سنتز و شناسایی پلی اکسومولیبدات متصل بر روی سطح نانو ذرات مغناطیسی به عنوان کاتالیزور جدید کارآمد و قابل بازیابی در واکنش های اپوکسایش الفین ها

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران

2 استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان، گلپایگان، ایران

3 دانشجوی دکترا گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

4 استاد شیمی معدنی، دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

نانوکاتالیزور جدید Fe3O4@MnPOM از طریق اتصال کووالان پلی اکسومولیبدات [PMnMo11O39]5‒ بر روی سطح نانوذرات مغناطیسی Fe3O4@SiO2 عاملدار شده با گروههای آمینی با موفقیت سنتز شد. نانومواد سنتز شده با استفاده از یک سری از روش‌های طیف سنجی شامل پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و طیف سنجی مادون قرمز (FT–IR) شناسایی شد. نانوکامپوزیت حاصل، فعالیت کاتالیزوری مناسبی را برای واکنش اپوکسایش الفین‌ها به اپوکسید مربوطه در حضور اکسنده t–BuOOH با بازده و انتخابگری بالا نشان داد. به علاوه، کاتالیزور سنتز شده می‌تواند به راحتی با استفاده از یک آهن‌ربای خارجی از مخلوط واکنش بازیابی شود. آزمایشات بازیابی کاتالیزور نشان داد که این نانوکاتالیزور می‌تواند دست کم تا هفت چرخه کاتالیزوری بدون کاهش قابل ملاحظه‌ای در کارایی آن، مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Synthesis and Characterization of Immobilized Polyoxophosphomolybdate on the Surface of Magnetic Nanoparticles as Recoverable and Efficient New Catalyst for Epoxidation of Olefins

نویسندگان [English]

  • Zeinab Moradi-Shoeili 1
  • Maryam Zare 2
  • Hadigheh sadat Hosseini 3
  • Mojtaba Bagherzadeh 4
1 Assistant professor of inorganic chemistry, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Guilan, P.O. Box 41335-1914, Rasht / Iran
2 Department of Basic Sciences, Golpayegan University of Technology, P.O. Box 8771765651, Golpayegan, Iran
3 Department of Chemistry, Sharif University of Technology, Azadi Ave., P.O. Box 11155–3516, Tehran, Iran
4 Professor, Ph.D. in Inorganic Chemistry, Sharif University of Technology, Tehran , Iran
چکیده [English]

New nanocatalyst Fe3O4@MnPOM, was successfully synthesized by covalent bonding of polyoxomolybdate [PMnMo11O39]5‒ on the amino-functionalized Fe3O4@SiO2. The synthesized nanomaterials were characterized by a series of spectroscopic techniques including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive X-ray (EDX) and infrared spectroscopy (FT–IR). The resulting nanocomposites were efficient catalyst for selective oxidation of olefins to corresponding epoxides with t–BuOOH as oxidant, in high yields and selectivity. In addition, the synthesized catalyst could be conveniently recovered from reaction mixture using applying an external magnet. The recycling tests showed that the nanocatalyst can be reused at least 7 times without significant loss of catalytic efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heterogeneous catalyst
  • Fe3O4
  • Phosphomolybdate catalysts
  • Epoxidation reactions
[1]Y. Zhu, Q. Wang, R.G. Cornwall, Y. Shi, Chemical Reviews, 114 (2014) 8199.

]2[ امینی، مجتبی، مجله شیمى کاربردى، شماره 38 (1395) ص 85.

[3] X. Zheng, L. Zhang, J. Li, S. Luo, J–P Cheng, Chemical Communications, 47 (2011) 12325.

[4] S.A. Jadhav, R. Bongiovanni, Advanced Materials Letters, 3 (2012) 356.

[5] R.Y. Hong, B. Feng, L.L. Chen, G.H. Liu, H.Z. Li,  Y. Zheng, D.G. Wei, Biochemical Engineering Journal, 42 (2008) 290.

[6] W. Xie, N.Ma, Energy & Fuels, 23 (2009) 1347.

