Davood Nematollahi

چکیده: طراحی و سنتز خلاقانه چارچوب های آلی-فلزی (MOF ها) می تواند فرصتی بی نظیر برای پیشرفت های آتی دستگاه های ذخیره سازی انرژی فراهم کند. در این پژوهش، به منظور طراحی و ساخت ابرخازن هایی کارآمد بر پایه MOF ها، رویکردی متأثر از مطالعات فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی دنبال شد. در گام اول، جهت انتخاب بستری مناسب برای سنتز و مشخصه یابی MOF ها، بستره های رسانای فوم نیکل و لایه های نازک اکسید ایندیوم آلائیده با قلع (ITO) در ضخامت های مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. بستره فوم نیکل با برخورداری از سطحی متخلخل و مساحت سطح ویژه بالا همراه با هدایت الکتریکی عالی به عنوان بستره الکترودهای ابرخازنی انتخاب شد. از طرفی مشخصه یابی لایه های ITO ساخته شده به روش تبخیر با باریکه الکترونی (EB) در ضخامت های مختلف (nm 50، nm 100 و nm 140) به روش های فیزیکی و الکتروشیمیایی انجام شد. علاوه بر نتایج آنالیزهای الکتروشیمیایی، نتایج مطالعات ساختار بلوری، آماری، ریخت شناسی و فرکتالی نشان دادکه لایه ITO 140 نانومتری با برخورداری از ویژگی های سطحی قابل قبول، بستری مناسب جهت مطالعات فیزیکی مواد فعـّال الکترودهای ابرخازنی می باشند به طوری که لایه ایجاد شده از مواد فعـّال الکترودی با برخورداری از ناهمواری سطحی غیر متأثر از بستره می تواند جهت بررسی های ساختار بلوری، آماری و ریخت شناسی سطح مورد استفاده واقع گردد. در مرحله دوم، روش یک مرحله ای، درجا، فاقد چسب و زیست سازگار هیدروترمال برای سنتز و ساخت الکترودهای چارچوب های آلی-فلزی ترکیبی (دو فلزی) Ni/Co-BTC و Ni/Zn-BTC و چارچوب های آلی-فلزی (تک فلزی) Ni-BTC، Zn-BTC و Co-BTC به کار گرفته شد. مشخصه یابی الکترودهای چارچوب آلی-فلزی با استفاده از روش های پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف سنجی پاشندگی انرژی پرتو ایکس و نگاشت عنصری (EDX-Mapping) و اندازه گیری سطح ویژه و توزیع اندازه منافذ نمونه (BET و BJH) انجام شد. نتایج حاصل از مشخصه یابی ها نشان داد که الکترودهای Ni/Co-BTC و Ni/Zn-BTC با برخورداری از ویژگی هایی همچون بافت سطحی منسجم تر و همسانگرد تر با اندازه بلورک های کوچک تر، سطوح ناهموارتر و متخلخل تر همراه با اب

هدف از انجام پژوهش حاضر، استفاده از الکترود های پوشش داده شده با نانو ذرات اکسید فلزی PbO2 و SnO2 به روش الکتروشیمیایی به منظور تخریب الکتروکاتالیتیکی آلاینده های آلی پایدار و همچنین استفاده از روش های انعقاد- شناورسازی الکتروشیمیایی به منظور تصفیه فاضلاب صنعتی در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت نیمه صنعتی می باشد. در بخش اول این پایان نامه تخریب الکتروکاتالیستی رنگ مالاشیت سبز (MG) در محلول های آبی با استفاده از الکترودهای G/β-PbO2، SS316/β-PbO2، Ti/β-PbO2و Pb/β-PbO2 و همچنین تخریب الکتروکاتالیستی آلاینده آلی پایدار پارا دی نیترو بنزن (P-DNB) در محلول های آبی توسط الکترود Ti/SnO2-Sb/β-PbO2 با استفاده از روش تخریب الکتروکاتالیزوری زوجی همگرا مورد مطالعه قرار گرفته است. این الکترودها اضافه پتانسیل بالا برای تولید اکسیژن و همچنین راندمان تخریب الکتروشیمیایی عالی برای آلاینده های آلی دارند. مورفولوژی سطح، آنالیز عنصری و ساختار کریستالی این الکترودها به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و پراش پرتو ایکس (XRD) مشخص شد. تأثیر چندین پارامتر عملیاتی، از جمله غلظت اولیه آلاینده، چگالی جریان اعمال شده، مقدار pH اولیه، سینتیک فرایند تخریب، طول عمر و پایداری الکترودها، کارایی جریان و