WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

УДК 547:66.094.97

Карамурзин Бакберген Ондасынович

ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЕЙ НА ОКИСЛЕНИЕ СУЛЬФИТА

НАТРИЯ КИСЛОРОДОМ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКСИДОМ

УГЛЕРОДА В ПРИСУТСТВИИ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ НА

ПОЛИАКРИЛОВУЮ КИСЛОТУ КОМПЛЕКСОВ КОБАЛЬТА (II)

02.00.15 - катализ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

А лматы,2007

Работа выполнена на кафедре общей химии и химической экологии Казахского Национального Университета им. аль-Фараби Научные руководители: Доктор химических наук, профессор Сармурзина А. Г.;

Кандидат химических наук Емельянова В. С.

Официальные оппоненты: Доктор химических наук, профессор Голодов В. А.;

Кандидат химических наук Баяхметова Б. Б

Ведущая организация: Карагандинский государственный университет им. Е. А. Букетова, г. Караганда

Защита диссертации состоится 20 ноября 2007 года в 14П часов на заседании диссертационного совета Д 14 А 01.12 в Казахском Национальном Университете им аль-Фараби по адресу: г. Алматы, ул. Карасай батыра, 95Л химический факультет, Зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского Национального Университета им. аль-Фараби по адресу: 050012, г. Алматы, ул. Масанчи, 39/47.

Автореферат разослан "20" октября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 1 4А 01.1 ~ л.

доктор химических наук, профессо^ І ^ МУЗЫЧКИНА Р. А.

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы

. Работа посвящена изучению влияния природы растворителей на низкотемпературное каталитическое окисление сульфита натрия кислородом и восстановление сульфита натрия оксидом углерода в присутствии иммобилизованных на полиакриловую кислоту (ПАК) комплексов кобальта (II).

Актуальность темы. В решении экологических проблем (парниковый эффект, кислотные дожди) на первый план выдвинулась комплексная задача очистки отходящих газов от вредных примесей конкретно от диоксида серы и оксида углерода на каталитически активных металлокомплексах, закрепленных на полимерные носители, представляющая как теоретический, так и практический интерес.





Существует большое количество методов очистки газообразных отходов промышленности, но за последние годы все большее внимание уделяется каталитическим методам. Наиболее перспективными путями очистки от диоксида серы является его низкотемпературное каталитическое окисление до серной кислоты, либо каталитическое восстановление диоксида серы до элементной серы водородом, сероводородом, метаном, оксидом углерода и серооксидом углерода. Закрепленные металлокомплексные катализаторы, которые можно назвать «третьим поколением» катализаторов очистки, вызывают все возрастающий интерес, поскольку сочетают лучшие свойства гомогенных и гетерогенных катализаторов. Они обладают высокой активностью, характерной для гомогенных систем, в то же время стабильны и легко отделяются от продуктов реакции.

Степень разработанности проблемы. В имеющихся в литературе работах по жидкофазному окислению сульфита натрия кислородом и восстановлению сульфита натрия моноксидом углерода при низких температурах в качестве катализаторов использовались в основном соединения таких металлов, как Fe, Си, Ni и Мп, закрепленные на различные органические и неорганические носители. Но работ по гомогенному окислению сульфита натрия кислородом и восстановлению сульфита натрия моноксидом углерода в растворах на кобальтовых катализаторах, закрепленных на ПАК, в литературе не имеется.

Цель диссертационной работы заключалась в определении влияния органических растворителей (ацетонитрил, диметилформамид) в смеси с водой на процессы окисления и восстановления диоксида серы в присутствии иммобилизованных на полиакриловую кислоту комплексов кобальта и нахождении кинетических и термодинамических параметров изученных процессов.

Задачи исследования:

• Исследовать влияние добавок растворителей: ацетонитрила и диметилформамида на процесс каталитического окисления сульфита натрия кислородом и восстановления его моноксидом углерода в водной среде в присутствии закрепленных на полиакриловую кислоту комплексов кобальта в системах Co(N03)2 - ПАК - L (CH3 CN, ДМФА) - Н20 (где ПАК полиакриловая кислота, ДМФА - диметилформамид, CH*CN - ацетонитрил).

• Разработать высокостабильные катализаторы окисления и восстановления сульфита натрия.

• Предложить вероятные механизмы влияния растворителей (ацетонитрил, диметилформамид) на процессы окисления сульфита натрия кислородом и восстановления сульфита натрия моноксидом углерода в присутствии изученных каталитических систем.

Объектами исследования каталитические процессы окисления сульфита натрия кислородом и восстановления Na2 моноксидом углерода в присутствии закрепленных на полиакриловую кислоту комплексов кобальта в водных и водноорганических растворителях.

