سنتز و شناسایی نانوذرات هیبرید شده ی co-mn تثبیت شده بر بنتونیت اصلاح شده برای اکسایش پارازایلن (p-xylene) به ترفتالیک اسید (ta)

امروزه بیشتر بر روی نانو ذرات فلزی مطالعه انجام شده است. این ترکیبات به دلیل سطح زیادی که نسبت به حجمشان دارند در مقایسه با فرم حجیم خود از ویژگی های منحصر به فردی در زمینه های توزیع مغناطیسی، الکتریکی و شیمیایی برخوردار می باشند. در این میان نانو ذرات فلزی واسطه از خاصیت کاتالیزوری بالایی برخوردار هستند. نانو ذرات فلزی واسطه ای که به صورت محلول در واکنش فعالیت کاتالیزوری خود را انجام می دهند، مشکلاتی در زمینه بازیافت کاتالیزور به همراه دارند. برای حل این مشکل، آن ها را بر روی بستری جامد تثبیت می کنند. همانطور که می دانیم امروزه مبحث نانو و تهیه نانوذرات یکی از مباحث مورد علاقه محققان است. نانوذرات (nanoparticles) خواص بسیار مفید و جالبی را در مقایسه با مواد توده ای (bulk) از خود نشان می دهند و کارایی و کاربرد بیشتری نسبت به مواد با سایز میکرومتر دارند. این ترکیبات به عنوان کاتالیزور، مواد فتولومینسانس، فتوکاتالیزور کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند. در مبحث کاتالیزورهای هتروژن یکی از فاکتورهای مهم در تهیه کاتالیزور، کنترل اندازه ذرات آن می باشد. با کنترل اندازه ذرات کاتالیزور می توانیم فعالیت و گزینش پذیری آن را به طور دلخواه تغییر دهیم. در تحقیقات قبلی انجام شده در زمینه ی کاتالیزورهای ناهمگن، از بسترهای متنوعی برای تثبیت کاتالیزورها استفاده شده که از آن جمله می توان به مواد پلیمری و کامپوزیتی، سیلیکا و بنتونیت یا همان خاک رس اشاره کرد. در آزمایشگاه تحقیقاتی آلی دکتر غیاثی، طی سال های گذشته از خاک رس که معادن آن نیز در داخل کشور موجود می باشد به عنوان بستری برای تثبیت کاتالیزور استفاده می شود. هدف از انجام این پروژه استفاده از این بستر برای سنتز ریز ذرات ذکر شده و بررسی کاربرد آنها می باشد. در حال حاضر دی متیل ترفتالات بر پایه ی اکسایش پارا زایلن به کمک کاتالیزور های mn-co در شرایط هموژن انجام می شود و تا کنون به طور عمده از کاتالیست های هموژن برای تولید دی متیل ترفتالات (dmt) از طریق اکسایش پارازایلن (p-xylene) استفاده شده است و تنها چند گزارش در رابطه با استفاده از کاتالیزورهای هتروژن برای این سنتز انتشار یافته است. در پروژه ی حاضر تلاش شده است کاتالیستی مناسب برای این واکنش در مقیاس نانو تهیه شود که این کار جدید بوده و برای اولین بار است که این واکنش مهم و اساسی در مقیاس نانو انجام می شود. در این پروژه تلاش شده است که کاتالیست های mn-co به صورت نانو ذره در آورده شود و ضمنا روی یک بستر هتروژن تثبیت گردد تا ضمن افزایش کارایی کاتالیزور، بازیابی و استفاده ی مجدد از کاتالیزور با سهولت به مراتب بهتری انجام شود. ضمنا به دلیل انجام این واکنش با کاتالیست های نانوذره و مصرف به مراتب کمتر کاتالیست، این کار از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد. شرایط 0/15 گرم بنتونیت دولایه که نسبت فلزات تثبیت شده روی آن به صورت co/mn = 10/1 می باشد، 3% وزنی از محرک br-، 190oc، 17 اتمسفر و زمان 3 ساعت، شرایط بهینه ای است که برای این واکنش بدست آمد. درصد تبدیل 100 درصد و نیز انتخابگری بیش از 97 درصد برای ترفتالیک اسید، حاکی از موفقیت آمیز بودن این پژوهش است.