مصرف انرژی الکتروشیمیایی در فرایند تخریب الکتروکاتالیستی هر یک از آلاینده ها به طور کامل بررسی شده است. برای آلاینده رنگ مالاشیت سبز: کارایی تخریب الکتروکاتالیستی MG و همچنین کارایی حذف COD این رنگ توسط تکنیک های ولتامتری روبش خطی (LSV)، ولتامتری چرخه ای (CV) و طیف سنجی UV-Vis در طی فرآیند الکترولیز برای مقایسه عملکرد الکترودهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. کارایی الکترود های تهیه شده برای تخریب الکتروکاتالیستی رنگ مالاشیت سبز و حذف COD به این ترتیب G/β-PbO2> SS316/β-PbO2> Ti/β-PbO2> Pb/β-PbO2 متفاوت بوده است. نتایج نشان می دهد کمترین مصرف انرژی و بیشترین کارایی جریان برای تخریب الکتروکاتالیستی رنگ MG و حذف COD مربوط به الکترود G/β-PbO2 بوده است و در شرایط بهینه، کارایی تخریب الکتروکاتالیستی رنگ MG و حذف COD با استفاده از الکترود G/β-PbO2 به ترتیب به 100 و 94 درصد رسیده است. علاوه بر این، بررسی رفتار الکتروشیمیایی و ویژگی های جذبی MG در محلول های آبی با مقادیر

هدف از انجام پژوهش حاضر، معرفی روش های جدید برای سنتز و ترسیب همزمان فیلم های نازک از چارچوب های آلی- فلزی مزوحفره و میکروحفره، با روش های خودتجمعی القاشده الکتروشیمیایی، الکتروترسیب زوجی و آبکاری الکتروشیمیایی است. در بخش اول، به معرفی روش خودتجمعی القاشده الکتروشیمیایی (EASA) به عنوان یک فرآیند الکتروشیمیایی ساده، دوست دار محیط زیست و با کاربری عمومی جهت سنتز و تثبیت همزمان و درون محیطی فیلم های نازکی از چارچوب های آلی-فلزی مزوحفره (Zn-mMOFT) پرداخته شده است. در این روش، خودتجمعی مشارکتی القاشده الکتروشیمیایی بین ماده فعال سطحی به عنوان قالب و عامل هدایت کننده ساختار، لیگند به عنوان دهنده الکترون و کاتیون فلزی به عنوان پذیرنده الکترون باعث ساخت چارچوب های آلی- فلزی با معماری مزوحفره برروی سطوح الکترودی رسانای مدنظر اعم از کربن، کربن شیشه ای و ITO شده است. این روش ارائه گر یک استراتژی قابل کنترل جهت سنتز فیلم های لایه نازک از mMOFها (الکترودهای اصلاح شده) متشکل از میکروکریستال های سه بعدی هگزاگونالی توخالی با دیواره هایی از مزوحفرات دوبعدی لانه زنبوری است که به صورت عمود برروی هر دو سطح الکترود رشد می کنند. الکترودهای اصلاح شده حاصل دارای انتقال الکترون بهبود یافته و انتقال جرم تسریع شده ناشی از جهت گیری کریستال ها، مساحت سطحی و قطر حفره افزایش یافته همراه با پاسخ مناسب جهت بکارگیری در کاربردهای اندازه گیری و تشخیص می باشند. عملیاتی نمودن این استراتژی تک مرحله ای و بدون افزودنی، منجر به اصلاح سطوح الکترودی بدون نیاز به افزایش عامل قلیایی کننده، پیش تیمار شیمیایی و یا عامل دار نمودن سطوح در محلول آبی، دما و فشار محیط به عنوان شرایط سبز شده است. در بخش دوم، به معرفی روش الکتروترسیب زوجی به عنوان چشم انداز جدید جهت سنتز و ترسیب همزمان فیلم های لایه نازکی از چارچوب های آلی-فلزی میکروحفره با تاکید بر جنبه های شیمی سبز و اقتصادی پرداخته شده است. در این استراتژی دوست دار محیط زیست اصلاح هر دو الکترود آند و کاتد بصورت همزمان با هدف صرفه جویی در زمان، انرژی و هزینه انجام شده است. بکارگیری این پروتوکل سنتزی تک مرحله ای منجر به ساخت دو الکترود اصلاح شده با فیلم های لایه نازکی از MOFها بوسیله "الکتروترسیب زوجی همگرا"(CPED: Zna/Znc-MOFTFs) و "الکتروترسیب زوجی واگرا" (DPED: Cua/

