اکسایش انتخابی از سیکلوهگزن کاتالیز شده بوسیله نانو ذرات NiO قرار گرفته بر پایه مزوپور MCM-41 در فاز مایع

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد کازرون، کازرون، ایران

2 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

نانو ذرات NiO قرار گرفته بر پایه مزوپور MCM-41 تهیه شد و با پراش X-ray (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بخوبی شناسایی شد. در این تحقیق، فعالیت کاتالیزوری نانو ذرات NiO پایه دار شده، برای اکسایش سیکلوهگزن به 2-سیکلوهگزن-1-ال، سیکلوهگزنون و سیکلوهگزن اکسید با ترشیو بوتیل هیدروژن پراکسید (TBHP) و هیدروژن پراکسید (H2O2) به عنوان اکسیدان، در حضور حلال مورد مطالعه قرار گرفت. برای این نانوکامپوزیتهای NiO/MCM-41 با درصدهای متفاوت از نیکل اکسید (5، 10 و 15%)، مخلوط حلال دی متیل فرم آمید:دی کلرو متان (7:3) بکار گرفته شد. برای دستیابی به درصد تبدیل بالاتر سیکلوهگزن و گزینش‌پذیری بهتری از محصولات اصلی، فاکتورهایی از قبیل نوع اکسیدان، حلال و مقدار نشست نیکل اکسید مورد مطالعه قرار گرفت و شرایط بهینه بررسی گردید. مشخص گردید که ترشیو بوتیل هیدروژن پراکسید، اکسیدان بهتری نسبت به هیدروژن پراکسید می باشد از آنجا که فعالیت بالاتر کاتالیست، هنگامی مشاهده می شود که TBHP بکار گرفته می شود. از بین نانو کامپوزیتهای بکار گرفته شده، NiO/MCM-41 10%، بالاترین فعالیت را در این واکنش اکسایش از خود نشان می‌دهد. با NiO 10% قرار گرفته بر پایه مزوپور MCM-41 و تحت این شرایط واکنش، درصد تبدیل سیکلوهگزن، 82/9% و گزینش-پذیری سیکلوهگزنون 67/5% بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Selective liquid Phase oxidation of cyclohexene catalyzed by NiO nanoparticles supported on mesoporous MCM-41

نویسندگان [English]

  • amin ebadi 1
  • Majid Mozaffari 2
1 Department of Chemistry, Kazerun Branch, Islamic Azad University Kazerun, Fars, Iran
2 Department of Chemistry, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran
چکیده [English]

The nanoparticles of NiO supported on mesoporous MCM-41 were synthesized and were well characterized with X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). In this research catalytic activities of the supported NiO nanoparticles for cyclohexene oxidation to 2-cyclohexene-1-ol, cyclohexenone and cyclohexene oxide with tert-butylhydroperoxide (TBHP) and hydrogen peroxide (H2O2) as the oxidant, in the presence of solvent were studied. For the n%NiO/MCM-41 nanocomposites (n = 5, 10 and 15% NiO), a dimethylformamide:dichloromethane (3:7) solvent mixture was applied. To achieve higher conversion of cyclohexene and better selectivity toward main products, factors such as oxidant type, solvent and the loading amount of nickel oxide were studied, and optimized conditions were investigated. tert-Butylhydroperoxide was specified to be better oxidant than hydrogen peroxide as higher activity of catalyst were observed when TBHP was used. Among used nanocomposites, 10%NiO/MCM-41 exhibit the highest activity in this oxidation reaction. With mesoporous MCM-41 supported 10% NiO and under these reaction conditions, the conversion percent of cyclohexene is 82.9% with 67.5% selectivity of cyclohexenone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidation
  • Nickel oxide
  • Support
  • Cyclohexene
  • Nanocomposites
]1[ کلوری، اسکندر؛ میرزائیان، مریم، مجله شیمی کاربردی، شماره 24 (1391) ص 43.

]2[ دورقی، فاطمه؛ جواهریان، محمد، مجله شیمی کاربردی، شماره 46 (1397) ص 189.

[3] W. D Jones, Science, 287 (2000) 1942.

[4] G. Cainelli and G. Cardillo. Chromium Oxidation in Organic Chemistry. Springer-verlag, Berlin, 1984.

[5] D. P. Das and K.M. Parida, Catal. Lett.., 128 (2009) 111.

[6] M. Dusi, T. Mallat and A. Baiker, Catal. Rev-Sci Eng., 42 (2000) 213.

[7] K. B. Wiberg. Oxidation in Organic Chemistry.Academic press, New York, 1965.

[8] W. A. Waters. Mechanisms of Oxidation of Organic Compounds. Methuen, London, 1964.

