- Код статьи
- 10.31857/S0235010625040106-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625040106
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 394-404
- Аннотация
- Наноразмерные каталитические системы представляют интерес с точки зрения применения их в области экологии, органического синтеза, в частности, в окислительно-восстановительных реакциях, где требуется высокая каталитическая активность при использовании небольших количеств катализатора. Такие реакции часто целесообразно реализовать в жидких средах или растворах. Положительное влияние на каталитическую активность оказывает высокая удельная поверхность наноструктурированных материалов в тех случаях, когда обеспечивается их достаточная смачиваемость и контакт с жидким субстратом. При использовании вышеназванных катализаторов по этой причине требуется поиск оптимальных условий реализации целевых реакций, чтобы предотвратить возможные процессы агломерации и дезактивации каталитических систем. Различная химическая природа каталитических материалов оказывает очень существенное влияние на селективность процессов окисления по отношению к разным веществам. Поэтому, в принципе, возможно создание катализаторов, на которых осуществляется избирательное окисление определенных соединений в сложных смесях. В работе приведены результаты изучения кинетики жидкофазного каталитического окисления водорастворимых органических веществ перекисными соединениями в присутствии наноразмерного образца металлического серебра, нанокластерного полиоксометаллата {Mo72Fe30}, гетерогенного молибдата железа и высокодисперсного бронзового порошка марки ПБВД. В качестве модельных органических веществ использовались фенол и этиленгликоль, конверсию которых в ходе реакции определяли методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором, а в качестве окислителей выступали насыщенный раствор персульфата калия и 36%-й пероксид водорода. Для образцов катализаторов, показавших наиболее высокую конверсию субстратов, с помощью программы Origin по уравнению псевдопервого порядка, были рассчитаны константы скорости реакции. Также с помощью масс-спектроскопического детектора идентифицированы некоторые продукты окисления. Было установлено, что нанокластерный полиоксометаллат {Mo72Fe30} является более эффективным катализатором окисления фенола персульфатом в спиртовых растворах по сравнению с Fe2(MoO4)3. Среди изученных катализаторов жидкофазного перекисного окисления этиленгликоля коллоидное серебро оказывает наибольшее каталитическое влияние на этот процесс.
- Ключевые слова
- кинетика полиоксометаллат кеплерат наноразмерное серебро порошок ПБВД молибдат железа каталитические свойства окисление газовая хроматография
- Дата публикации
- 02.07.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 11
Библиография
- 1. Меньшиков С.Ю., Белозерова К.А., Остроушко А.А. Воздействие нанокластерного полиоксометаллата Mo72Fe30 на окисление переулкатам йодид-ионов // Физ. хим. аспекты изучения кластер. наностр. наномат. 2020. № 12. С. 853–859.
- 2. Елисеева Е.А., Березина С.Л. Кинетические характеристики растворения диоксида титана в кислотной среде // Металлы. 2024. № 1. С. 36–41.
- 3. Пат. 2780201 РФ. Композиция для изготовления электротехнических изделий. – № 2022109944; заявл. 13.04.2022; опубл. 20.09.2022.
- 4. Меньшиков С.Ю., Вураско А.В., Петров Л.А., Волков В.Л., Новоселова А.А. Жидкофазное окисление антрацена пероксидом водорода в присутствии оксидных ванадиевых бронз CuxV2O5 // Нефтехимия. 1992. № 2. 32. С. 162–164.
- 5. А.с. № 1657225. Способ получения катализатора для делигнификации древесины (СССР). – № 4738522/04; заявл. 31.07.1989; опубл. 22.02.1991, Бюл. № 23.
- 6. Богачева Н.В., Тарбеева К.А., Огородова Н.Ю. Разработка пошаговой методики получения наночастиц серебра цитратным методом // Извест. вузов. Химия и хим. технол. 2020. № 5. 63. С. 65–69.
- 7. Rey A., Faraldos M., Casas J.A.. Catalytic wet peroxide oxidation of phenol over Fe/AC catalysts: Influence of iron precursor and activated carbon surface // Appl. Catalysis B: Environm. 2009. 86 (1–2). P. 69–77.