الکتروشیمی آلی در طول سالها در مراکز تحقیقاتی و همچنین در مقیاسهای صنعتی، به عنوان یک ابزار سبز و قدرتمند برای رویکردهای سنتزی مورد استفاده قرار گرفته است. اکثر سنتزهای الکتروشیمیایی در سلهای ناپیوسته انجام میشود. اگرچه، الکتروسنتز در سیستمهای ناپیوسته دارای مزایایی است اما این روش با محدودیتها و اشکالاتی نیز مواجه است. اخیرا واکنشگاههای جاری به عنوان یک راه حل برای غلبه بر موانع سلهای ناپیوسته مورد توجه قرار گرفته و انقلابی در سنتزهای شیمیایی و الکتروشیمیایی ایجاد کرده است. این واکنشگاهها میتوانند عملکرد بهتری نسبت به سلهای ناپیوسته معمولی ارائه دهند. رفتار الکتروشیمیایی اسیدنارنجی 7در محلولهای آبی با مقادیر pHمختلف، با استفاده از ولتامتری چرخهای و کولومتری در جریان ثابت مورد بررسی کامل قرار گرفته است. این مطالعه بینش جدیدی را در مورد جزئیات مکانیسمی، وابستگی به pHو ساختار حدواسطهای حاصل از اکسایش و کاهش الکتروشیمیایی ارائه کرده است. همچنین اکسایش/کاهش اسیدنارنجی 7در حضورآریل سولفینیک اسیدها به عنوان هسته دوست به منظور سنتز مشتقات جدید آمینونفتول از طریق یک روش الکتروشیمیایی زوجی بررسی شده است. بررسی رفتار الکتروشیمیایی و مکانیسمی برخی مشتقات بیس (-4آمینوفنیل) شامل -4آمینوفنیل اتر، -4آمینو فنیل متان و -4آمینوفنیل سولفید، به طور کامل توسط ولتامتری چرخهای و روشهای کولومتری در pHهای مختلف انجام شده است. نتایج نشان میدهد که در همه موارد حدواسط تولید شده با اکسایش الکتروشیمیایی، بسیار ناپایدار است و از طریق یک واکنش شکست اکسایشی تبدیل به کینون ایمید میشود. علاوه بر این، برخی از مشتقات جدید کینون سولفونایمید با استفاده از اکسایش الکتروشیمیایی -4آمینوفنیل اتر در حضور آریل سولفینیک اسیدها در یک سیستم ناپیوسته تحت شرایط سبز سنتز شده است. نوع جدیدی از واکنشگاههای الکتروشیمیایی جاری به منظور غلبه بر برخی از محدودیتهای سیستمهای ناپیوسته معمول، طراحی و ساخته شده است. سل جاری طراحی شده به دلیل فاصله بسیار کوچک بین الکترودهای کار و کمکی، توانایی انجام واکنشها بدون استفاده از الکترولیت حامل را دارد. همچنین الکتروسنتز مشتقات کینون سولفونایمید در واکنشگاه جاری ساخته شده، انجام و با سیستم ناپیوسته مقایسه شده است. تمامی سنتزها در واکنشگاه جاری در شرایط سبز و با بازده بالا تنها در یک ب

امروزه با افزایش تقاضای انرژی، از بین رفتن سوختهای فسیلی وگرمایش جهانی، توجه محققین به سیستمهای ذخیره انرژی سبز و پایدار توسعه یافته است. در میان سیستمهای گوناگون ذخیره انرژی، ابرخازنها به عنوان یکی از کاندید-های امیدوارکننده به علت دانسیته توان بالا، فرایند شارژ-دشارژ سریع، چرخهی عمر طولانی و سازگار با محیط زیست شناخته شده است. در ابتدای این رساله و به منظور کسب مهارت در سنتز، شناسایی وتوصیف نانوکامپوزیتی پلیمرهای رسانا، نانوکامپوزیتهای پلیمر ارتوآمینوفنل به وسیله الکتروپلیمریزاسیون درجا با استفاده از نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید و روی اکسید بر روی الکترود طلا (Au) سنتز شدند. پلی ارتو-آمینوفنل، پلی ارتوآمینوفنل/تیتانیوم دی اکسید و پلی ارتوآمینوفنل/روی اکسید به وسیله روش ولتامتری چرخهای (CV)، طیف سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز (FT-IR)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو اشعه ایکس (EDX) بررسی شدند. در طی رشد پلیمر روی سطح الکترود طلا با روش الکتروپلیمریزاسیون درجا، رفتار متفاوت و مقادیر پتانسیلی الکترود ردوکس متفاوت برای پلی ارتو-آمینوفنل/تیتانیوم دی اکسید و پلی ارتوآمینوفنل/روی اکسید با پلی ارتوآمینوفنل مشاهده شد. در پژوهش دوم، یک نانوکامپوزیت پلیمری رسانای سهتایی جدید تحت عنوان گرافن اکساید کاهش یافته/پلی(1،5-دی هیدروکسی نفتالن)/تیتانیوم دی اکسید (RGO/PDHN/TiO2) به