Search In this Thesis
   Search In this Thesis  
العنوان
Physicochemical studies of some nanoporous metal organic framework catalysts /
المؤلف
Mohamed, Sultan Ahmed Ibrahim.
هيئة الاعداد
باحث / سلطان احمد ابراهيم
مشرف / عوض إبراهيم أحمد
مشرف / وفاء صلاح أبواليزيد
مشرف / سالم السيد سمره
مناقش / محمد رمزي مصطفى
مناقش / أسعد عبدالفتاح حسن
الموضوع
Chemistry.
تاريخ النشر
2023.
عدد الصفحات
136 p. :
اللغة
الإنجليزية
الدرجة
ماجستير
التخصص
Physical and Theoretical Chemistry
تاريخ الإجازة
01/01/2023
مكان الإجازة
جامعة المنصورة - كلية العلوم - قسم الكيمياء
الفهرس
Only 14 pages are availabe for public view

from 136

from 136

Abstract

شهد العقدان الماضيان توسعًا هائلاً في تحضير ، وتوصيف، ودراسة الخواص الكيميائية والفيزيائية لمواد معروفه باسم الأطر العضوية المعدنية (MOFs). يتم بناء هذه المواد بواسطة تركيب شبكي حيث يتم فيه اتحاد الوحدات غير العضوية والعضوية بواسطة روابط قوية وتكوين إطار بلوري مفتوح بمسامية منتظمة.تحضير الأطر العضوية المعدنيةتم تحضير الأطر العضوية المعدنية المعروفة جيدا باسم (UiO-66) بطريقه ال solvothermal عن طريق اضافه 0.339 جرام من نترات الزركونيوم و0.166 جرام من حمض الترفثاليك واذابتهم في 30 مللي لتر DMF بعد التقليب المستمر لمده 30 دقيقه يتم نقل المحلول المتجانس إلى جهاز ضاغط يستخدم في تحضير المواد متناهيه الصغر و مبطّن بـماده التفلون ووضعه في الفرن عند درجة حرارة 120 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. وأخيرًا يتم ترشيح المادة الناتجة وغسلها عن طريق وضعها في DMF ومن ثم وضعها في كلوروفورم وتجفيفها في فرن مفرغ من الهواء عند درجه حراره 80 درجة مئوية. • تم تحضير الأطر العضوية المعدنية المعروفة باسمU-ZrBDC) ) بطريقه ال solvothermal عن طريق اضافه 0.339 جرام من نترات الزركونيوم و0.166 جرام من حمض الترفثاليك واذابتهم في 20 مللي لتر DMF وبشكل منفصل تم اذابة 0.060 جرام من ماده اليوريا في 10 مللي لتر DMF. بعد التقليب المستمر لمده 30 دقيقه يتم اضافه المحلولين لبعض وتقليب اخر لمده 30 دقيقه ومن ثم نقل المحلول المتجانس إلى جهاز ضاغط يستخدم في تحضير المواد متناهيه الصغر و مبطّن بـماده التفلون ووضعه في الفرن عند درجة حرارة 110 درجة مئوية لمدة 25 ساعة. وأخيرًا يتم ترشيح المادة الناتجة وغسلها عن طريق وضعها في DMF وتجفيفها في فرن مفرغ من الهواء عند درجه حراره 80 درجة مئوية. تم تغيير النسب في التحضير الى(0.5:1) , (1:1) , (1.5:1) ودراسه التغير في النتائج .تم تحضير الأطر العضوية المعدنية المعروفة باسم (Cu-HKUST-1/Zr-UiO-66) بطريقه ال solvothermal عن طريق اضافه 1.087 جرام من نترات الزركونيوم و0.525 جرام من حمض الترفثاليك واذابتهم في 15 مللي لتر DMF. بشكل منفصل يتم تقليب 0.054 جرام من نترات النحاس في 0.75 مللي لتر ماء . بعد التقليب المستمر لمده 30 دقيقه يتم نقل المحلولين إلى جهاز ضاغط يستخدم في تحضير المواد متناهيه الصغر و مبطّن بـماده التفلون ووضعه في الفرن عند درجة حرارة 125 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. وأخيرًا يتم ترشيح المادة الناتجة وغسلها عن طريق وضعها في DMF وتجفيفها في فرن مفرغ من الهواء عند درجه حراره 80 درجة مئوية. تم تغيير النسب في التحضير الى(0.3:1) , (0.6:1) , (1:1) ودراسه التغير في النتائج تم تطوير تحضير الأطر العضوية المعدنية المعروفة باسم (UiO-66) عن طريق تحميل نسب مختلفة من الفضه على السطح (12 %, 10 %, 7 %, 5 % , 3 %) لينتج ((AgNPs/UiO-66 عن طريق اضافه 0.5 جرام من (UiO-66) سبق تحضيره بطريقه ال solvothermal و تقليبه في 20 مللي لتر ماء . يتم اضافه الفضه المختزله مسبقا بنسب مختلفه الى المحلول ويتم التقليب المستمر لمده 24 ساعه. وأخيرًا يتم ترشيح المادة الناتجة وغسلها عن طريق وضعها في DMF وتجفيفها في فرن مفرغ من الهواء عند درجه حراره 80 درجة مئوية.التوصيف الهيكلي للعينات المحضرةتم توصيف المواد المحضره باستخدام تقنيات مختلفة مثل XRD و FT-IR و SEM وTEM.