پاورپوینت کاربردهای کاتالیستی کامپوزیتهای درختسان/ نانو ذره

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

عنوان: کاربردهاي کاتاليستي کامپوزيتهاي درختسان/ نانو ذره

اسلاید 3 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
کاتاليستها به دو شاخه همگن و ناهمگن تقسيم میشوند.
در يک سيستم کاتاليستي همگن:
واکنشگرها و سايتهاي فعال کاتاليست در يک فاز هستند.
برهمکنش بين اجزا آسانتر و در نتيجه داراي فعاليت بهتري ميباشند.
انتخابگري و عدد تبديل بالا دارند.
با اصلاح مولکولهاي فعال کاتاليستي، شيمي گزيني (Chemoselectivity)، مکان گزيني کاتاليست (Stereoselectivity) تنظيم میشوند.

اسلاید 4 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
در يک سيستم کاتاليستي همگن:
پس از اتمام واکنش، اغلب خالصسازي و جداسازي کاتاليست از محصول نهايي دشوار است و فرآیند کلي را پر زحمت و طاقت فرسا ميسازد.
در صورتی که جدا کردن کاتاليست از مخلوط واکنش امکان پذير باشد، به احتمال زياد، مقدار بسيار اندکي از کاتاليست در محصول نهايي باقي ميماند.
اين موضوع به ويژه در صنايع داروسازي قابل توجه است.

اسلاید 5 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
يکي از راههاي موثر براي غلبه بر مشکل جداسازي.
استفاده از کاتاليست ناهمگن است.
ناهمگن سازي معمولا به وسيله به دام انداختن يا پيوند زني مولکولهاي فعال بر سطح يا داخل خلل و فرج يک بستر جامد مانند سيليکا، آلومينا به دست ميآيد.
سايتهاي فعال در کاتاليستهاي ناهمگن به اندازه يک سيستم همگن در دسترس نيست.
معمولا فعاليت کاتاليست ناهمگن کم است.

اسلاید 6 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
سيستمی کاتاليستي مورد نیاز است که ..
انتخابگر بوده و فعاليت بالایی داشته باشد (مانند يک سيستم همگن).
به سهولت جداسازي و بازيابي شود (مانند يک سيستم ناهمگن).
نانو ذرات کانديداهاي جذابي براي تحقق اين اهداف هستند.
نانو مواد، ويژگيهاي جديدي ارائه ميدهند، که قبلا در همتاي ماکروسکوپي آنها مشاهده نشده است.
اين ويژگيها باعث ارجحيت وصلاحيت نانوکاتاليستها ميباشد.
مزاياي نانو کاتاليستها بيشتر از سيستمهاي کاتاليستي مرسوم است.

اسلاید 7 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
محدوديت و موانع براي استفاده از نانو کاتاليستها در فرايندهاي صنعتي:
جداسازي و بازيابي نانو کاتاليستها از مخلوط واکنش آسان نيست.
به دليل اندازه بسيار کوچک ذرات کاتاليست، تکنيکهاي مرسوم (مثل فيلتراسيون) کارآمد نيستند.

اسلاید 8 :

کپسوله کردن فلزات و تهيه نانوذرات کاتاليستي
برای حل مشکلات از درختسانها و پلیمرهای پرشاخه به عنوان نوع جديدي از نگهدارندهها استفاده میشود.
قابل کنترل بودن ويژگيهاي درختسانها شامل اندازه، شکل، گروههای عاملی، اين امکان را براي دانشمندان فراهم ميسازد، تا با دقت موادي را طراحي کنند که براي کاربردهاي ويژه مورد نياز است.

اسلاید 9 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
در سال 1994 (Tomalia) و Dvornic)) کاتاليستهاي درختساني با سطح عاملدار را سنتز کردند.
درختسانها به دلایل زیر پايدارکنندههاي مناسبي هستند:
کنترل اندازه
تک‏پخش بودن (Monodispersion) ذرات
پايداري
حلاليت نانوکاتاليستها

اسلاید 10 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
ویژگیهایی که درختسانها به عنوان ميزبان به فلزات و کاتاليستها ميدهند:
درختسانها ساختار همسان و يکنواختي دارند، بنابراين تکرارپذيري اندازه نانوکاتاليستها نيز مناسب خواهد بود.
همسان بودن ذرات کاتاليستي اثر مهمي در سرعت کاتاليز ميگذارد.
نانوکاتاليستها بوسيله ساختار درختسانها پایدار ميشوند.
درختسانها از انباشتگي (Aggregation) نانوکاتاليستها جلوگيري ميکنند.
با کم شدن سطح تماس نانوذرات طی فرآیند کلوخهای شدن، از فعاليت آنها کاسته ميشود.

اسلاید 11 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
ویژگیهایی که درختسانها به عنوان ميزبان به فلزات و کاتاليستها ميدهند:
نانو کاتاليستها بوسيله عوامل فضايي محبوس شده، يا با گروههاي عاملي انتهايي درختسانها تشکيل کمپلکس ميدهند و سطح قابل توجهي از آنها فعال باقي ميماند.
گروههاي عاملي در سطح درختسانها، حلاليت قابل کنترل نانو کامپوزيتهاي هيبريدي را ممکن ميسازند.

اسلاید 12 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
چندين جايگاه براي کاتاليستهاي درختساني وجود دارد:
کاتاليستها ميتوانند در انتهاي شاخههاي درختساني قرار بگيرند و مکانهاي فعال به طور مستقيم در دسترس واکنشگرها است.

غلظت بالاي کاتاليست، باعث ميشود تا سرعت واکنش، شبيه سرعت واکنش کاتاليستهاي همگن باشد.
با افزايش نسل و حجيم شدن درختسان، در بعضي موارد کارايي کاتاليستها کم ميشود.
این امر به دليل تراکم زياد در سطح درختسان و برگشت شاخهها به طرف داخل درختسانهاست.

اسلاید 13 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
شکل زیرتوپولوژي بهتردرختسان براي حمل کاتاليستها را نشان ميدهد:
ساختار ستارهاي آنها امکان دسترسي به فلز را بيشتر کرده و سرعت کاتاليستي را بالا مي برد.


درحالتی دیگر ليگاندهاي فسفين در نقاط شاخهاي به همراه کاتاليست مناسب قرار میگیرند:

اسلاید 14 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
در حالتی دیگر فلز در مرکز درختسان واقع میشود:
از مهمترين ويژگي اين كاتاليستها:
مهيا كردن محيط مجزا براي کاتاليست به وسيله ساختاردرختسان است.
اين ويژگی زماني اهميت خواهد داشت که اثرات کاتاليستي در محيطي متفاوت از محيط واکنش و در درون درختسان اعمال شود.

اسلاید 15 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
نمونهای از حالتی که فلز در مرکزدرختسان واقع می شود:
درختسانهايي با مرکز پورفيرين حاوی فلزاتي مانند کبالت و منگنز
در اين ترکيبات با افزايش نسل درختسان کاهش سينتيکي مشاهده میشود.
این امر به دليل افزايش تراکم فضايي و محدوديت رسيدن واکنشگرها به فلز مرکزي است.

اسلاید 16 :

نانوکاتاليستهای درختسانی
حالت دیگر، روشی است که توسط (Crooks) ابداع شد:
در این روش تشکيل نانوذرات فلزي فعال کاتاليستي با احيا کاتيونها انجام ميشود.

اسلاید 17 :

درحالتی دیگر دندرونهاي حامل کاتاليست، برروي يک بستر پليمري قرار دارند.
اين نانو کاتاليستهاي ناهمگن علاوه بر جداسازي آسان از محيط واکنش، داراي پايداري حرارتي مناسبي هستند.

اسلاید 18 :

کاتاليستهاي درختسان داراي مزاياي کاتاليستهاي همگن و ناهمگن ميباشند.
اين نانوکاتاليستها با قابل دسترس بودن زياد، سرعت سينتيکي بالايي دارند.
با ايجاد گروههاي عاملي مناسب، در حلالهاي مختلف حل میشوند.
قابل دسترس بودن و حلاليت، مزيتهاي کاتاليستهاي همگن در درختسان هستند.
بازيافت آسان کاتاليستهاي درختسان که در نتيجه اندازه بزرگ و صلب بودن ساختار آنهاست، بوسيله رسوبگيري در حلال يا صاف کردن با دقت بالا به دست ميآيد.

اسلاید 19 :

نانوکامپوزيت درختسان/ نانوذره
استفاده از درختسان برای كپسوله‏کردن و پايدارسازي نانوذرات معدني، به دليل خواص بي نظير از جمله موارد زیر توجه زيادي را به خود جلب کردهاند:
کاتاليستي
نوري
مغناطيسي
بيوپزشکي
الکتريکي

اسلاید 20 :

سه روش براي تشکيل نانوکامپوزيت درختسان/ نانوذره
نانو ذرات کپسوله شده در درختسان‏ (Dendrimer-encapsulated Nanoparticles (DENs) )
نانوذرات پايدارشده با درختسان‏ ( (Dendrimer Stabilized Nanoparticles, DSNs
درختسانهاي با هسته فلزي (Nanoparticle-core Dendrimers , NCDs)