سنتز حالت جامد و عملکرد کاتالیزوری پیروکلر Er2Ti2O7در اپوکسیداسیون سیکلواکتن

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی ، دانشگاه سمنان ، سمنان ، ایران

چکیده

 ساختار پیروکلر Er2Ti2O7 به روش حالت جامد، با موفقیت تهیه شد. میکرو ساختار اکسید فلزی مخلوط به وسیله‌یXRD، FT-IR، SEM، EDX و BET شناسایی شد. پراش پرتو ایکس، یک ساختار کریستالی مکعبی با گروه فضایی Fd3m را نشان داد. مورفولوژی و میانگین اندازه‌ی ذرات نمونه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد. آنالیز عنصری یا شناسایی شیمیایی نمونه به وسیله‌ی EDX تعیین شد. پیوند جذبی بین اتم های A  و B در ساختار پیروکلر توسط طیف مادون قرمز در محدوده‌یcm-1  400- 4000  تایید شد. مساحت سطح ویژه و توزیع اندازه‌ی منافذ از نمونه به وسیله‌ی BET وBJH  به ترتیب محاسبه شد. این کمپلکس به عنوان کاتالیزور برای اپوکسیداسیون سیکلواکتن با ترشیو بوتیل هیدرو پراکسید استفاده شد. پارامترهای مختلفی از جمله مقدار کاتالیست، نوع و مقدار حلال، نسبت اکسیدان/سوبسترا و زمان بهینه شد و فعالیت کاتالیزوری قابل توجه و گزینش‌پذیری اپوکسید بالایی یافت شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Solid state synthesis and catalytic performance of pyrochlore Er2Ti2O7 in epoxidation of cyclooctene

نویسندگان [English]

  • Maryam Hasanzadeh Esfahani
  • mahdi Behzad
Faculty of chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Er2Ti2O7 pyrochlore structure was successfully prepared by solid-state method. The prepared microstructure mixed-metal oxide was characterized by XRD, SEM, EDX, FT-IR and BET. X-ray powder diffraction revealed a Cubic crystal system with Fd-3m space group for Er2Ti2O7. The morphology and mean particle size of the sample was characterized by the scanning electron microscope. The elemental analysis or chemical characterization of the sample was determined by Energy Dispersive X-ray microanalysis. The absorption bands between the A and B sites in the pyrochlore structure were confirmed by Fourier transmission infrared spectra in (400–4000 cm-1) range. The specific surface area and the pore size distributions of the sample were calculated using Brunauer–Emmett–Teller (BET) method and Barrett–Joyner–Halenda (BJH) method respectively. The complex has been used as a catalyst for epoxidation of cyclooctene with TBHP (tert-butyl hydroperoxide). Various parameters including catalyst amount, solvent type and amount, oxidant/substrate ratio and time have been optimized and almost. Considerable catalytic activity and high epoxide selectivity has been found.

کلیدواژه‌ها [English]

