Magnetically recyclable nanocatalysts for organic reactions

Abstract

Her zaman birçok farklı uygulama için araştırmacıların yeni ve daha verimli nanomalzemeler bulma eğilimi olmuştur. Sulu ortamdan boya uzaklaştırmak için bir dizi malzeme kullanılmasına rağmen, manyetik nano-kompozitler boya sökme işlemi için geniş çapta araştırılmaktadır. Bu tezin içeriği, özellikle organik reaksiyonlar için heterojen manyetik hibrid malzemelerin, özellikle nitro aromatik bileşikler ve azo boyaların indirgenme reaksiyonları için araştırılımıştır. Bu kapsamda kaplanmış manyetik spinel nanopartikülleri (NP'ler) AFe2O4 (A = Fe, Mn) hidrotermal, termal ayrışma, sol-jel ve birlikte çöktürme gibi çeşitli tekniklerle üretilmiştir. Fe3O4 ve MnFe2O4 manyetik nanoparçacıklarının agglomerasyonunu önlemek ve stabilitesini arttırmak için yüzeyleri modifiye edilmiştir. Bu amaçla polianilin ya da silika gibi organik ve inorganik yapılar tercih edilmiştir. Daha sonra Ag veya Cu nanopartikülleri manyetik nanokompozitlerin içerisine hapsedilerek malzemelere katalitik aktivite kazandırılmıştır. Böylelikle birçok malzemenin özellikleri biraraya getirilerek çok fonksiyonlu hem manyetik hem katalitikçe aktif nanomalzemeler elde edilmiştir. Elde edilen tüm manyetik hibrit malzemelerin yapısal, morfolojik, spektroskopik ve manyetik karakterizasyonu XRD, SEM, TEM, FTIR ve TGA teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optik özellikler için UV-Vis spektrofotometre kullanılmış olup ve sentezlenen tüm örneklerin katalitik aktivitesi ayrıntılı olarak araştırılmıştır.

There is always a tendency of the researchers to find new and more efficient nanomaterials for many kinds of applications. Even though a number of materials are used for dye removal from aqueous environment, magnetic nanocomposites are widely investigated for the dye removal process. The content of this thesis is specifically devoted to a description of the heterogeneous magnetic hybrids for organic reactions, particularly nitro aromatics and azo dyes reduction reactions. In this thesis, AFe2O4 (A= Fe, Mn) type of coated magnetic spinel nanoparticles (NPs) were fabricated by various techniques including hydrothermal, thermal decomposition, sol-gel and co-precipitation. Fe3O4 and MnFe2O4 magnetic nanoparticles have been modified in order to prevent agglomeration and improve their stability. For this purpose, organic and inorganic structures such as polyaniline or silica have been utilized. Subsequently, Ag or Cu nanoparticles were entrapped into magnetic nanocomposites and catalytic activity was introduced into the materials. In this way, the properties of many materials are combined to obtain multi-functional such as both magnetic and catalytically active nanomaterials. Structural, morphological, spectroscopic and magnetic characterizations of all materials were carried out using XRD, SEM, TEM, FTIR and TGA techniques. The optical properties were obtained by UV-Vis spectrophotometer and the catalytic activity of the all prepared samples has been investigated in detail.