تحضير جسيمات أكسيد الكوبالت النانوية وتطبيقها التحفيزي في تفاعلات الأسترة.
DOI:
https://doi.org/10.37375/susj.v16i1.4148الكلمات المفتاحية:
الجسيمات النانوية، أكسيد الكوبالت، التخليق الأخضر، التحفيز، الأسترةالملخص
حظيت جسيمات أكسيد الكوبالت النانوية (CoNPs) باهتمام كبير نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية المتميزة وتطبيقاتها الواسعة في مجال التحفيز. تعرض هذه الدراسة تحضير جسيمات الكوبالت النانوية باستخدام كلٍّ من الطريقة الخضراء والطريقة الكيميائية التقليدية، يلي ذلك توصيفها البنيوي وتقييم أدائها التحفيزي في تفاعلات الأسترة.في طريقة التحضير الخضراء، استُخدم مستخلص قشور الرمان كعامل اختزال وتثبيت طبيعي. وتم توصيف الجسيمات النانوية المحضّرة باستخدام تقنيات الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، ومطيافية الأشعة فوق البنفسجية–المرئية (UV–Vis). أظهرت نتائج تحليل XRD، باستخدام معادلة ديباي–شيرر، أن الجسيمات النانوية المحضّرة بالطريقة الخضراء تمتلك أحجامًا بلورية أصغر تراوحت بين 1 و20.4 نانومتر، مقارنةً بالجسيمات المحضّرة بالطريقة الكيميائية التي تراوحت أحجامها بين 2.6 و82 نانومتر. كما أكدت نتائج FTIR تكوّن أكسيد الكوبالت من خلال ظهور نطاقات امتصاص مميزة تعود إلى اهتزازات رابطة Co–O. تم تقييم النشاط التحفيزي للجسيمات النانوية المحضّرة في تفاعل أسترة حمض الأسيتيك مع الإيثانول عند درجة حرارة 80 °م ولمدة 3 ساعات. وأظهرت الجسيمات النانوية المحضّرة بالطريقة الخضراء أداءً تحفيزيًا متفوقًا، حيث حققت نسبة تحويل للحمض بلغت 91.32% مقارنةً بـ 85.64% للجسيمات المحضّرة بالطريقة الكيميائية. كما دُرس تأثير زمن التفاعل (60، 120، 180 دقيقة) عند 80 °م، وأظهرت النتائج أن نسبة تحويل الحمض ازدادت بزيادة زمن التفاعل لكلا العاملين الحفازين المستخدمين. ويُعزى التحسن في الكفاءة التحفيزية إلى صغر حجم الجسيمات ووجود الجزيئات الحيوية المشتقة من النبات التي تعمل كعوامل تغليف وتثبيت على سطح الجسيمات النانوية. تُبرز هذه النتائج فعالية التخليق الأخضر بوصفه أسلوبًا صديقًا للبيئة وذا جدوى اقتصادية لإنتاج محفزات نانوية عالية الكفاءة.
المراجع
Almadani, E. A., Radzi, S. M., & Harun, F. W. (2016). Stearic acid esters synthesized using iron exchanged montmorillonite K10 clay catalysts. International Journal of Applied Chemistry, 12(1), 62-67.
Andualem, W. W. (2020). Green synthesis of CuO nanoparticles for the application of dye sensitized solar cell. World Journal of Pharmaceutical Research, 9(13), 321-325.
Baruah, M. J. (2023). Design of Iron and Cobalt-Based Catalysts for Alcohol Oxidation and Oxidative C− C Coupling Reactions. Tezpur University.
Bayda, S., Adeel, M., Tuccinardi, T., Cordani, M., & Rizzolio, F. (2019). The history of nanoscience and nanotechnology: from chemical–physical applications to nanomedicine. Molecules, 25(1), 112.
Ibrahim, D., Abdelghani, K., Anwagy, S., & Rizkallah, R. (2024). Synthesize Iron Oxide and Zinc Oxide Nanoparticles Using Plant Extracts. AlQalam Journal of Medical and Applied Sciences, 11-14.
Ibrahim, D. M., Bendaba, R. S., & a yaakub Hesien, R. (2025). Comparison Between Green And Chemical Synthesis Of Copper Nanoparticles: Characterization And Antibacterial Activity. Scientific Journal of University of Benghazi, 38(2), 56-65.
Ibrahim, D. M., Emrayed, H. F., & Youssef, A. A. (2025). Green and Chemical Synthesis of Magnetite Nanoparticles for Corrosion Inhibition Applications. Iraqi Journal of Applied Physics, 21(1), 156-160.
Ibrahim, D. M., Idris, H. M., & Mohammed, H. M. (2024). Comparison between Green and Chemical Synthesis of Silver Nanoparticles: Characterization and Antibacterial Activity. AlQalam J. Med. Appl. Sci, 13, 112-118.
Imtiyaz, A., Singh, A., & Gaur, R. (2024). Comparative analysis and applications of green synthesized cobalt oxide (Co3O4) nanoparticles: A systematic review. BioNanoScience, 14(3), 3536-3554.
Khan, Z., Javed, F., Shamair, Z., Hafeez, A., Fazal, T., Aslam, A., . . . Rehman, F. (2021). Current developments in esterification reaction: A review on process and parameters. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 103, 80-101.
Kumar, S., Kaur, A., Gaur, J., Singh, P., Kaur, H., Kaushal, S., . . . Misra, M. (2025). State‐of‐the‐Art in Co₃O₄ Nanoparticle Synthesis and Applications: Toward a Sustainable Future. ChemistrySelect, 10(6), e202405147.
Nasrollahzadeh, M., Mahmoudi‐Gom Yek, S., Motahharifar, N., & Ghafori Gorab, M. (2019). Recent developments in the plant‐mediated green synthesis of Ag‐based nanoparticles for environmental and catalytic applications. The Chemical Record, 19(12), 2436-2479.
Raul, P. K., Senapati, S., Sahoo, A. K., Umlong, I. M., Devi, R. R., Thakur, A. J., & Veer, V. (2014). CuO nanorods: a potential and efficient adsorbent in water purification. RSC advances, 4(76), 40580-40587.
Sun, R., Huang, X., Jiang, J., Xu, W., Zhou, S., Wei, Y., . . . Han, S. (2022). Recent advances in cobalt-based catalysts for efficient electrochemical hydrogen evolution: a review. Dalton Transactions, 51(40), 15205-15226.
Syazwani, O. N., Rashid, U., Mastuli, M. S., & Taufiq-Yap, Y. H. (2019). Esterification of palm fatty acid distillate (PFAD) to biodiesel using Bi-functional catalyst synthesized from waste angel wing shell (Cyrtopleura costata). Renewable Energy, 131, 187-196.
Yugandhar, P., Vasavi, T., Uma Maheswari Devi, P., & Savithramma, N. (2017). Bioinspired green synthesis of copper oxide nanoparticles from Syzygium alternifolium (Wt.) Walp: characterization and evaluation of its synergistic antimicrobial and anticancer activity. Applied Nanoscience, 7(7), 417-427.
