تاریخ دفاع: 1404/10/7
دانشجو

الهام جلیلیان

دانشکده / گروه آموزشی شیمی | شیمی آلی

سنتز کامپوزیتهای مبتنی بر چارچوب های فلز-آلی برای کاهش نوری Cr(VI) و تخریب نوری رنگها و پلی استایرن تحت نور مرئی

استاد راهنما محمد جعفرزاده

چکیده

   چکیده در بخش اول، فعالیت فوتوکاتالیستی هم افزایی   مخلوط بیسموت اکسی هالیدها و نقش حیاتی دوپینگ آهن در افزایش کاهش کروم (VI) مورد بررسی قرار گرفت. با به‌کارگیری 3FeCl   هم به عنوان منبع کلرید و هم به عنوان پیش ماده ی دوپینگ آهن، ما توانستیم در حین سنتز هم‌رسوبی تک‌ظرفی (one-pot co-precipitation) در دمای اتاق، آهن 3+Feرا به صورت درجا در بیسموت اکسی هالیدها   وارد کنیم.کامپوزیت NH2-UiO-66 / Fe-BiOX   که حاصل ترکیب ذرات گل‌مانند BiOX دوپ شده با آهن و NH2- UiO-66، یک چارچوب آلی-فلزی بر پایه زیرکونیوم ، و تشکیل یک کامپوزیت ناهمگون (هتروجانشن) با ساختار Z-طرح (Z-scheme) بود، عملکرد استثنایی کاهشCr(VI)   را تحت نور مرئی از خود نشان داد و به راندمان ?? درصد در عرض ?? دقیقه (در2 pH ، با LED ??? وات) دست یافت. این عملکرد از سیستم مرجع NH2-UiO-66 / BiOI   ) با راندمان ?? درصد) بهتر است، که نقش دوگانه دوپینگ آهن و فازهای مخلوط اکسی‌هالیدی را در ارتقاء جداسازی بار و جلوگیری از نوترکیبی برجسته می‌کند .مطالعات مکانیسمی نشان داد که الکترون‌های فوتوتولیدشده و رادیکال‌های سوپراکسید (•O2–) به عنوان عوامل کاهنده اصلی عمل می‌کنند، و چرخه ردوکس   Fe3+/Fe2+ از طریق انتقال موثر الکترون، تولید   •O2–را افزایش می‌دهد.    در بخش دوم، یک استراتژی تک‌ظرفی   برای سنتز یک فوتوکاتالیست کامپوزیتی مبتنی بر Bi-MOF به کار گرفته شد. در این سیستم، مایع یونی نه تنها به عنوان یک عامل جهت‌دهنده ساختار و پایدارکننده عمل کرد، بلکه به عنوان منبع هالید نیز عمل نمود و منجر به تشکیل درجای ترکیب   iOCl در ماتریکس   i-MOF شد. هیبرید حاصل یک ساختار متخلخل یکپارچه را به نمایش گذاشت که جذب نور، جداسازی بار و واکنش‌پذیری سطحی را تقویت می‌کرد. تحت تابش نور مرئی از یک منبع LED ??? وات، کامپوزیت   i-MOF/BiOCl/IL/PVP (Bi-MOF/BIP) راندمان بالایی معادل ?? درصد را در تخریب رنگ رودامین ظرف ?? دقیقه نشان داد، که در مقایسه با   i-MOF اولیه، بسیار فعال‌تر بود. آزمایش‌های جذب‌کننده رادیکال تایید کردند که رادیکال‌های سوپراکسید (•O2–) ، الکترون‌ها (e–) و حفره‌ها (h+) که توسط گونه‌های فوتوراکتیو تولید می‌شوند، عوامل اصلی مسئول فرآیند تخریب هستند. برهم‌کنش هم‌افزای   بین Bi-MOF، BiOCl،   VP و مایع یونی به انتقال کارآمد بار و افزایش فعالیت ردوکس القاشده توسط نور مرئی کمک کرد، که پتانسیل این کامپوزیت را به عنوان یک فوتوکاتالیست موثر برای بهسازی محیط زیست برجسته می‌کند.    در بخش سوم، ما تخریب نوری پلی‌استایرن را با استفاده از یک فوتوکاتالیست نوین مبتنی بر   iCo-MOF/G-NH2/ SiO2تحت نور مرئی بررسی کردیم. ما واکنش را هم در فاز جامد و هم در محلول انجام دادیم تا ببینیم کدام شرایط برای شکستن زنجیره پلیمری موثرتر است. تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی ژلتراوایی (gel-permeation chromatography) نشان داد که این کامپوزیت، به ویژه در حضور تترا هیدرو فوران (THF) عملکرد بسیار بالایی دارد و وزن مولکولی پلی‌استایرن را به شدت کاهش می‌دهد؛ به طوری کهMn     (وزن مولکولی عددی میانگین) از مقدار اولیه   67400 g.mol-1   بهg.mol-1 2377 کاهش یافت. این کاهش چشمگیر نشان می‌دهد که ترکیبNiCo-MOF و G-NH2/SiO2، به همراه حلال مناسب، می‌تواند زنجیره پلی‌استایرن را سریع‌تر و شدیدتر تجزیه کند. بررسی نقش جذب‌کننده‌های رادیکال   نیز نشان داد که هم گونه‌های الکترون و هم حفره در این فرآیند فعال هستند و مکانیسم واکنش مطابق با مدل انتقال بار نوع I پیش می‌رود. این نتایج ثابت می‌کند که این فوتوکاتالیست می‌تواند روشی کارآمد برای تخریب پلیمرهای مقاوم تحت نور مرئی باشد.