Окислительная деструкция неионогенных поверхностно-активных веществ

• Автор: Козырева, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Обзор литературы

1.1 Радикальный распад пероксида водорода и процессы, протекающие с участием образующихся активных частиц

1.2 Деструктивные превращения оксиэтилированных алкилфенолов

2 Экспериментальная часть

2.1 Исходные вещества и реактивы

2.2 Методика определения перманганатной окисляемости

2.3 Методика фотолиза Неонола АФ

2.4 Методика фотоокисления Неонола АФ

2.5 Колориметрическое определение концентрации Неонола АФ с применением роданокобальтата
2.6 Методики изучения окисления Неонолов АФ с использованием колориметрии
2.7 Методика изучения деструкции Неонолов АФ с использованием тензометрии
2.8 Методика расчета констант скорости и оценки энергии активации
2.9 Расчет начальных скоростей изменения поверхностного натяжения растворов Неонолов АФ в процессе окисления
2. Оптимизация процесса окисления Неонола АФ 9
2. Изучение окисления Неонолов АФ с использованием ВЭЖХ
2. Регистрация УФспектров раствора после окисления
2. Методика исследования продуктов окисления методом 1Н
2. Оценка размера мицелл методом динамического светорассеяния
3 Обсуждение результатов
3.1 Сравнение различных способов деструкции Неонолов АФ
3.2 Окисление Неонолов ЛФ пероксидом водорода в присутствии ионов железа III
3.3 Влияние различных ионов на кинетику окисления Неонолов АФ системой Раффа
Выводы
Список литературы


Определены оптимальные условия окисления Неонолов АФ в истинных растворах концентрация окислительных реагентов, температура, анион катализатора. С использованием метода динамического светорассеяния установлено разрушение мицелл оксиэтилированных алкилфенолов в процессе окислительной деструкции. В результате полученных данных можно заключить, что предлагаемый способ окислительной деструкции Неонолов АФ пероксидом водорода в присутствии ионов трехвалентного железа позволит достичь высокой степени очистки воды от ПАВ, причем возможно регулирование скорости и глубины процесса за счет варьирования концентрации окислительных реагентов. Подобный подход может стать альтернативой биодеградации на локальных очистных сооружениях, либо предшествовать биодеградации на централизованных очистных сооружениях. Глобальный характер человеческой деятельности по развитию индустрии, агропромышленного комплекса, транспорта ставит экологические проблемы в разряд наиболее актуальных. Среди антропогенных воздействий существенную роль играет загрязнение природной воды неочищенными стоками промышленного и сельскохозяйственного производств. На современном этапе для ликвидации данного источника загрязнений реально внедрение водооборотных схем и повышение эффективности используемых в настоящее время методов очистки воды. В связи с постоянным усложнением состава сточных вод, в частности за счет биологически трудноудаляемых и токсичных органических веществ, перспективными являются технологии водоочистки, в основе которых лежит использование окислителей 5. Окисление стойких органических соединений само по себе должно отвечать требованиям экологической безопасности, а это накладывает определенные ограничения на выбор окислителя. Описано применение в качестве окислителя экополлютантов кислорода 6, озона 7, пероксида водорода 8,9. Однако следует отметить, что при детоксикации сточных вод пероксидом водорода не всегда удается достигнуть требуемой степени очистки, поскольку такие органические соединения, как бензол, толуол, этанол и другие, устойчивы к его воздействию, а скорость окисления при обработке разбавленных сточных вод достаточно низкая. В связи с этим в настоящее время широко применяются окислительные методы, основанные на диспропорционировании пероксида водорода с образованием реакционноспособных гидроксильных радикалов, а именно фотолиз и каталитический распад под действием ионов железа III и II. В результате окислительный потенциал системы возрастает до 2,8В для сравнения у озона 2,В. Имеются литературные данные, свидетельствующие о том, что в качестве катализаторов распада Н2О2 можно использовать соединения меди, хрома, ванадия, кобальта, титана и других переходных металлов 9,. Одним из путей активации пероксида водорода является превращение его в пероксикислоты. В качестве активаторов пероксида водорода могут быть использованы бикарбонат, силикат, нитрит, молибдат, фталатионы . Образование пероксикислот, осуществляющееся в умеренно щелочных средах, сопровождается образованием высокопуклеофильного гидропероксиданиона. Такие системы, будучи мягкими реагентами высокого спектра действия, способны окислять сульфиды, расщеплять токсичные галогенам гидриды и эфиры фосфорных кислот по нуклеофильному механизму. С этой точки зрения системы пероксид водорода активаторы являются уникальными, так как могут быть использованы и для разложения этоксикантов, относящихся к различным классам органических соединений . Окислительновосстановительные системы, включающие ион металла и пероксид водорода, являются объектом пристального внимания многих ученых на протяжении почти ста лет. Предложены принципиально возможные реакции в таких системах, некоторые из них количественно охарактеризованы . Каталитическая активность ионов железа в разложении пероксида водорода была обнаружена в году Генри Джоном Хостманом Фентоном. Растворы
Н2О2 Ре Н2О, получившие название реактива Фентона, а также предложенная позднее Раффом система Н2О2 Рс3 Н2О в дальнейшем широко исследовались с целью выяснения механизмов каталитического действия в реакциях распада пероксида водорода и окисления различных субстратов в этих системах.