[9] A. B. Smith and J. P. Konopelski, J. Org. Chem., 49 (1984) 4094.

[10] S-H. Lau, V. Caps, K-W. Yeung, K-Y. Wong and S. C. Tsang, Micropor. Mesopor. Mat., 32 (1999) 279.

[11] P. Wu, T. Tatsumi, T. Komatsu and T. Yashima, J. Catal., 202 (2001) 245.

[12] A. Sakthivel, S. E. Dapurkar and P. Selvam, Appl. Catal. A: Gen., 246 (2003) 283.

[13] N. Sehlotho and T. Nyokong, J. Mol. Catal. A: Chem., 209 (2004) 51.

[14] Y. Liu, K. Murata, M. Inaba, H. Nakajima, M. Koya and K. Tomokuni, Chem. Lett., 33 (2004) 200.

]15 [کارگر، هادی؛ کشانی زاده، نرگس، مجله شیمی کاربردی، شماره 46 (1397) ص 283.

[16] G. S. Mishra, A. Kumar, S. Mukhopadhyay and P. B. Tavares, Appl. Catal. A Gen., 384 (2010) 136.

[17] J. M. Thomas, R. Raja, G. Sankar and R. G. Bell, Stud. Surf. Sci. Catal., 130 (2000) 887.

]18[ حجامی، مریم؛ قربانی، فرشید؛ یوسفوند، زکیه، مجله شیمی کاربردی، شماره 47 (1397) ص 145.

[19] A. Jha, A. C. Garade, S. P. Mirajkar and C. V. Rode, Indust&Engin. Chem. Res., 51 (2012) 3916.

[20] V. Ambrogi, L. Latterini, F. Marmottini, C. Pagano and M. Ricci, J. Pharmaceutical Sci., 102 (2013) 1468.

[21] R. Janus, A. Wach, P. Kustrowski, B. Dudek and M. Drozdek, Langmiur, 29 (2013) 3045.

[22] C. H. Bartholomew, R. B. Pannell and R. W. Fowler, J. Catal., 79 (1983) 34.

]23[ اکبرزاده تربتی، نیلوفر؛ شهرکی، مهدی؛ ریگی، حوریه، مجله شیمی کاربردی، شماره 43 (1396) ص 213.

[24] R. N. Bhargava, J. Lumin., 70 (1996) 85.

[25] O. Clause, L. Bonneviot and M. Che, J. Catal., 138 (1992) 195.

[26] A. S. K. Sinha and V. Shankar, Chem. Eng. J., 52 (1993) 115.

[27] M. Ocana and A. R. Gonzalez-Elipe, Colloids Surf. A, 157 (1999) 315.

[28] Y. L. Chu, S. B. Li, J. Z. Lin, J. F. Gu and Y. L. Yang, Appl. Catal. A: Gen., 134 (1996) 67.

[29] Q. Miao, G. X. Xiong, S. S. Sheng, W. Cui, L. Xu and X. X. Guo, Appl. Catal. A: Gen., 154 (1997) 17.

[30] G. A. Elshobaky, H. A. Hassan and A. S. Ahmad, A finidad, 54 (1997) 382.

[31] A. E. Aksoylu and Z. I. Onsan, Appl. Catal. A: Gen., 164 (1997) 1.

[32] M. A. Shalabi, S. A. Zaidi and M. A. Alsaleh, Chem. Eng. Commun., 157 (1997) 23.

[33] V. A. Tsipouriari and X. E. Verykios, J. Catal., 179 (1998) 292.

[34] T. Borowiecki, A. Golebiowski and B. Stasinska, Appl. Catal. A: Gen., 153

(1997) 141.

[35] O. Yamazaki, K. Tomishige and K. Fujimoto, Appl. Catal. A: Gen., 136 (1996) 49.

[36] M. Delarco, S. R. G. Carrazán, V. Rives, F. J. Gil-Llambias and P. Malet, J. Catal., 141 (1993) 48.

[37] E. Hillerová and M. Zdrazil, Appl. Catal. A: Gen., 138 (1996) 13.

[38] P. Dufresne, E. Payen, J. Grimblot and J. P. Bonnelle, J. Phys. Chem., 85 (1981) 2344.

[39] M. S. Sadjadi, M. Mozaffari, M. Enhessari and K. Zare, Superlattices Microstruct., 47 (2010) 685.

[40] C. T. Kresge, M. E. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli and J. S. Beck, Nature, 359 (1992) 710.

[41] N. Grootboom and T. Nyokong, J. Mol. Catal. A: Chem., 179 (2002) 113.

[42] M. Salavati-Niasari, F. Farzaneh and M. Ghandi, J. Mol. Catal. A: Chem., 186 (2002) 101.