صورت الکتروشیمیایی بر روی الکترود طلا برای کاربردهای ابرخازن سنتز شد. RGO/PDHN/TiO2به وسیله FESEM، FT-IR، EDX و پراش اشعه ایکس (XRD) مشخصه سازی شد. عملکرد الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده نانو کامپوزیت پلیمر در M 0/1 HClO4 به وسیله روشهای الکتروشیمیایی گوناگون از قبیل CV، شارژ-دشارژ گالوانواستاتیک (GCD) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد بررسی قرار گرفت. RGO/PDHN/TiO2 ظرفیت خازنی ویژه بزرگ F g-1556 در مقایسه با (F g-1 432)RGO/PDHN و (F g-1 223) PDHN در دانسیته جریان A g-14/2 نشان داد. نانوکامپوزیت RGO/PDHN/TiO2 پایداری بیشتری از پلیمرهای دیگر بعد از 1700چرخه میدهد و حدود 74% از مقادیر ظرفیت خازنی اولیه باقی میماند. در پژوهش سوم، نانوکامپوزیت پلیمری رسانای سه تایی جدید دیگری تحت عنوان گرافن اکساید کاهش یافته/پلی ایندول/گاما-اکسید آلومینیوم (RG

در این پژوهش، رفتار الکتروشیمیایی نیتروآرن ها مطالعه شده است. داده های الکتروشیمیایی کاهش نیتروآرن ها و اکسایش حدواسط هیدروکسیل آمین ایجاد شده در حضور و عدم حضور آریل سولفینیک اسیدها به وسیله ولتامتری چرخه ای فراهم شده است. در نهایت سولفونامیدهای جدید، دی آریل سولفون ها و بیس آریل سولفونیل آمینوفنول ها با استفاده از نیتروآرن ها و آریل سولفینیک اسیدها به عنوان مواد آغازگر، با یک روش سنتز زوجی تهیه شدند. واکنش ها در سل های تک جداره با الکترودهای کربنی، در محلول های آبی و در دمای اتاق تحت تاثیر روش جریان ثابت، به صورت موفقیت آمیز انجام شده است. این سنتزها نیازی به کاتالیست، حلال های سمی و شرایط سختی ندارند و قابل انجام بر روی دسته گسترده ای از نیتروآرن ها هستند. در ادامه بررسی الکتروشیمیایی رفتار نیترو آرن ها، یک روش الکتروسنتز زوجی سبز و قابل تنظیم برای سنتز مشتقات جدید سولفونامید و N-آریل سولفونامید با استفاده از الکترولیز پتانسیل کنترل شده دی نیتروبنزن در حضور آریل سولفونیک اسیدها طراحی شده است. این کار به زیبایی کاربردهای بالقوه الکتروشیمی را به عنوان یک ابزار قدرتمند برای سنتز ترکیبات آلی نشان می دهد. در این روش با تنظیم پتانسیل، محصولات مختلف به طور گزینشی می توانند تولید شوند. بنابراین با اعمال پتانسیل 4/0- ولت نسبت به Ag/AgCl مشتقات N-هیدروکسی-N-(4-نیتروفنیل) بنزن سولفونامید و با اعمال پتانسیل 1/1- ولت نسبت به Ag/AgCl محصولات N-(4-آمینو-3-(فنیل سولفونیل)فنیل)بنزن سولفونامید به طور گزینشی سنتز شده اند. همچنین نیفدیپین و مهمترین متابولیتش دی هیدرونیفدیپین به وسیله ولتامتری چرخه ای بر روی الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده و اصلاح نشده مورد بررسی قرار گرفته است. گروه عاملی نیترو موجود در نیفدیپین و دی-هیدرو نیفدیپین می توانند به طور الکتروشیمیایی کاهیده شده و به گروه هیدروکسیل آمین تبدیل شوند سپس این گروه در یک اکسایش برگشت پذیر به گروه نیتروزو تبدیل می شود. در این پایان نامه از این حقیقت به منظور اندازه گیری همزمان نیفدیپین و دی هیدرونیفدیپین با روش ولتامتری پالس تفاضلی استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست امده مشخص شد که الکترودهای اصلاح شده به وسیله نانولوله های کربنی سبب افزایش حساسیت و کاهش حد تشخیص اندازه گیری ترکیبات مورد مطالعه می شود. عملکرد و ساختار الکترود