  • pyrochlore
  • solid state
  • X-ray diffraction
  • catalyst
  • Epoxidation

مراجع

[1] V. S. Maryasin. M. E. Zhitomirsky. Phys. Rev. B. 90 (2014) 094412.
[2] V. V. Popov. A. P. Menushenkov. B. R. Gaynanov. A. A. Ivanov. F. dAcapito. A. Puri. I. V. Shchetinin. M. V. Zheleznyi. M. M. Berdnikova. A. A. Pisarev. A. A. Yastrebsev. N. A. Tsarenko. L. A. Arzhatkina. O. D. Horozova. I. G. Rachenok. K. V. Ponkratov. J. Alloys. Compd.  746 (2018) 377.
[3] R. C. Ewing. W. J. Weber. J. Lian. J. Appl. Phys. 95 (2004) 5949.
[4] V. V. Popov. A. P. Menushenkov. A. A. Ivanov. B. R. Gaynanov. A. A. Yastrebtsev. F. dAcapito. A. Puri. G. R. Castro. I. V. Shchetinin. M. V. Zheleznyi. Ya. V. Zubavichus. K. V. Ponkratov. J. Phys. Chem. Solids. 130 (2019) 144.
[5] M. Mori. G. M. Tompsett. N. M. Sammes. E. Suda. Y. Takeda. Solid. State. Ion. 158 (2003) 79.
[6] M. Kumar. I. A. Raj. R. Pattabiraman. Mater. Chem. Phys. 108 (2008) 102.
[7] S. H. Oh. R. Black. E. Pomerantseva. J. H. Lee. L. F. Nazar. Nat. Chem. 4 (2012) 1004.
[8] J. Tian. H. Peng. X. Xu. W. Liu. Y. Ma. X. Wang.  X. Yang. Catal. Sci. Technol. 5 (2015) 2270.
[9] K. Fujii.Y. Sato. S. Takase. Y. Shimizu.  J. Electrochem. Soc. 162 (2015) F129.
[10] W. Ragsdale. S. Gupta. K. Conard. S. Delacruz. V. R. Subramanian. Appl. Catal. B Environ. 180 (2016) 442.
[11] Q. Wang. X. Cheng. J. Li. H. Jin. J. Photochem. Photobiol. A. Chem. 321 (2016) 48.
[12] M. Bencina. M. Valant. J. Am. Ceram. Soc. 101 (2018) 82.
[13] Z. Shao. S. Saitzek. J.-F. Blach. A. Sayede. P. Roussel.  R. Desfeux. Eur. J. Inorg. Chem. 2011 (2011) 3569.
[14] S. K. Mahesh. P. P. Rao. M. Thomas. T. L. Francis. P. Koshy. Inorg. Chem. 52 (2013) 13304.
[15] A. Garbout. T. Turki. M. Ferid. J. Lumin. 196 (2018) 326.
[16] O. A. S. Ahmed. A. Tairi. A. Chagraoui. S. Khairoun. J. C. Champarnaud-Mesjard. B. Frit. Annl. Chim. Sci. Mater. 25 (2000) 201.
[17] M. K. Ehlert. J. E. Greedan. M. Subramanian. J. Solid. State. Chem. 75 (1988) 188.
[18] B. J. Ismunandar. B. A. Kennedy. J. Hunter. J. Solid. State. Chem. 130 (1997) 81.
[19] A. Kahoul. P. Nkeng. A. Hammouche. F. Naamoune. G. Poillerat. J. Solid. State. Chem. 161 (2001) 379.
[20] Z. S. Chen. W. P. Gong. T. F. Chen. S. L. Li. Bull. Mater. Sci. 34 (2011) 429.
[21] Sh. Wang. W. Li. S. Wang. Z. Chen. J. Eur. Ceram. Soc. 35 (2015) 105. 
[22] J. K. Joseph. K. R. Dayas. S. Damodar. B. Krishnan. K. Krishnankutty. V. P. N. Nampoori.
Spectrochim. Acta. A. 71 (2008) 1281.
[23] Z.M. Shao. S. Saitzek. P. Roussel. O. Mentre. F. P. Gheorghiu. L. Mitoseriu. R. Desfeux. J. Solid. State. Chem. 183 (2010) 1652.
[24] W. M. Hou. Y. Ku. J. Alloys. Compd. 509 (2011) 5913.
[25] Z. H. Li. H. Xue. X. X. Wang.  X. Z. Fu.  J. Mol. Catal. 206 (2006) 56.
[26] A. F. Fuentes. Kh. Boulahya. M. Maczka. J. Hanuza. U. Amador. Solid. State. Sci. 7 (2005) 343.