[7] L. Chen, L. Wu, F. Liu, X.Qi, Y. Ge, S. Shen, Journal of Materials Chemistry B, 4 (2016) 3660.

[8] M.I. Majeed, Q. Lu, W. Yan, Z. Li, I. Hussain, M.N. Tahir, W. Tremel, B. Tan, Journal of Materials Chemistry B, 1 (2013) 2874.

]9[ بهمئی، منوچهر; عباسی، لاله; فرجی، محمد، مجله شیمى کاربردى، شماره 26 (1392) ص 29.

[10] Z. Moradi-Shoeili, M. Zare, M. Bagherzadeh, S. Özkar, S. Akbayrak, Journal of Coordination Chemistry, 69 (2016) 668.

[11] D. Dupont, J. Luyten, M. Bloemen, T. Verbiest, K. Binnemans, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (2014) 15222.

[12] D. Wang, D. Astruc, Chemical Reviews, 114 (2014) 6949.

[13] S. Shylesh, J. Schweizer, S. Demeshko, V. Schunemann, S. Ernst, W.R. Thiel, Advanced Synthesis & Catalysis, 351 (2009) 1789.

[14] R.K. Sharma, S.Dutta, S. Sharma, Dalton Transactions, 44 (2015) 1303.

[15] Z. Moradi-Shoeili, M.  Zare, M. Bagherzadeh, Journal of Nanoparticle Research, 18 (2016) 298.

[16] M. Zare, Z. Moradi-Shoeili, M. Bagherzadeh, S. Akbayrak, S. Özkar, New Journal of Chemistry, 40 (2016) 1580.

[17] M. Zare, Z. Moradi‐Shoeili , Applied Organometallic Chemistry (2017) DOI: 10.1002/aoc.3611

[18] L. Buzoglu, E. Maltas, M. Ozmen, S. Yildiz, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 442 (2014) 139.

[19] W. Li, Y. Deng, Z. Wu, X. Qian, J. Yang, Y. Wang, D. Gu, F. Zhang, B. Tu and D. Zhao, Journal of the American Chemical Society, 133 (2011) 15830.

[20] W. Wu, Q. He, Ch. Jiang, Nanoscale Research Letters, 3 (2008) 397.

[21] A. Patel, S. Pathan, Journal of Coordination Chemistry, 65(2012) 3122.

[22] X. Le, Zh. Dong, Zh. Jin, Q. Wang, J. Ma, Catalysis Communications, 53 ( 2014) 47.

[23] H. Salavati, N. Rasouli, Materials Research Bulletin, 46 (2011) 1853.

[24] X. Huang, W. Guo, G. Wang, M. Yang, Q. Wang, X. Zhang, Y. Feng, Zh. Shi, Ch. Li, Materials Chemistry and Physics, 135 (2012) 985.

[25] P. Ferreira, I.S. Goncalves, F.E. Kuhn, A.D. Lopes, M.A. Martins, M. Pillinger, A.Pina, J. Rocha, C.C. Romao, A.M. Santos, T.M. Santos and A.A. Valente, European Journal of Inorganic Chemistry, 10 (2000) 2263.

[26] K. Patel, B. K.Tripuramallu, A. Patel, European Journal of Inorganic Chemistry, (2011) 1871.

[27] S. Pathan, A. Patel, Industrial & Engineering Chemistry Research, 52 (2013) 11913.

[28] X. López,a J.J. Carbó, C. Bo, J. M. Poblet, Chemical Society Reviews, 41 (2012) 7537.

[29] M. Kooti, M. Afshari, Materials Research Bulletin, 47 (2012) 3473.

[30] J. Wang, Y. Zou, Y. Sun, M. Hemgesberg, D. Schaffner, H. Gao, X. Song, W. Zhang, M. Jia, W.R. Thiel, Chinese Journal of Catalysis, 35 (2014) 532.

[31] S.S. Wang, W. Liu, Q.X. Wan, Y. Liu, Green Chemistry, 11 (2009) 1589.