Коллоидно-химические эффекты в процессе окислительной деструкции неионогенных поверхностно-активных веществ в водных растворах

• Автор: Тихова, Алина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Передовые окислительные системы
1.1.1. Окислительные системы, основанные на разложении пероксида водорода ионами железа
1.1.2. Деструктивные превращения органических веществ в
системе Н2Ог-Реп+
1.1.3. Влияние различных факторов на эффективность разложения пероксида водорода в системе Н202~Реп+
1.2. Экологическая опасность использования оксиэтилированных алкилфенолов
1.3. Коллоидно-химические свойства оксиэтилированных НПАВ и примеры их использования
1.4. Деструкция оксиэтилированных НПАВ
1.5. Заключение
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1 Определение коллоидно-химических характеристик НПАВ
2.2.2 Окислительная деструкция НПАВ системой Раффа
2.2.3 Определение гидродинамического диаметра рассеивающих частиц методом динамического светорассеяния

2.2.4 Определение ^-потенциала рассеивающих частиц методом динамического светорассеяния
2.2.5 Определение формы, размеров частиц и их химического состава методом трансмиссионной электронной микроскопии
2.2.6 Окислительная деструкция 2,4-динитрофенола системой
Раффа
2.2.7 Спектрофотометрическое определение концентрации 2,4-динитрофенола
2.2.8 Определение концентрации пероксида водорода
2.2.9 Определение концентрации ионов железа (III)
3. КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗУЧАЕМЫХ ОКСИЭТИЛИРОВАННЫХ АЛКИЛФЕНОЛОВ
4. ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ СУБСТРАТОВ СИСТЕМОЙ РАФФА
4.1 Окислительная деструкция этоксилатов алкилфенолов
4.1.1 Процессы агрегации в ходе окислительной деструкции этоксилатов алкилфенолов
4.1.2 Влияние фонового электролита на окислительную деструкцию этоксилатов алкилфенолов
4.2 Окислительная деструкция полипропилен- и полиэтиленгликолей
4.3 Окислительная деструкция 2,4-динитрофенола
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Особое место среди способов химической деструкции устойчивых экополлютантов занимает использование окислительных систем на основе пероксида водорода - экологически чистого окислителя, образующего воду в качестве продукта восстановления. В этом отношении значительный интерес представляют системы, содержащие катионы переходных металлов в качестве катализаторов радикального распада Н202, наиболее эффективными из которых считаются системы Фентона и Раффа, включающие пероксид водорода и соли двух- либо трехвалентного железа соответственно. Их использование в сочетании с УФ-облучением или озонированием позволяет достичь полной минерализации органических соединений в мягких условиях.
Механизм действия указанных окислительных систем сложен и до конца не выяснен. Известно, что он имеет радикально-цепной характер и включает много элементарных стадий, в том числе стадий взаимопревращения ионов Бе2+ и Ре3+. Процесс сопровождается образованием на начальном этапе высокоактивных *ОН-радикалов, для чего необходимо поддерживать pH в узком интервале 2,7-3,5, что объясняется влиянием кислотности среды на состояние железа в растворе и, следовательно, на механизм диспропорционирования Н202. Очевидно, что в результате гидролиза в системах Фентона и Раффа могут образовываться гидроксокомплексы железа, имеющие тенденцию к полимеризации. В результате процессы, проходящие в окислительной системе, могут осложняться агрегацией коллоидных частиц гидроксида железа. Однако до сих пор в литературе окисление органических веществ пероксидом водорода в присутствии ионов железа рассматривается как гомогенно-катализируемая радикальная реакция и роль процессов агрегации в механизме не учитывается.
В последние годы появились работы, в которых изучается действие
систем Фентона и Раффа на некоторые поверхностно-активные вещества (ПАВ)

пероксид водорода и соли двух- либо трехвалентного железа соответственно. Установлена эффективность системы Раффа в отношении истинных растворов НПАВ, определены некоторые эффективные кинетические характеристики деструктивного процесса. В то же время работ, посвященных агрегации гидроксокомплексов железа в ходе окисления, а также учитывающих их влияние на механизм разложения субстрата, не обнаружено.
Учитывая способность НПАВ адсорбироваться на межфазных границах, можно ожидать образования в окислительной системе коллоидных частиц смешанного коллоидного гидроксида железа, стабилизированных молекулами ПАВ. Дополнительно представляло интерес установление наличия таких эффектов в процессе деструкции субстратов, не обладающих выраженной поверхностной активностью.