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

نانومواد

دوره 13، شماره 48، دی 1400، صفحه 247-256   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

حسین صلواتی؛ سیما کرمی؛ مریم موحدی^*

دانشکده شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

تنگستوفسفریک اسید؛ کائولینیت؛ اپوکسایش؛ فوتوکاتالیست؛ کاتالیست

مراجع

• 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.