Date of Award

6-2023

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy in Chemistry

Department

Chemistry

First Advisor

Ahmed Alzamly

Second Advisor

Mohamed Alazab Alnaqbi

Third Advisor

Fathy Hassan

Abstract

The increasing global energy demand has resulted in environmental issues, leading to a shift in research towards sustainable and renewable energy sources. Among these, solar energy is the most abundant natural resource available. One of the most profitable ways to utilize sunlight is through chemical transformation using photocatalysts. In this regard, we reported the synthesis of different stable porous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs) and metal hydrogen-bonded organic frameworks (M-HOFs). The MOF photocatalysts are bismuth-gallate (Bi-gallate), a mixed ligand manganese-based MOF (MnII3(tp)6/2(bpy)2. (dmf)) and a new hexagonal layer manganese MOF compound named UAEU-50, while the HOF is Co-HOF. These materials were characterized using various spectroscopic and analytical techniques (e.g., powder X-ray diffraction (PXRD), single-crystal X-ray diffraction (SC-XRD), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)). Chemical and thermal stability were also tested. Then, these photocatalysts were used in photocatalytic reactions such as synthesis of several cyclic carbonates using cycloaddition of CO2 to epoxides and aerobic oxidation of benzylamine to N, N-benzylidenebenzylamine. The selected robust compounds exhibited high thermal and chemical stability, as well as high photocatalytic performance.

Arabic Abstract


تحضیر وتوصیف وتحدید النشاط الضوئي للمركبات الضوئیة MOFS وHOF-M تحت الضوء المرئي

أدى الطلب العالمي المتزايد على الطاقة إلى ظهور قضايا بيئية، مما أدى إلى تحويل البحث نحو مصادر الطاقة المستدامة والمتجددة. من بين هذه المصادر، الطاقة الشمسية وهي أكثر الموارد الطبيعية المتاحة وفرة. إحدى الطرق المربحة للاستفادة من ضوء الشمس هي التحول الكيميائي باستخدام المحفزات الضوئية. في هذا الصدد، فقد قمت بتوليف عدة مواد مسامية المستقرة مثل الأطر المعدنية العضوية (MOFs) والأطر العضوية المعدنية المرتبطة بالهيدروجين ‎(M-HOFs)، الأطر المعدنية العضوية (MOFs) في هذه الأطروحة عبارة عن بيزموث-جاليت (Bi-gallate)،‏ و مركب مختلط قائم على معدن المنجنيز (MnII3(tp)6/2(bpy)2.(dmf)) ومركب جديد ذو طبقة سداسية يسمى ‎UAEU-50. بينما الأطر المعدنية المرتبطة بالهيدروجين (M-HOFs) هو Co-HOF. تم دراسة هذه المواد باستخدام تقنيات طيفية و تحليلية مختلفة منها حيود مسحوق الأشعة السينية (PXRD) ، حيود الأشعة السينية أحادي البلورة (SC-XRD)، مطياف انعكاس الأشعة فوق البنفسجية المرئية (DRS)، التحليل الحراري الوزني (TGA)، مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه ‎(FT-IR)، الفحص المجهري الإلكتروني (SEM)، مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة ((EDX). كما تم اختبار الثبات الكيميائي والحراري. بعد ذلك، تم استخدام هذه المحفزات الضوئية في تفاعلات التحفيز الضوئي مثل تكوين العديد من الكربونات الحلقية باستخدام الإيبوكسيدات وثاني أوكسيد الكربون والأكسدة الهوائية للبنزيلامين إلى N N-benzylidenebenzylamine. وقد أظهرت المركبات المختارة ثباتاً حرارياً وكيميائياً عالياً بالإضافة إلى أداء تحفيزي ضوئي عالي.

Download

Included in

Chemistry Commons

Share

COinS