نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

بیوسنتز نانوذرات ZnO توسط عصاره هیدروالکلی گل‌های گیاه نیلوفر آبی گونه Nymphaea Alba و بررسی ویژگی های کاتالیز‌گری آنها در اکسایش آلدهیدهای آروماتیک و سنتز مشتقات 1،2،4-تری‌آزول

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
گروه شیمی، واحد قائم شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم شهر، ایران
چکیده
بیوسنتز نانوذرات روی‌اکسید توسط عصاره گل نیلوفرآبی گونه Nymphaea Alba، خانواده Nymphaeaceae   انجام شد. شرایط واکنش سنتز نانوذرات در دماها، pH ها و نسبت­ های متفاوتی از عصاره به روی‌استات بررسی و بهینه شد.  نانوذرات سنتز شده توسطUV-Vis  ردیابی شدکه بهترین طیف در دمایoc  50، 10=‌  pH و نسبت 1:2 عصاره به استات‌روی با طول موج ماکزیمم در ناحیه nm 315 ظاهر گردید. نانوذرات روی‌اکسید سنتز شده  جمع آوری و کلسینه شد. طیف FT-IR  آن قبل و بعد از کلسینه بررسی و مقایسه گردید، که قبل از کلسینه اتصال لایه نازکی از مواد شیمیایی حاصل از عصاره گیاه را به نانوذرات نشان داد. بعد از کلسینه شدن، ارتعاشات کششی Zn-O در ناحیه cm-1 475 ظاهر گردید. ریخت ­شناسی و ساختار بلوری نانوذرات روی‌اکسید توسط XRD، SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفت. ساختار بلوری هگزاگونال با شکل ظاهری کروی و سایز حدود nm 30-70 برای نانوذرات روی‌اکسید تشخیص داده‌شد. سپس این ترکیب به­ عنوان کاتالیزگر موثر در سنتز مشتقات جدید تری‌آزول مورد استفاده قرار گرفت. واکنش تک‌مرحله‌ای آلدهید آروماتیک با آمینوگوانیدین و دی‌مدون در حضور 07/0 گرم نانوذرات ZnO  کاتالیز گردید. مشتقات جدید 4، 2، 1-تری‌آزول در حلال اتانول تحت شرایط رفلاکس پس از 90 دقیقه، با بازده خوب تا عالی بدست آمدند. محصولات با طیف ,NMR FT-IR  و آنالیز عنصری شناسایی شدند. در پایان کاتالیزگر به سادگی توسط سانتریقیوژ بازیافت شد، که مجددا قابل استفاده بود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Rostami Z., Rouhanizadeh M., Nami N., Zareyee D., Fe3O4 Magnetic Nanoparticles (MNPs) as an Effective Catalyst for Synthesis of Indole Derivatives. Nanochemistry Research, 3(2): 142-148 (2018).
[2] Wang J., Wang G., Hao J., Wang S., Fast and Simple Preparation of Supercapacitor with CoMoO4 as Electrode and Study of its Photocatalytic Performance. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 42(8): 2405-2417 (2023).
[3] Kumar M., Rani M., Ansari J.R., Chemical Methods for Producing Iron Oxide Magnetic Nanoparticles: A Review. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 43(5): 1850-1871 (2024).
[4] Akbari M., Sharifnia S., Iodide Adsorption from Water and Wastewater Using a Selective Hydrated Zr (IV) Oxide Particle-Impregnated Anion Exchange Resin; Batch and Column Studies. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 42(12):4033-4048 (2023).
[5] Abdus Subhan M.d., Neogi N., Choudhury K.P. Industrial Manufacturing Applications of Zinc Oxide Nanomaterials: A Comprehensive Study. Nanomanufacturing, 2(4):265-291 (2022).
[6] Zhou X-Q., Hayat Z., Zhang D-D., Li M-Y., Hu S., Wu Q., Cao Y-F., Yuan Y., Zinc Oxide Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Modification, and Applications in foOd and Agriculture. Processes, 11(4): 1193 (2023). 