Предметом исследования является влияние добавок растворителей (ацетонитрил, диметилформамид) на состав и кл' штическую активность промежуточных комплексов Со (II) в реакциях окисления и восстановления сульфита натрия.





Научная новизна полученных результатов.

• С помощью волюметрического и потенциометрического методов определены кинетические характеристики низкотемпературного окисления Ы а^ВОз кислородом и восстановления его моноксидом углерода в присутствии закрепленных на полиакриловую кислоту комплексов кобальта (II) в водной и водноорганической среде. Определено влияние добавок растворителей (ацетонитрил, диметилформамид) на процесс каталитического окисления сульфита натрия. Оценена каталитическая активность комплексов в присутствии растворителей ацетонитрила и диметилформамида. Показано, что в присутствии ацетонитрила промежуточный комплекс содержит одну молекулу CH3CN и один сульфит-ион, при этом обеспечивается наибольший перенос заряда с растворителя на оксигенированный комплекс за счет максимального перекрывание л-связей нитрильной группы с разрешенными по симметрии d-орбиталями ионов кобальта и тс^-орбиталями молекулы кислорода, приводящий к разрыву связи О-О.

В присутствии диметилформамида в полиакрилатных комплексах кобальта перенос заряда с растворителя (Aqpc ) меньше, чем для аква- и ацетонитрильных комплексов. Аналогичный эффект наблюдается при рассмотрении величин перекрывания л-связей азота диметилформамида и т?-орбиталей молекулы кислорода. Эти свойства диметилформамида и определяют меньшую активность его полиакрилатных комплексов кобальта по сравнению с аква- и ацетонитрильными комплексами в реакции окисления диоксида серы.

• Установлено, что растворитель выполняет роль лиганда, изменяет энергетические и структурные характеристики промежуточных комплексов каталитического цикла, участвующих в лимитирующей стадии. В присутствии ацетонитрила оптимальные скорости окисления достигаются в присутствии одного сульфит-иона во внутренней сфере комплекса.

• При восстановлении сульфита натрия моноксидом углерода оценена каталитическая активность комплексов кобальта, закрепленных на полиакриловую кислоту в присутствии ацетонитрила и диметилформамида в качестве растворителя показано, что для данного процесса активными являются моноядерные комплексы Со(ІІ). Предложен механизм влияния растворителя: ацетонитрила и диметилформамида на процесс восстановления сульфита натрия моноксидом углерода • При окислении сульфита натрия кислородом диметилформамид и ацетонитрил выполняют роль лигандов, изменяющих структуру и энергетические характеристики промежуточных биядерных комплексов кобальта при внутрисфериой активации кислорода и сульфит-иона на иммобилизованных комплексах кобальта.

• При изменении природы растворителя оптимизируются условия очистки газов от диоксида серы: для бедных по SO2 газовых смесей используют ацетонитрил в качестве растворителя, и, наоборот, для газовых смесей, содержащих S02 1 об. %f - диметилформамид, воду.

• При восстановлении сульфита натрия моноксидом углерода в присутствии ацетонитрила и диметилформамида активация сульфит иона и СО осуществляется в присутствии моноядерных комплексов кобальта, закрепленных на ПАК. Наблюдается следующий ряд влияния растворителей на каталитическую активность комплексов кобальта в реакции восстановления Na2S03 моноксидом углерода: ДМФА - Н20 Н CH3CN - Н20.

Т е о р е ти ч е с ка я ц ен н о сть рабо ты. Результаты исследования влияния растворителей на кинетику и механизм окисления сульфита натрия кислородом и восстановление Na2SC3 моноксидом углерода расширяют сведения о составе и каталитической активности промежуточных комплексов с участием ацетонитрила и диметилформамида в изученных реакциях.

Полученные характеристики - константы скорости и константы образования промежуточных комплексов - могут быть включены в справочный материал.

П р а к т и ч е с к а я ц енн ость рабо ты. Разработан жидкофазный катализатор, содержащий ацетонитрил в качестве растворителя, позволяющий очищать отходящие газы от диоксида серы при низком парциальном давлении S ( PSq2 0,1 об. %). Раствор может очистить 5*103 моль диоксида серы на моль катализатора без изменения его активности.

Разработан каталитический раствор на основе комплексов кобальта, закрепленных на полиакриловую кислоту в ацетонитриле, позволяющий очищать газы от S02 и СО при их одновременном присутствии. Степень очистки составляет 85 - 90 %.

