Физико-химические подходы при разработке гетерогенного катализатора окисления мононенасыщенных карбоновых кислот пероксидом водорода

• Автор: Гордиенко, Александр Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Обоснование перехода на возобновляемые источники энергии

1.2. Химический состав липидов микроводорослей

1.3. Каталитическая переработка липидов микроводорослей

1.3.1. Получение синтетических моторных биотоплив

1.3.1.1. Транс-этерификация как способ получения эфирного биодизеля

1.3.1.2. Гидрооблагораживание-получение «зеленых» моторных топлив

1.3.2. Окисление жирных кислот

1.3.2.1. Эпоксидирование, дигидроксилирование ненасыщенных жирных кислот

1.3.2.2. Окислительное расщепление
1.3.3. Принципы осуществления селективного окисления пероксидом водорода в
присутствии гетерогенных катализаторов
1.4. Разложение пероксида водорода
1.4.1. Гомолитическое разложение Н2О
1.4.2. Гетеролитическое разложене Н2О
1.4.3. Разложение пероксида водорода на поверхности углеродных материалов
1.5. Унификация переработки липидного сырья
Постановка задачи
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Реактивы
2.2. Катализатор
2.3. Физико-химические методы анализа
2.3.1. Определение фазового состава исследуемых катализаторов
2.3.2. Определение текстурных характеристик катализаторов
2.3.2.1. Низкотемпературная (-196 °С) адсорбция азота
Измерение сорбционной емкости и построение изотерм адсорбции/десорбции
Оценка удельной площади интегральной поверхности

Общий объем пор, их размер и распределение по размерам
2.3.2.2. Хемосорбция моноксида углерода
2.3.2.3. Температурно-программированная реакция
2.3.2.4. Просвечивающая электронная микроскопия
2.3.2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.3.3. Анализ жидких продуктов окисления 9-октадеценовой кислоты
2.3.3.1. Йодометрическое титрование
2.3.3.2. Определение кислотного числа
2.3.3.3. Газо-жидкостной хроматографический анализ
2.4. Каталитическое разложение пероксида водорода
2.5. Окисление 9-октадеценовой кислоты
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Текстурные характеристики катализаторов
3.2. Кинетические закономерности разложения Н2О2 на поверхности
катализаторов на основе Сибунита
3.2.1. Определение параметров кинетической области
3.2.2. Влияние природы закрепленных на Сибуните наночастиц оксидов переходных металлов на характер жидкофазного разложения Н2О
3.2.2.1. Влияние природы активного компонента на вклад радикальной природы
разложения Н2О
3.2.2.2. Выбор каталитической системы
3.3. Установление физико-химического состояния активного компонента
3.3.1. Определение химического состояния палладия в катализаторе П-43-Рс1/С методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС)
3.3.2. Определение истинного размера палладиевых наночастиц в катализаторе П-43-Р(1/С методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ)..
3.4. Оптимизация РсЮ/Сибунит катализатора
3.4.1. Нанесение наночастиц палладия на поверхность Сибунита
3.4.2. Закономерности разложения Н2Ог на поверхности РсЮ/Сибунит катализатора с различным содержанием активного компонента
3.4.3. Механизм разложения Н202 на поверхности катализатора РсЮ/Сибунит .
3.5. Жидкофазное окисление олеиновой кислоты на катализаторе П-43-Рс1/С
пероксидом водорода
Выводы
Благодарности
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы

- реакция инициируется электронным переносом от функциональной группы на поверхности активированных углей к пероксиду водорода с образованием -ОН радикала;
- реакция инициируется переносом электрона от пероксида водорода к восстанавливаемой функциональной группе на поверхности активированных углей с образованием -ОН радикала.
Циклические процессы электронного переноса со временем будут снижать каталитическую активность активированных углей, что обусловлено окислением поверхности угля или деструкцией его активных центров.
В работе [115] предложен механизм разложения пероксида водорода на поверхности активированных углей, суть которого сводится к следующему. Разложение Н2О2 активным углем включает обмен поверхностных гидроксильных групп с анионом пероксида водорода:
АУ-ОН+Н*ООН~ —> АУ—ООН+ Н20 (1.3)
Образованный поверхностный пероксид водорода имеет высокий окислительный потенциал, который способствует разложению другой молекулы Н2О2 с освобождением 02 и регенерацией поверхности угля:
ау-оон+н2о2->ау-он+н2о+о2 (1.4)
Активация Н202 сорбентом с образованием свободных радикалов рассматривается как процесс, подобный механизму Габера-Вейса [116]:
АУ + Нг02 -А АУ+ + ОН' + ОН ■ (1.5)
АУ* + Н202 —> АУ + НОг ■ +Н
(1.6)