دانشگاه سمنان شیمى کاربردى روز 2981-2437 20 76 2025 09 23 Facile Hydrothermal Fabrication of Nanocomposite based on natural zeolite and its Application in Catalytic Oxidative Desulfurization of Benzothiophene سنتز نانوکامپوزیت بر پایه زئولیت طبیعی به روش هیدروترمال و کاربرد آن در فرآیند اکسیداسیون کاتالیستی بنزوتیوفن به‌منظور حذف گوگرد 117 134 10304 10.22075/chem.2025.38474.2380 FA شیما حاجی عبدالرحیم خباز گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0009-0006-5885-4334 احمد باقری گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0000-0003-4641-4308 مهدی موسوی کمازانی گروه نانوشیمی، دانشکده نانوفناوری، پردیس علوم و فناوری های نوین، دانشگاه سمنان، سمنان، 0000-0003-1456-6788 Journal Article 2025 07 27 In this study, a Mn₂V₂O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆/zeolite nanocomposite was successfully synthesized via a hydrothermal method. The zeolite support was surface-modified with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as cationic surfactant to enhance its adsorption properties and dispersion behavior. This composite was synthesized with a 1:1 ratio catalyst (MnFe2O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆) based on modified zeolite. The final nanocomposite was characterized using FTIR, XRD, and SEM analyses, which confirmed the successful formation of a well-integrated and uniformly distributed Mn₂V₂O7 and Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆ phases on the modified zeolite surface. The synthesized nanocomposite was then applied as a catalyst for the oxidative desulfurization of benzothiophene in model fuel, achieving a sulfur removal efficiency of 53% under optimized conditions. To evaluate the reaction mechanism, kinetic studies were performed by fitting the experimental data to zero-, first-, and second-order models. The results indicated that the desulfurization reaction followed a first-order kinetic model with an excellent correlation coefficient (R² = 0.9385), suggesting that the reaction rate is directly proportional to the benzothiophene concentration. These findings demonstrate that the CTAB-modified Mn₂V₂O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆/zeolite nanocomposite is a promising material for effective fuel desulfurization. در این پژوهش، نانوکامپوزیت Mn₂V₂O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆/zeolite به‌روش هیدروترمال سنتز شد. به‌منظور بهبود خواص سطحی و افزایش قابلیت جذب، زئولیت با سورفکتانت کاتیونی ستیل‌تری‌متیل‌آمونیوم برومید (CTAB)اصلاح شد. این کامپوزیت با نسبت 1:1 کاتالیست (MnFe2O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆) بر پایه زئولیت اصلاح شده سنتز گردید. نانوکامپوزیت نهایی با استفاده از آزمون‌های FTIR، XRD و SEM مورد شناسایی قرار گرفت و نتایج نشان داد که فازهای Mn₂V₂O7و Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆ به‌صورت یکنواخت و موفقیت‌آمیز روی سطح زئولیت اصلاح‌شده قرار گرفته‌اند. از این نانوکامپوزیت به‌عنوان کاتالیست در فرآیند اکسیداسیون بنزوتیوفن به‌منظور حذف گوگرد در سوخت مدل استفاده شد که تحت شرایط بهینه، راندمان حذف گوگرد به 53٪ رسید. به‌منظور بررسی مکانیسم واکنش، داده‌های تجربی با مدل‌های سینتیکی مرتبه صفر، اول و دوم برازش شدند. نتایج نشان داد که واکنش از مدل سینتیکی مرتبه دوم تبعیت می‌کند و ضریب همبستگی بسیار بالای 9385/0= R² به‌دست آمد که نشان‌دهنده وابستگی مستقیم سرعت واکنش به غلظت بنزوتیوفن است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که نانوکامپوزیت Mn₂V₂O7/Fe₀.₁₁V₂O₅.₁₆ با زئولیت اصلاح‌شده به وسیله CTAB می‌تواند به‌عنوان یک ماده مؤثر در حذف گوگرد از سوخت‌ها مورد استفاده قرار گیرد https://chemistry.semnan.ac.ir/article_10304_61a10e6abb1149ad9d08f303267f9bc4.pdf