توصيف المواد المحضرة باستخدام الأشعة السينية XRD :•الأشعة السينية لـ(UiO-66) توضح ظهور قمم واضحه عند زاويه 2θ عند النقط التالية 7.4, 8.5, 14.1, 14.7, 17, 18.6, 19.1. والتي تؤكد نجاح عمليه التحضير. •الأشعة السينية لـ(U-ZrBDC) توضح ظهور قمم واضحه عند زاويه 2θ ولكن عند النقطة 2θ = 7.4 اقل من (UiO-66).الأشعة السينية لـ(Cu-HKUST-1/Zr-UiO-66) توضح ظهور قمم واضحه عند زاويه 2θ مماثله ل (UiO-66).•الأشعة السينية لـ(AgNPs/UiO-66) توضح ظهور قمم واضحه اضافيه عن تلك الموجودة في (UiO-66) عند زاويه 2θ 38.1, 44.1, 64.4, and 77.3°وذلك يؤكد صحه التحضير وارتباط الجزيئات النانوية من الفضة ب كاربوكسلات.  توصيف المواد المحضرة باستخدام الميكروسكوب الالكتروني الماسح SEM :•أكدت صور الميكروسكوب الالكتروني الماسح لـ (UiO-66)أن هناك إطارًا بلوريًا قد تحقق بالكامل ومطابقاً للشكل.اما عن صور الميكروسكوب الالكتروني الماسح لـ (U-ZrBDC) و (Cu-HKUST-1/Zr-UiO-66) أن هناك إطارًا بلوريًا قد تحقق بالكامل ومطابقاً للشكل الموجود في (UiO-66).•ايضا صور الميكروسكوب الالكتروني الماسح لـ (AgNPs/UiO-66) اكدت أن هناك إطارًا بلوريًا قد تحقق بالكامل ومطابقاً للشكل الموجود في (UiO-66) كذلك يحتوي علي جزيئات نانوية من الفضة موزعة بشكل متجانس على سطح الـ MOF الذي تم تحضيره. توصيف المواد المحضرة باستخدام الميكروسكوب الالكتروني النافذ TEM : •أظهرت صور الميكروسكوب الالكتروني النافذ لـ (UiO-66) أن هناك إطارًا بلوريًا قد تحقق بالكامل ومطابق لما ظهر في الميكروسكوب الماسح. •كما اظهرت صور الميكروسكوب الالكتروني لـ (U-ZrBDC) و (Cu-HKUST-1/Zr-UiO-66) أن هناك إطارًا بلوريًا قد تحقق بالكامل ومطابقاً للشكل الموجود في(UiO-66) ومطابق لما ظهر في الميكروسكوب الماسح. •ايضا في صور الميكروسكوب الالكتروني لـ(AgNPs/UiO-66) تبين أنه يحتوي علي جزيئات نانوية من الفضة موزعة بشكل متجانس وغير متجانس على سطح الـ MOF الذي تم تحضيره. وصيف المواد المحضرة باستخدام الأشعة تحت الحمراء FT-IR : •في تحاليل الأشعة تحت الحمراء ل (UiO-66) اختفاء القمم القوية عند 1700-1710 سم- 1، تدل على نزع بروتون مجموعات الكربوكسيل في H2BDC عند التفاعل مما يؤكد تحضير(UiO-66). كذلك ظهور قمه عند 747 سم- 1والتي تدل على ارتباط الزركونيوم ب الاوكسجين. •ايضا في تحاليل الأشعة تحت الحمراء ل (U-ZrBDC) ظهرت قمم اكثر حده من الموجودة في (UiO-66) وخاصه في المنطقة 700-1000 سم- •وكذلك في تحاليل الأشعة تحت الحمراء ل (Cu-HKUST-1/Zr-UiO-66) ظهور نفس القمم تقريبا الموجودة في (UiO-66).ايضا في تحاليل الأشعة تحت الحمراء ل (AgNPs/UiO-66) ظهرت قمم عند 483 و 526 سم- 1 التي تمثل O-Ag-O وتكوين ال MOF. دراسة النشاط الامتزازي :تم دراسة الامتزاز من خلال دراسة إزالة ملوثات عضوية مثل الازرق الميثيلي وغير عضوية مثل ايونات الرصاص والكادميوم. كما تمت دراسة تأثير تركيزالأصباغ أو المعادن ، ودرجة الاس الهيدروجيني، وكميه الماده المازة ، ووقت الامتزاز ودرجة الحرارة على عملية الامتزاز. ولتحديد خصائص الامتزاز ، تمت دراسه نموذجي Langmuir و Freundlich وأيضا الدراسات الحركية.إزالة بعض الملوثات غير العضوية :تم تحسين أداء الإمتزاز بشكل كبير عند الرقم الهيدروجيني 5 ل ايون الرصاص والرقم الهيدروجيني 7 لـ ايون الكادميوم مع كفاءة إزالة وصلت إلى اكثر من 90٪ من 100 مللي جرام / لتر من محلول الرصاص واكثر من 85٪ من 100 مللي جرام / لتر من محلول الكادميوم وتم الوصول إلى حاله الاتزان على سطح المادة المازة بعد 90 دقيقة ل ايونات الرصاص والكادميوم في ظل الظروف المثلى.إزالة بعض الملوثات العضوية تم تحسين أداء الامتزاز بشكل كبير عند رقم هيدروجيني 10 ل الازرق الميثيلي مع كفاءة إزالة وصلت إلى اعلى من 90٪ من 100 مللي جرام / لتر من محلول الازرق الميثيلي وتم الوصول إلى توازن الامتزاز على المواد المحضرة بعد 4 ساعات لـ في الظروف المثلى. توضح دراسة تغيير درجة الحرارة أن كفاءة الامتزاز تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة مما يشير إلى الطبيعة الطاردة للحرارة لعملية الامتزاز.