الکتروشیمی ابزار مناسبی برای مطالعه واکنش های شیمیایی است. هدف اصلی مطالعات الکتروشیمیایی، مشخص کردن توالی واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی است، که در نزدیک سطح الکترود رخ می دهد. با استفاده از تکنیک های الکتروشیمیایی در پنجره های زمانی مختلف می توان سینتیک و ترمودینامیک انواع واکنش ها و مکانیسم حاکم بر آنها را مطالعه کرد. در بخش اول، اکسایش الکتروشیمیایی پاراآمینوآنیلین ها از قبیل فست وایولت بی (FVB)، 4-آمینواستانیلید (NAA) و فست بلو بی بی (FBB) در حضور و غیاب نوکلئوفیل های مختلف به همراه مطالعات مکانیسمی صورت می گیرد و برخی ترکیبات آلی جدید به روش الکتروشیمیایی سنتز می شوند. در ابتدا، اکسایش الکتروشیمیایی 4-آمینواستانیلید درpH های مختلف بمنظور سنتز دیمر (ترکیب آزو) و تریمر جدید با استفاده از تکنیک های ولتامتری چرخه ای و کولومتری مطالعه می شود. در فصل بعدی پایان نامه اکسیداسیون الکتروشیمیایی فست وایولت بی (FVB) در حضور آریل سولفینیک اسیدها به عنوان نوکلئوفیل در محلول آبی با 0/1pH= با استفاده از تکنیک های ولتامتری چرخه ای و کولومتری در پتانسیل ثابت و جریان ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این بخش نشان داد که پارا کینون ایمین حاصل از اکسیداسیون الکتروشیمیایی فست وایولت بی (FVB) در حضور آریل سولفینیک اسیدها در یک واکنش افزایش 1و4 شبه مایکل با مکانیسم EC وارد می شود و مشتقات جدیدی از دی آریل سولفون ها را تولید می کند. در این راستا، اثرات بار روی مراکز واکنش پذیرنده مایکل و تاثیر آن بر انتخاب گزینی واکنش مایکل در سطح تئوریPBE/def2-SVP مطالعه شد . در بخش سوم از خصلت دوگانه ترکیبات پاراآمینوآنیلین ها برای سنتز ترکیبات N-فنیل کینون ایمین ها استفاده شد. در این تحقیق، ترکیبات مشابه با استفاده از واکنش کینون ایمین ایجاد شده به روش الکتروشیمیایی(بعنوان الکتروفیل) با فنل و واکنش 4-مورفولینوآنیلین(یا 4-آمینواستانیلید)(بعنوان نوکلئوفیل) با 4-ترشیوبوتیل-اورتوبنزوکینون سنتز شد. مکانیسم واکنش برای دو راهکار بصورت ECE/DISP و ECE بود. در هر دو از مخلوط آب و اتانول بعنوان حلال استفاده شد. در بخش آخر، سنتز مشتق ایندول و مشتقات ایمینومالونونیتریل با استفاده از روش اکسایش الکتروشیمیایی زوجی همگرای ترکیبات FVB و FBB در مجاورت مالونونیتریل به عنوان هسته دوست انجام شد. نتایج نش

نانوکامپوزیت های پلیمری رسانا شامل پلیمر یا کوپلیمر هایی هستند که در بافت خود نانو موادی مانند نانومواد کربنی نانوذرات اکسید فلزی و سایر نانومواد را دارند.... ادامه چکیده را در مستندات دنبال فرمایید...

یکی از کارآمدترین روش های تصفیه و حذف آلاینده های یونی، استفاده از روش تعویض تبادل یونی الکتروشیمیایی می باشد. در این پژوهش از روشی استفاده گردید که بدون تولید محصول جانبی مضر، در تصفیه آب مثمرثمر گردد. این پژوهش در سه بخش گردآوری شد، که در بخش اول به مقایسه عملکرد دوپنتهای کلر، پرکلرات و سولفات بر پلیمر رسانای پلی آنیلین(PANI) در حذف نیترات در راکتور دوقلو پرداخته شد. پلیمرها به طریقه الکتروشیمیایی بر روی الکترود پلاتین در سه محیط اسیدی مختلف سنتز شدند و روش معاوضه یونی بوسیله روش کولومتری در پتانسیل کنترل شده انجام گردید. متغیرهای مستقل درروش پاسخ سطح متکی بر طراحی مرکب مرکزی، pH و غلظت اولیه محلول نیترات (mg/L) بودند. بیشترین بازده در حذف نیترات برای پلی آنیلین دوپ شده با سولفات (PANI-SO4) حاصل گردید، که 87% یونهای نیترات را در شرایط بهینه غلظت mg/L 88، پتانسیل 5/1 ولت و 6:pH حذف نمود. سینتیک حذف نیترات بوسیله روش تعویض تبادل یونی الکتروشیمیایی توسط پلی آنیلین دوپ شده با سولفات(PANI-SO4) بررسی گردید که نتایج نشان داد سینتیک این روش از مدل نفوذ درون ذره ای تبعیت می کند. همچنین مشخص گردید که پس ازسه سیکل متوالی احیا-استفاده مجدد، توانایی حذف نیترات بالای 