تحضير وتوصيف مواد ميزومسامية فوتوكرومية عضو-سيليكية جديدة
Author
العنزي، مها بنت حامد بن خلف الشملاني
Abstract
تعد مواد السيليكا العضوية المسامية (MOMs) فئة مهمة من المواد الميزومسامية التي جذبت اهتمامًا كبيرًا من الباحثين في السنوات الأخيرة، نظرًا لتطبيقاتها المهمة في العديد من المجالات، مثل الحفز الكيميائي، والاستشعار، وتوصيل الأدوية، وتخزين الغاز. وتعتبر مواد السيليكا العضوية الفوتوكرومية (PMOMs) فئة جديدة وواعدة من. MOMs حيث تتكون PMOMs من دمج جزيئات ذات خاصية فوتوكرومية في السيليكا الميزومسامية ، باستخدام طرق فيزيائية مختلفة (الروابط الكتروستاتيكيه) أو طرق كيميائية (الروابط التساهمية). تشمل الطرق الفيزيائية: التشريب، والتوليف في الموقع، والتحفيز الضوئي، وتقنية التغليف. بينما تشمل الطرق الكيميائية الطرق المباشرة أو غير المباشرة، وذلك اعتماداً على وجود مجموعة فاصلة بين الأجزاء الفوتوكرومية وهيكل السيليكا، مثل مجموعات الألكيل. وتتضمن الطرق الكيميائية ثلاثة أساليب أساسية: التطعيم، والتكاثف المشترك، والسيليكا العضوية المسامية الدورية. (PMOs) كما تعتبر PMOMs مواد "ذكية" وذلك بسبب قدرتها على الخضوع لتغييرات عكسية عند التعرض لبعض التأثيرات الخارجية، مثل الضوء . بالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المواد بمساحات سطحية عالية، وأحجام مسام محددة جيدًا، وتوزيع منتظم لقطر المسام، وكثافة منخفضة، وهيكل مرتب للغاية، ومسامية قابلة للضبط. في هذا المشروع البحثي، قمنا بتصنيع مشتق ثنائي ثينيل إيثين الفوتوكرومي(DTE) ، من خلال خطوتين رئيسيتين: الخطوة 1) تفاعل فريدل كرافت لـ 3-ميثيل ثيوفين باستخدام كلوريد الأوكساليل (COCl)? وكلوريد الألومنيوم (AlCl3) كمحفز لحمض لويس ، لإنتاج المركب الوسيط 1,2-دايكتون كخليط بني اللون؛ الخطوة 2) تفاعل 1،2-دايكتون مع البنزالديهايد (C6H5CHO) في وجود حمض الأسيتيك (CH3COOH)، وخلات الأمونيوم (C?H?NO?)، باتباع إجراء ديبوس رادزيشفسكي لإنتاج خليط أحمر داكن. تمت تنقية المنتج المرغوب بواسطة كروماتوغرافيا العامود (هلام السيليكا) ، وتم تأكيد بنيته بواسطة الرنين المغناطيسي النووي 13C و 1H والأشعة تحت الحمراء. كما تم التحقق من الخصائص الضوئية لـ DTE الذي تم الحصول عليه بواسطة الأشعة الفوق بنفسجية والقياس الطيفي الفلوري. ثم تم تجريب جزيءDTE كمستشعر كيميائي لعدة من أيونات المعادن، بما في ذلك الحديد (III)، الحديد (II)، المغنيسيوم (II)، الكالسيوم (II)، الزئبق (II)، الفضة (I)، النيكل (II)، الكوبالت. (II)، الزنك (II)، النحاس (II)، البوتاسيوم (I)، والكادميوم. (II) أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن جزيءDTE لديه انتقائية عالية تجاه الحديد (III). ولتحضير جهاز استشعار كيميائي قابل لإعادة التدوير، قمنا بدمج DTE في نوعين من السيليكا الميزومسامية الشهيرة، وهما MCM-41 وSBA-15 ، وذلك عبر طرق فيزيائية وكيميائية. في الطريقة الفيزيائية، تم دمج DTE في السليكا التجارية و السيليكا المعدلة مع مجموعات أمينات البروبايل الأولية، عن طريق التشريب من خلال الروابط الهيدروجينية. في الطريقة الكيميائية (الغير المباشرة)، تم تثبيت DTE على سطح السيليكا من خلال روابط تساهمية، بعد تفاعل الاستبدال النيكليوفيلي بين ذرة نيتروجين الاميدازول و اليودوبروبايل المثبت مسبقًا على سطح السيليكا وتم الحصول على مادتي DTE-MCM-41 وDTE-SAB-15 . تم توصيف المواد الستة التي تم الحصول عليها باستخدام تقنيات مختلفة مثل IR وTEM وSEM وBET وTGA . ثم تم تقيمها كمواد استشعار كيميائية غير متجانسة للأشعة فوق البنفسجية وأيونات الحديد (III) . وكشفت النتائج التي تم الحصول عليها أن سلوك ومضان DTE يتأثر بكل من نوع السيليكا وطريقة التحضير. علاوة على ذلك، أظهرت هذه المواد استشعار مميزاً للأشعة الفوق بنفسجية وانتقائية عالية تجاه أيونات الحديد (III) .كما كشفت دراسة إعادة التدوير أن العينات التي تم تحضيرها بالطريقة الكيميائية لها ثباتًا كيميائيًا عاليًا خلال أربع دورات، ولا سيما DTE-SBA-15 .
Note
إشراف : د. محمد عبود محمد عبود.
