعه قرار گرفته است. جذب و واجذب این مولکول های مهمان در پلیمرهای سه بعدی متخلخل   UiO-66, UiO-66-NH2     و   UiO-66-vac مورد بررسی قرار گرفت.نمونه ها توسط انالیز های پراش پرتو ایکس پوردی (PXRD)، اسپکتروسکوپی مادون قرمز( FT-IR)، میکروسکوپی پیمایش الکترونی(