60% است. در بخش بعدی، توانایی پلی آنیلین، پلی ارتوکلروآنیلین، پلی ارتو فنتیدین (POP) و پلی آنیسیدین بر حذف یونهای نیترات در راکتور تک خانه ارزیابی گردید. با توجه به بخش اول، از سولفات به عنوان دوپنت در سنتز پلیمرها استفاده گردید. پلیمرها بر روی الکترود طلا به روش الکتروشیمیایی سنتز گردیدند. هدف بررسی توانایی استخلافات در موقعیت یکسان فضایی بود. متغیر ها در روش طراحی مرکب مرکزی شامل pH، غلظت و پتانسیل اعمال شده بودند. ارتوفنتیدین بیشترین مقدار حذف نیترات را انجام داد به طوری که در شرایط بهینه 82/5:pH، غلظت mg/L78/93 و پتانسیل V34/1 مقدار 11/85% یونهای نیترات را حذف نمود. با آنالیز COD، مشخص گردید که هیچ گونه اثری از پلیمر و ترکیبات آلی در آب تصفیه شده مشاهده نمی گردد که ایمنی روش به کار گرفته شده را تایید نمود. POP در آب طبیعی بازده حذف نیترات 40% داشت. در بخش سوم توانایی نانوکامپوزیت های شامل POP کوپل شده با ارتوانیسیدین(OA)، ارتو تولوئیدین (OT) همراه با نانوذرات اکسید مغناطیسی آهن و اکسید تیتانیوم POPOA/Fe3O4 ،POP

الکتروشیمی ابزار مناسبی برای مطالعه واکنش های انتقال الکترون است. یکی از اهداف مطالعات الکتروشیمیایی، مشخص کردن توالی واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی است، که در نزدیک سطح الکترود رخ می دهد. تولید الکتروشیمیایی و مطالعه حد واسط ها به خاطر شرایط ملایم واکنش و گزینش پذیری بیشتر القاء شده با آزمایشات پتانسیل کنترل شده دارای مزیت می باشد.در این پایان نامه اکسایش و کاهش الکتروشیمیایی 4-آمینو دی فنیل آمین(4-ADPA) در حضور و غیاب نوکلئوفیل های مختلف به همراه مطالعات مکانیسمی صورت می گیرد و برخی ترکیبات آلی جدید، به روش الکتروشیمیایی سنتز می شوند.رفتارالکتروشیمیایی 4-آمینو دی فنیل آمین(4-ADPA) در سطح الکترود کربن و در محیط-های بافری آبی، و محیط غیرآبی با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای، کرنوآمپرومتری و کولومتری و الکترود دیسک چرخان(RDE) مورد مطالعه قرار گرفت. ضریب نفوذ این ترکیب و ایزومر دیگر آن(2-آمینو دی فنیل آمین(2-ADPA)) به کمک معادله کوتکی - لوییچ محاسبه شد. بررسی رفتار الکتروشیمیایی این مولکول ها نشان دادکه برخلاف محیط های بافری آبی، در محیط های غیرآبی این دو مولکول در واکنش های انتقال الکترون جفت شده با انتقال پروتون(PCET) شرکت می کنند و ماهیت پروتون دوستی یا پروتون گریزی حلال ها می تواند در پارامترهای نظیر ثابت سرعت انتقال الکترون هتروژن(ks) و ضریب نفوذ این دو گونه تاثیر به سزایی داشته باشد.ترکیبات آلی نیترودار به دلیل قابلیت های گسترده این ترکیبات در انواع مختلف واکنش ها و تولید محصولات مختلف و همچنین تولید ترکیبات پرانرژی دارایی اهمیت فراوانی می باشد. در بین انواع روش های نیتراسیون، روش الکتروشیمیایی به دلیل داشتن شرایط ملایم و کارایی انرژی بالا و مهم تر از همه سازگاری با اصول شیمی سبز امروزه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر این، روش های الکتروشیمیایی به دلیل شناسایی در لحظه،توانایی مطالعه دقیق تر مکانیسم تشکیل ترکیبات نیترو و تبدیل این گروه عاملی به گروه های عاملی دیگری نظیر هیدروکسیل آمین، نیتروزو و آمین را دارا می باشند.4- نیتروکتکول(4NC) به عنوان مارکر متابولیکی مفید برای حضور سیتوکروم P-450 عامل دار در میکروزوم های سلول هاست. کاربرد 4NC را در سنتز داروهای قلبی-عروقی وپیش داروهای مقلد دوپامین در درمان بیماری پارکینسون گزارش کرده اند. در بخشی از این

