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 97
- Downloads 0
Effective minority carrier lifetime and distribution of steady-state excess minority carriers in macroporous silicon
We have obtained a simple expression that determines the effective minority carrier lifetime in macroporous silicon with periodic arrangement of infinitely long macropores as a function of bulk lifetime, surface recombin...
Room-temperature gas sensor based on semiconductor nanoscale heterostructures ZnS/CdS
Nanoscale heterostructures ZnS/CdS have been synthesized in order to put into effect those gas sensors, which work at room temperature. Synthesis was carried out in two stages. The first stage is the formation of CdS nan...
The modification and catalytic properties of niobium pentoxide
We have studied mechanochemical, microwave, and ultrasonic treatments of niobium pentoxide of different origin and specific surface area (0.1-474 m2/g). The aims of work were: examination of crystal, porous, and electron...
Изучение физико-химических и сорбционных свойств SnO2, полученных путем механохимической и микроволновой обработок
Существует много методов синтеза диоксида олова SnO2, в частности золь-гель и осаждение. Однако эти методы не позволяют регулировать физико-химические свойства в широких пределах на этапе синтеза. Как правило, полученные...
Effect of microstructure of modified diatomite on its adsorption properties
The effect of microstructural changes caused by chemical modification of diatomite with aluminosilicate nanoparticles on its adsorption properties with respect to fluorine has been elucidated. The surface modification o...