- 8. Сиротин С.В., Московская И.Ф., Колягин Ю.Г. и др. Каталитические свойства хлорида железа (III), нанесенного на молекулярное сито MCM-41 в жидкофазном окислении фенола // Жур. физ. хим. 2011. № 3. 85. С. 453–459.
- 9. Сапунов В.Н., Михайлюк А.И., Литвинцев И.Ю. Кинетика и механизм каталитического гидроксилирования фенола пероксидом водорода // Кинетика и каталия. 1998. № 3. 39. С. 365–375.
- 10. Shi H., Yin X., Subramaniam B., Chaudhari R.V. Liquid-Phase Oxidation of Ethylene Glycol on Pt and Pt—Fe Catalysts for the Production of Glycolic Acid: Remarkable Bimetallic Effect and Reaction Mechanism // Ind. Eng. Chem. Res. 2019. 58. P. 18561–18568.
- 11. Водянкина О.В., Курина Л.Н., Петров Л.А., Князев А.С. Глиоксаль: монография. Academia. 2007.
- 12. Shaked K., Javaid M., Muazzam Y., Nagvi S.R., Tagvi S.A.A., Uddin F., Mehran M.T., Sikander U., Niazi M.B.K. Performance comparasion of industrially produced formaldehyde using two different catalysts // Processes. 2020. 8. P. 571–582.
- 13. Müller A., Krickemeyer E., Bögge H. et al. Organizational forms of matter: an inorganic super fullerene and keplerate based on molybdenum oxide // Angewandte Chem. Internat. Ed. 1998. 37 (24). P.3359–3363.
- 14. Müller A., Sarkar S., Shah S.Q.N. et al. Archimedean synthesis and magic numbers: «sizing» giant molybdenum-oxide-based molecular spheres of the keplerate type // Angewandte Chem. Internat. Ed. 1999. 38 (21). P. 3238–3241.
- 15. Тонкушина М.О., Гагарин И.Д., Русских О.В. и др. Деструкция полиоксометаллата Mo72Fe30 как транспортного агента в средах, моделирующих кровь, его стабилизация альбумином // Физ. хим. аспекты изучения кластер. наностр. наномат. 2020. № 12. С. 885–892.
- 16. Velikov K.P., Zegers G.E., A. van Blaaderen. Synthesis and characterization of large colloidal silver particles // Langmuir. 2003. 19 (4). P. 1384–1389.
- 17. Dong X., Ji X., Wu H., Zhao L., Li J., Yang W. Phys J. Shape control of silver nanoparticles by stepwise citrate reduction // Chem. C. 2009. 113 (16). P. 6573–6576.
- 18. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы // Успехи химии. 2008. № 3. 77. С. 242–269.
- 19. Малышев А.Н., Меньшиков С.Ю. Жидкофазное окисление КI и скипидара переульфатом в CH3COOH // Сборник трудов XXVIII Междунар. науч.-техн. конф. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». 2023. С. 207–209.
- 20. Меньшиков С.Ю., Важенин В.А., Валова М.С., Ганебных И.Н., Трошин Д.П., Шишлов О.Ф., Ковалев А.А., Баженова Л.Н., Марков А.А. Использование методов ВЭЖX и ЭПР-спектроскопии в изучении газофазного окисления метанола в присутствии смешанных металлоксидных катализаторов // Тезисы докл. ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. 26-30 октября 2016. Т.3. С.261.
- 21. Кодаков Н.А., Приходько А.А., Шмаков А.А., Асадов О.И., Трошин Д.П., Шишлов О.Ф., Ковалев А.А., Важенин В.А., Суриков В.Т., Гансбных И.Н., Баженова Л.Н., Меньшиков С.Ю. Использование газовых анализаторов в определении состава газовой фазы при окислении метанола в присутствии смешанного металлоксидного катализатора// Сборник трудов XXII Междунар. науч.-техн. конф. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». 2017. С. 399.