[7] Mousavi S.F., Hossaini Z., Rostami-Charati F., Nami N., Synthesis of Benzochromene Derivatives Using Reusable Fe3O4/ZnO Magnetic Nanoparticles: Study of Antioxidant and Antibacterial Activity. Polycyclic Aromatic Compounds, 42(9): 6732-6749 (2022).
[8] Hong R.Y., Chen L.L., Li J.H., Li H.Z., Zheng Y., Ding J., Preparation and Application of Polystyrene‐Grafted ZnO Nanoparticles. Polymers for Advanced Technologies, 18: 901-909 (2007).
[9] Hong R.Y., Li J.H., Chen L.L., Liu D.Q., Zheng Y., Ding J.,  Synthesis, Surface Modification and Photocatalytic Property of ZnO Nanoparticles. Powder Technology, 189: 426-432 (2009).
[11] Handore K., Bhavsar S., Horne A., Chhattise P., Mohite K., Ambekar J., Chabukswar V., Novel Green Route of Synthesis of ZnO Nanoparticles by Using Natural Biodegradable Polymer and its Application as a Catalyst for Oxidation of Aldehydes. Journal of Macromolecular Science, Part A, 51(12): 941–947 (2014).
[12] Moriyuki S., Kawata A., Morito S., Sato Y., Preparation and Properties of Polymer/Zinc Oxide Nanocomposites Using Functionalized Zinc Oxide Quantum Dots. European Polymer Journal, 44: 3430-3438 (2008).
[13] Wook C.D., Kim B.C., Characterization on Polystyrene/Zinc Oxide Nanocomposites Prepared from Solution Mixing. Polymers for advanced technologies, 16: 846-850 (2005).
[15] Abbasian M., Preparation of Reactive and Thermal Stable Hyperbranched Graft Copolymers/Clay Nanocomposite Via ‘Living’free Radical Polymerization. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 6: 168-178 (2010).
[16] Enis D., Jeremić K., Nedeljković J.M., In Situ Radical Polymerization of Methyl Methacrylate in a Solution of Surface Modified TiO2 and Nanoparticles. European Polymer Journal, 43: 3719-3726 (2007).
[17] Agrawal M., Pich A., Zafeiropoulos N.E., Gupta S., Pionteck J., Simon F., Stamm M., Polystyrene-ZnO Composite Particles with Controlled Morphology. Chemistry of Materials, 19: 1845-1852 (2007).
[18] Heidarzadeh T., Nami N., Zareyee D., Synthesis of Indole Derivatives Using Biosynthesized ZnO-CaO Nanoparticles as an Efficient Catalyst, Journal of Nano Research, 66: 61-71 (2021).
[20] Okada T., Suehiro J., Synthesis of Nano-Structured Materials by Laser-Ablation and Their Application to Sensors. Applied Surface Science, 253 (19): 7840-7847 (2007).
[21] Hongqiang W., Li C., Zhao H., Li R., Liu J., Synthesis, Characterization, and Electrical Conductivity of ZnO with Different Morphologies, Powder technology, 239: 266-271 (2013).
[22] Moulahi A., Sediri F., Pencil-Like Zinc Oxide Micro/Nano-Scale Structures: Hydrothermal Synthesis, Optical and Photocatalytic Properties. Materials Research Bulletin, 48: 3723-3728 (2013).
[23] Banerjee P., Chakrabarti S., Maitra S., Dutta B.K., Zinc Oxide Nano-Particles–Sonochemical Synthesis, Characterization and Application for Photo-Remediation of Heavy Metal. Ultrasonics sonochemistry, 19: 85-93 (2012).
[24] El Ghoul J., Barthou C., El Mir L., Synthesis by Sol–Gel Process, Structural and Optical Properties of Nanoparticles of Zinc Oxide Doped Vanadium. Superlattices and Microstructures, 51: 942-951 (2012).
[25] Altıntaş Y.Ö., Durucan C., Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles Elaborated by Microemulsion Method. Journal of Alloys and Compounds, 506: 944-949 (2010).
[26] Kaveh S., Norouzi B., Nami N., Mirabi A., Phytochemical Synthesis of CdO Nanoparticles: Fabrication of Electrochemical Sensor for Quantification of Cefixime. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 32: 8932-8943 (2021).