[27] E. Rodriguez-Reyna. A. F. Fuentes. M. Maczka. J. Hanuza. K. Boulahya. U. Amador. J. Solid. State. Chem. 179 (2006) 522.
[28] A. Bayart. S. Saitzek. A. Ferri. R. Pouhet. M. H. Chambrier. P. Roussel. R. Desfeux. Thin. Solid. Films. 553 (2014) 71.
[29] S. Havelia. S. Wang. K. R. Balasubramaniam. P. A. Salvador. J. Solid. State. Chem. 182 (2009) 1603.
[30] K. Jin, J.H. Maalouf, N. Lazouski, N. Corbin, D. Yang, K. Manthiram, J. Am. Chem. Soc. 141 (2019) 6413.
[31] M. Herbert, A. Galindo, F. Montilla, Catal. Commun. 8 (2007) 987.
[32] G. Grigoropoulou, J.H. Clark, J.A. Elings, Green. Chem. 5 (2003) 1.
[33] M. Sankaralingam, M. Balamurugan, M. Palaniandavar, Coord. Chem. Rev. 403 (2020) 213085.
[34] W. Yan, G. Zhang, H. Yan, Y. Liu, X. Chen, X. Feng, X. Jin, C. Yang, ACS Sustain. Chem. Eng. 6 (2018) 4423.
[35] J.M. Asensio, D. Bouzouita, P.W.N.M. van Leeuwen, B. Chaudret, Chem. Rev. 120 (2020) 1042.
[36] A. Blanckenberg, R. Malgas-Enus, Catal. Rev. 61 (2019) 27.
[37] S. Thongboon, P. Rittiron, D. Kiatsaengthong, T. Chukeaw, A. Seubsai, J. Nanosci. Nanotech. 20 (2020) 3466.
[38] S. Shaw, J.D. White, Chem. Rev. 119 (2019) 9381.
[39] Z. Abbasi, M. Behzad, A. Ghaffari, H.A. Rudbari, G. Bruno, Inorg. Chim. Acta, 414 (2014) 78.
[40] W. Al Zoubi, Y.G. Ko, J. Organomet. Chem. 822 (2016) 173.
[41] A. Bezaatpour, M. Behzad, V. Jahed, M. Amiri, Y. Mansoori, Z. Rajabalizadeh, S. Sarvi, React. Kinet. Mech. Catal. 107 (2012) 367.
[42] E. Ahadi, H. Hosseini-Monfared, C.  Schlüsener, C. Janiak, A. Farokhi, Catal. Lett. 150 (2020) 861.
[43] S. Tangestaninejad, M. Moghadam, V. Mirkhani, I. Mohammadpoor-Baltork, K. Ghani, Inorg. Chem. Commun. 11 (2008) 270.
[44] L. Lutterotti, S. Matthies, H.R. Wenk, “MAUD: a friendly Java program for material analysis using diffraction,” IUCr Newsl. CPD. 21 (1999).
 [45] Y. Tao. G. W. Zhao. W. P. Zhang.  S. D. Xia. Mater. Res. Bull. 32 (1997) 501.
[46] K. K. Rao. T. Banu. T. Banu. M. Vithal. G. Y. S. K. Swamy. K. R. Kurnar. Mater. Lett. 54 (2002) 205.
[47] S. Brunauer. PH. Emmett.  E. Teller. J. Am. Chem. Soc. 60 (1938) 309.
[48] P. Zhang. J. Phys. Chem. 112 (2008) 932.
[49] M. A. Subramanian. G. Aravamudan. G. V. S. Rao.  Prog. Solid. State. Chem. 15 (1983) 55.
[50] H. Du. X. Yao. J. Electroceram. 9 (2002) 117.
[51] H. Du. X. Yao. L. Zhang. Ceram. Int. 28 (2002) 231.
[52] M. Chen. D.B. Tanner. J.C. Nino. Phys. Rev. B. 72 (2005) 054303 DOI: 10.1103/PhysRevB.72.054303.
[53] T. Sreethawong, Y. Yamada, T. Kobayashi, S. Yoshikawa, J. Mol. Catal. A Chem. 241 (2005) 23.
[54] C. Yang, X. Lang, W. Ma, C. Chen, H. Ji, J. Zhao, Chem. Eur. 20 (2014) 6277.
[55] Y. Tong. J. Zhu. L. Lu. X. Wang. X. Yang. J. Alloys. Compd. 465 (2008) 280.
شیمى کاربردى روز
دوره 15، شماره 57
دی 1399
صفحه 11-20

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار