جواد ذوالقرنین

سنتز و شناسایی نانوکاتالیست بازی SrO/MgO و بررسی فعالیت کاتالیستی آن در فاز مایع هدف از این رساله ارائه و توسعه یک سیستم کاتالیستی بازی جامد جدید SrO/MgO و مقایسه فعالیت کاتالیستی آن با کاتالیست های بازی جامد متعارف برای واکنش تبادل استری در فاز مایع می باشد. تاکنون کاتالیست های گزارش شده ی MgO حاوی SrO به روش تلقیح سنتز شده اند و MgO به عنوان پایه به کار برده شده است. در این رساله کاتالیست های SrO/MgO با نسبت های مولی مختلف از Sr/Mg به روش همرسوبی تهیه شده اند. همچنین برای مقایسه یک نمونه کاتالیست، (20w%) SrO/MgO (IM)، به روش تلقیح نیز سنتز شده است. برای مشخصه یابی کاتالیست های سنتز شده روش های آنالیز مختلف نظیر طیف سنجی FT-IR، XRD، TGA-DSC، SEM، CO 2-TPD و روش تیتراسیون هامت به کار برده شده است. نتایج نشان می دهد که نانوکاتالیست های سنتز شده به روش همرسوبی دارای مکان های فعال بازی قوی و متوسط Sr2+ و Mg2+ می باشند و به خوبی می توانند واکنش های باز کاتالیستی را پیش ببرند. در بخش اول، فعالیت کاتالیست های تهیه شده با نسبت های مولی متفاوت Sr/Mg در واکنش تبادل استری n-بوتیل استات و متانول به عنوان یک مدل آزمایشگاهی بررسی شده است. کاتالیست فعال تر در واکنش تبادل استری انتخاب شده و عوامل موثر بر روی واکنش تبادل استری مانند دمای کلسینه، مقدار کاتالیست، دمای واکنش، زمان واکنش ، نسبت متانول به استر و قابلیت کاربرد مجدد کاتالیست بر روی واکنش تبادل استری n-بوتیل استات و متانول در حضور این کاتالیست بررسی شده است. همچنین سینتیک واکنش تبادل استری n-بوتیل استات و متانول در حضور کاتالیست SrO/MgO فعال تر بررسی شد و مشخص شد که این واکنش نسبت به ماده اولیه n-بوتیل استات از درجه یک و دارای انرژی فعالسازی J.mol-1 86/21 می باشد. همچنین با کمک روش آماری سطح پاسخ با طرح آزمایش Box–Behnken شرایط انجام این واکنش در حضور کاتالیست فعال تر بررسی و بهینه شد. از آنالیز واریانس (ANOVA) برای تعیین عوامل موثر، مقدار کاتالیست، نسبت مولی متانول به استر و دمای واکنش و زمان واکنش و اثر متقابل آنها استفاده شد. درصد تبدیل %82/92 در شرایط بهینه پیش بینی شده توسط Box–Behnken به دست آمد. در بخش دوم، فعالیت کاتالیست های تهیه شده SrO/MgO با نسبت های مولی متفاوت Sr/Mg در واکنش سنتز بیودیزل از روغن های گیاهی برر