اکسایش الکتروشیمیایی N’,N’,N,N-تترامتیل-1، 4-فنیلن دی آمین (TMPD) در مخلوط آب/اتانول با استفاده از تکنیک ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از اکسایش مولکول TMPD طی دو مرحله انتقال تک الکترونی است که رادیکال کاتیون (TMPD+•) و دی کاتیون (TMPD++) مربوطه را تولید خواهد کرد. ثابت تعادل مشاهده شده واکنش ترکیب متناسب بین دی کاتیون (TMPD++) و TMPD در شرایط متفاوت تعیین شده و مشخص گردید با افزایش pH محیط و افزایش درصد حلال اتانول، ثابت تعادل واکنش ترکیب متناسب افزایش می یابد. به علاوه, اکسایش الکتروشیمیایی N’,N’,N,N-تترامتیل-1، 4-فنیلن دی آمین (TMPD) به رادیکال کاتیون (TMPD+•) و دی کاتیون (TMPD++) در حلال های آلی و روی سطح الکترود کربن شیشه ای مورد مطالعه قرار گرفت. تغییرات پتانسیل نیمه موج واکنش اکسایش با خصوصیات فیزیکی حلال با استفاده از روش کالیبراسیون خطی چند متغیره تفسیر شد. نشان داده شده است که ضریب قطبیت-قطبش پذیری، ویسکوزیته و زمان آسایش طولی حلال نقش مهمی در مقدار پتانسیل نیمه موج اکسایش ایفا می کنند. ثابت سرعت انتقال الکترون در حلال های مختلف با شبیه سازی محاسبه شد و بر اساس تئوری مارکوس برای جداسازی سهم ضریب آسایش طولی حلال از سایر پارامترهای موثر مورد آنالیز قرار گرفت. در نهایت روش همبستگی جدیدی توسعه داده شد که فاکتور پکار حلال، زمان آسایش طولی حلال، زمان آسایش دبای حلال، ویسکوزیته و نفوذپذیری نسبی حلال را در تعیین ثابت سرعت انتقال الکترون دخیل می کند. سنتز الکتروشیمیایی دایکومارول ها به عنوان طبقه ای از داروهای ضدانعقاد خون با استفاده از اکسایش الکتروشیمیایی N’,N’,N,N-تترامتیل-1، 4-فنیلن دی آمین (TMPD) در حضور مشتقات 4-هیدروکسی کومارین انجام گرفت. رادیکال کاتیون (TMPD+•) تولید شده به روش الکتروشیمیایی در واکنش جفت شدگی هیدروژن زدایی متقاطع (CDC) با مشتقات 4-هیدروکسی کومارین شرکت می کند. این مطالعه، روشی ساده، تک ظرفی و دوستدار محیط زیست با اقتصاد اتمی بالا تحت شرایط محیط و روی سطح الکترود کربن ارائه نموده است. اکسایش الکتروشیمیایی مولکول آلیزارین رد-S با استفاده از تکنیک های الکتروشیمیایی مختلف در محلول آبی و روی سطح الکترود کربن شیشه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. جذب سطحی الکتروشیمیایی این مولکول روی سطح الکترود کربن شیشه ای با جزئیات بیش

-

در این پایان نامه در فصل دوم کاهش الکتروشیمیایی 2،1-بیس برومو متیل بنزن (a 2) در حضور اکسایش الکتروشیمیایی هیدروکینونa )1) با استفاده از ولتامتری چرخه ای و الکترولیز در جریان ثابت در یک سل تک خانه مورد مطالعه قرار گرفته است. از طریق یک الکتروسنتز زوجی سبز، a 1 و a 2 جداگانه اکسید و احیا می شوند. نتایج نشان می دهد که دی ان دوست که از اکسایشa 1 حاصل می شود در دو مرحله متوالی واکنشهای دیلز-آلدر با اورتو کینو دی متان که از کاهش الکتروشیمیایی a2حاصل می شود، به عنوان دی ان برای تولید محصول نهایی b 4 با بازده و خلوص بالا شرکت می کند. هم چنین واکنش الکتروسنتز زوجی همگرا 8،5 – دی هیدروکسی 4،1-نفتاکینون در حضور 2،1-بیس برومو متیل بنزن (a 2) در محلول آبی لیتیم (پرکلرات/ متانول ) انجام شد. در فصل سوم ، کاهش الکتروشیمیایی 2،1-بیس برومو متیل بنزن (a 2) در حضور مشتقات نفتاکینون a-c)1) در محلول آبی (لیتیم پرکلرات/ اتانول) با استفاده از ولتامتری چرخه ای و الکترولیز در جریان ثابت در یک سل تک خانه مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج ولتامتری نشان داد که یک واکنش دیلز-آلدر بین مشتقات نفتاکینون و اورتو کینودی متان ها که به طریق الکتروشیمیایی در کاتد تولید می شوند برای تولید محصول نهایی a-c) 3) اتفاق می افتد. مکانیسم این واکنش EC است