Каталитическое разложение органических пероксидов в неводных средах нанопористыми и наноразмерными углеродными катализаторами
Journal Title: Хімія, фізика та технологія поверхні - Year 2018, Vol 9, Issue 3
Abstract
Цель работы – исследование каталитической системы “Углеродный наноматериал – молекулы диацил пероксида в неводной середе” и определение основных факторов, которые влияют на каталитическую активность выбранных материалов. Изучена каталитическая активность нанопористых (активированного угля (АУ)) и наноразмерных (многослойных углеродных нанотрубок (УНТ)) углеродных катализаторов и их модифицированных форм в реакции разложения пероксидов бензоила и лаурила (ПБ и ПЛ соответственно) при комнатной температуре в неводной среде измерением объема выделившегося CO2. Поскольку разложение пероксидов зависит от растворителя, выбор «инертного» осуществлен по результатам предварительных исследований. Этилацетат и тетрахлорметан использовали для ПБ и ПЛ, соответственно. Среди факторов, определяющих каталитическую эффективность исследуемых образцов, были рассмотрены их структурно-сорбционные свойства, химия поверхности и диффузионные параметры проведения реакций. Установлено, что несмотря на высокую площадь поверхности, АУ демонстрируют умеренную каталитическую активность по сравнению с УНТ, поскольку реакция проходит во внутридиффузионной области. Как следствие, их активность определяется текстурными характеристиками углеродной матрицы. Каталитическая активность образцов УНТ превосходит активность АУ в 2–20 раз. Основываясь на рассчитанных коэффициентах диффузии, был сделан вывод, что катализ образцами УНТ проходит в кинетической области на доступной поверхности образцов. Такая каталитически активная поверхность содержит много N-содержащих и основных О-содержащих функциональных групп, поэтому демонстрирует лучшую каталитическую активность в отношении разложения органических пероксидов. Кроме того, поверхность УНТ является более гидрофобной, что способствует реакции, которая проходит в неводных средах. Следует отметить, что скорость разложения стерического ПБ ниже, чем длинноцепочечного ПЛ, как в случае ускорения образцами АУ, так и УНТ. На основе проведенных исследований можно предположить, что мезопористые УНТ с высоким содержанием основных функциональных групп, находящихся на доступной для субстрата поверхности, могут быть хорошей альтернативой распространенным катализаторам разложения органических пероксидов в неводных средах.
Authors and Affiliations
K. V. Voitko, O. M. Bakalinska, M. T. Kartel
Keywords
Related Articles
- EP ID EP461663
- DOI 10.15407/hftp09.03.289
- Views 87
- Downloads 0
Low-temperature formation of apatite structure of neodymium silicate in silica matrix
At present silicates of one of the rare earth elements, such as neodymium, are used in various fields of technology as materials or components for lasers, solid state fuel cells, ceramics and others because of their opti...
Композит, состоящий из гидратированного диоксида циркония и оксида графена, для извлечения органических и неорганических компонентов из воды
Цель работы заключалась в разработке многофункционального адсорбента, который способен удалять из водных растворов как неорганические ионы, так и молекулярные органические соединения. Окисленный графен получали по методу...
Sorption performance of ethylene glycol dimethacrylate and methacrylic acid copolymers with different cross-link ratio towards rare earth elements
Sorption materials for rare earth elements based on ethylene glycol dimethacrylate and methacrylic acid copolymers with different cross-link ratio have been synthesized by ion-imprinting method. Two approaches of ion-imp...
Drying of droplets of aqueous suspensions of multiwalled carbon nanotubes in the presence of cationic surfactant CTAB
The effect of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) on drying patterns of aqueous suspension of multiwalled carbon nanotubes (NTs) has been studied. The sessile droplets were dried on glass substrates in an air bath cham...
До питання про вплив фізико-хімічних параметрів на частоту спонтанних електрохімічних коливань
Проведено огляд сучасних літературних даних щодо виникнення спонтанних коливань у електрохімічних системах, що мають практичне застосування. Наведено теоретичні результати, отримані на основі модельної електрохімічної си...