[29] Mohamadi A.R., Nami N., Norouzi B., Bio-Directed Synthesis of Platinum Nanoparticles by Nymphaea Alba Extract: Fabrication of a Novel Non-Enzymatic Hydrogen Peroxide Sensor. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(21): 18721-18731 (2020).
[30] Kaveh S., Nami N., Norouzi B., Mirabi A., Biosynthesis of (MWCNTs)-COOH/CdO Hybrid as an Effective Catalyst in the Synthesis of Pyrimidine-Thione Derivatives by Water Lily Flower Extract. Inorganic and Nano-Metal Chemistry, 51(11): 1459-1470 (2021).
[31] Li Q.Q., Huang J.Y., Ji J.B., Meng Q.G., Yang C.J., The Goddess of Aquatic Flowers-Water Lily. Practical Forestry Technology, 10: 45–46 (2005).
[32] Shi Y.F., Excellent Aquatic Flowers-Lotus and Water Lily. China Fruit & Vegetable, 8: 40–41 (2009).
[33] Bown D., Encyclopedia of Herbs and Their Uses. London, New York, Stuttgart, Moscow: Dorling Kindersley. Limited, 317 (1995).
[34] Sabouri Z., Sabouri M., Moghaddas S.S.T.H., Mostafapour A., Samarghandian S., Darroudi M., Plant-Mediated Synthesis of Ag and Se Dual-Doped ZnO-CaO-CuO Nanocomposite Using Nymphaea Alba L. Extract: Assessment of Their Photocatalytic and Biological Properties. Biomass Conv. Bioref., (2023).
[35] Heravi M.M., Beheshtiha Y.S., Oskooie H.A., Nami N., Synthesis and Characterization of Novel Heterocyclic System: 1, 2, 4-Triazolo [3, 4-b] 1, 3-Thiazin-4-Ones, Indian Journal of Heterocyclic Chemistry, 8(3): 245-246 (1999).
[36] Nami N. , Gholami F.,Vahedi H., Nami N., Synthesis of Thiadiazine and Triazino[3,4-b]thiadiazine Derivatives. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 182(9): 2157-2162 (2007).
[37] Nami N., Lale Mohammadi S., One-Pot Facile Synthesis of New 1, 2, 4-‎ Triazolidine Derivatives Using Sodium‎ Borohydride and Fe3O4 Magnetic‎ Nanoparticles (MNPs)‎. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 13(4): 347-357 (2017).
[38] Nami N., Forozani M., Khosravimoghadam V., Taherinasab R., Synthesis and Characterization of Mono-and Bicycle Heterocyclic Derivatives Containing 1, 2, 4-Triazole, 1, 3, 4-Thiadiazine and 1, 3-Thiazole Rings. E-Journal of Chemistry, 9(1): 161-166 (2012).
[39] Gupta O., Pradhan T., Chawla G., An Updated Review on Diverse Range of Biological Activities of 1,2,4-Triazole Derivatives: Insight Into Structure Activity Relationship. Journal of Molecular Structure, 1274 (2): 134487 (2023).
[40] Diaz-Ortiz A., Prieto P., Carrillo J.R., Martin R., Torres I., Applications of Metal-Free 1,2,4-Triazole Derivatives in Materials Science. Current Organic Chemistry, 19(7): 568-584 (2015).
[41] Warren B.E., X-Ray Diffraction. Courier Corporation. (1990).
[42] Schulz H., Thiemann K.H., Structure Parameters and Polarity of the Wurtzite Type Compounds Sic—2H and ZnO. Solid State Commun., 32: 783-785 (1979).
[44] Fakhari S., Jamzad M., Kabiri Fard H., Green Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles: A Comparison. Green Chemistry Letters and Reviews, 12 (1): 19–24 (2019).
[45] Narayana A., Bhat S.A., Fathima A., Lokesh S.V., Suryad S.G., Yelamaggad C.V., Green and Low-Cost Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles and Their Application in Transistor-Based Carbon Monoxide Sensing. RSC Adv., 10: 13532-13542 (2020).