که به وسیله داده های طیفی و الکترولیز در جریان ثابت تایید شد. هم چنین واکنش دیلز-آلدر شیمیایی مشتقات نفتاکینون در حضور 2،1-بیس برومو متیل بنزن با استفاده از پودر روی تحت امواج فراصوت انجام شد. فصل چهارم به سنتز الکتروشیمیایی مشتقات جدیدی از بنزوفوران ها از طریق الکترواکسایش 5، 8-دی هیدروکسی- 4،1- نفتاکینون و هیدروکینون در حضور دایمدون به وسیله الکترولیز در جریان ثابت اختصاص دارد. نتیجه نشان داد که نفتالن و 8،5،4،1–تترا اون و پاراکینون در دو مرحله متوالی از طریق واکنش مایکل با دایمدون با مکانیسم ECECشرکت می کنند و به مشتقات بنزوفوران مربوطه تبدیل می شوند. هم چنین، اکسایش الکتروشیمیایی 4-متیل کتکول و 4-ترشری- بوتیل کتکول ، هیدروکینون و 5،2 –دی هیدروکسی بنزوئیک اسید در حضور1-فنیل-3-متیل-پیرازولون به عنوان هسته دوست با ولتامتری چرخه ای در محلول آبی بررسی شد. نتایج نشان داد که مشتقات کتکول و هیدروکینون از طریق واکنش مایکل با 1-فنیل-3-متیل-پیرازولون با اورتو- و پارا

علم الکتروشیمی ابزار مناسبی برای مطالعه ترمودینامیکی و سینتیکی واکنش های شیمیایی است که در سطح مشترک الکترود – الکترولیت رخ می دهند. با استفاده از تکنیک های الکتروشیمیایی در پنجره های زمانی مختلف می توان انواع واکنش ها و مکانیسم حاکم بر آنها را مطالعه کرد. پس از بیان مقدمه ای در کاربردهای الکتروشیمی در مطالعه واکنش ها و سنتز ترکیبات آلی در فصل اول، در فصل دوم این پایان نامه اثر جذب سطحی 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین به عنوان یکی از مشتقات کتکول بر سطح الکترود کربن شیشه ای بر روی انتقال الکترون چند مشتق کتکولی و همچنین 〖Fe(CN)〗_6^(4-) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که جذب سطحی 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین مانع از رسیدن کتکول به سطح الکترود و انتقال الکترون مستقیم آن می شود. در این شرایط کتکول دارای یک انتقال الکترون کاتالیزوری است. از طرف دیگر دو مشتق دیگر کتکول یعنی 5،3-دی ترشیوبوتیل کتکول و 4-ترشیوبوتیل کتکول با وجود 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین قادر به جذب سطحی بر روی سطح الکترود و انتقال الکترون مستقیم می باشند. از طرفی پوشش سطح الکترود بوسیله 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین اثری بر روی انتقال الکترون ردوکس 〖Fe(CN)〗_6^(4-) ندارد. در فصل سوم به بررسی اکسایش الکتروشیمیایی 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین در حضور بوریک اسید و گلوتاتیون پرداختیم. ولتاموگرام های چرخه ای 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین در حضور بوریک اسید وقوع یک مکانیسم CEC را نشان می دهند. از طرفی یک مکانیسم کاتالیزوری در اکسیداسیون الکتروشیمیایی 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین در حضور گلوتاتیون دیده می شود. در نهایت با بررسی اکسیداسیون الکتروشیمیایی 4-متیل7،6-دی-هیدروکسی کومارین در حضور بوریک اسید و گلوتاتیون به ارائه مکانیسم CEC' به عنوان یک مکانیسم جدید الکتروشیمیایی پرداخته شده است. در فصل چهارم اکسایش الکتروشیمیایی 5،3-دی-ترشیوبوتیل کتکول در حضور مشتقات بنزیل آمین با هدف سنتز ترکیبات بنزاوکسازولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی مشارکت مشتقات بنزیل آمین در یک واکنش تشکیل حلقه با اورتوبنزوکوینون حاصل از اکسایش الکتروشیمیایی 5،3-دی ترشیوبوتیل کتکول و تشکیل محصولات بنزاوکسازولی مربوطه از طریق یک مکانیسم ECCE می باشد. از طرف دیگر اکسیداسیون الکتروشیمیایی 5،3-دی ترشیوبوتیل کتکول در حضور 2-مت