Полученные результаты могут быть применены при технико­ экономических обоснованиях при создании новых установок для окисления

 
Похожие работы:

«Бродский Игорь Игоревич Структурная модификация соединений ряда бензофенона Специальность 02.00.03. - Органическая химия Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Ярославль 2007 2 Работа выполнена на кафедре общей и биоорганической химии в Ярославском государственном университете им. П.Г. Демидова Научный руководитель - кандидат химических наук, доцент Бегунов Роман Сергеевич Официальные оппоненты : доктор химических наук, профессор...»

«Бугаенко Маргарита Геннадьевна СУЛЬФИРОВАННЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ 2,4,6-ТРИНИТРОТОЛУОЛА 02.00.06 – высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2011 Работа выполнена в Лаборатории высокомолекулярных соединений Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Русанов Aлександр Львович...»

«Бакланова Яна Викторовна КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛАТОВ ЛИТИЯ Li2MO3 И ОКСИГИДРОКСИДОВ MO(OH)2 (M = Ti, Zr, Hf) специальность 02.00.21 – химия твердого тела Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Екатеринбург – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии твердого тела Уральского отделения РАН Научный руководитель : доктор химических наук, ведущий...»

«Бакунина Ирина Юрьевна О-ГЛИКОЗИДГИДРОЛАЗЫ МОРСКИХ БАКТЕРИЙ 02.00.10 — биоорганическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Владивосток — 2011 2 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Тихоокеанском институте биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН Научный консультант : доктор химических наук, профессор Звягинцева Т.Н. Официальные оппоненты : доктор химических наук, профессор Шибнев В.А. доктор...»

«Кучевская Александра Сергеевна СТРУКТУРА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МОДЕЛЕЙ НЕКОТОРЫХ СОПОЛИМЕРОВ МАЛЕИНОВОГО АНГИДРИДА 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Томск – 2011 Работа выполнена на кафедре химии высокомолекулярных соединений и нефтехимии ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский Томский государственный университет Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Филимошкин...»

«Бредихин Роман Андреевич РЕАКЦИИ ПОЛИФТОРАРЕНТИОЛОВ С БРОМОМ И ГАЛОИДАЛКАНАМИ. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИФТОРАРЕНСУЛЬФОНИЛБРОМИДОВ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ НЕКОТОРЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ (02.00.03 – Органическая химия) Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук Новосибирск – 2013 1 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Полифторароматические серосодержащие соединения находят применение в оптике, электронике, технике, биохимии, медицине и сельском хозяйстве. Одним из...»

«Балова Ирина Анатольевна СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРЕВРАЩЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ДИАЦЕТИЛЕНОВ Специальность 02.00.03 – Органическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Санкт-Петербург 2009 г. Работа выполнена в ФГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет Научный консультант доктор химических наук, профессор Кузнецов Михаил Анатольевич Официальные оппоненты доктор химических наук, профессор Бакулев Василий Алексеевич...»

«Матвеев Евгений Юрьевич СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ АНИОНА [B10H10]2- С ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ ОКСОНИЕВОГО ТИПА 02.00.01 Неорганическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2008 Работа выполнена на кафедре неорганической химии им. А.Н.Реформатского Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (МИТХТ) кандидат химических наук, доцент Научный...»

«КУРОЧКИН СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ КИНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА СВЕРХРАЗВЕТВЛЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ ТРЕХМЕРНОЙ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Черноголовка – 2008 Работа выполнена в Институте проблем химической физики РАН Научный руководитель : кандидат химических наук Грачев Вячеслав Петрович Официальные оппоненты : доктор химических наук, доцент Лачинов Михаил...»

«ПИСАРЕВ Ростислав Владимирович Строение и физико-химические свойства протонпроводящих твердых электролитов на основе ароматических сульфокислот 02.00.04 – физическая химия Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук Черноголовка – 2009 Работа выполнена в Институте проблем химической физики Российской Академии Наук. Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Добровольский Юрий Анатольевич Институт проблем химической физики РАН...»

«АФОНИН Михаил Юрьевич ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ КЛАСТЕРОВ (-H)Os3(-О=СR)(CO)10 И (-H)2Os3(CO)10 В ПРОЦЕССАХ АКТИВАЦИИ ГАЛОИДУГЛЕВОДОРОДОВ, АМИНОВ И СИНТЕЗЕ ГЕТЕРОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ 02.00.01 – неорганическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте неорганической химии им. А. В. Николаева Сибирского отделения РАН Научный руководитель...»

«Межуев Ярослав Олегович ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ 02.00.06 – высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2011 www.sp-department.ru Работа выполнена в Учебно-научном центре Биоматериалы Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева Научный руководитель доктор химических наук, профессор Коршак Юрий Васильевич Официальные оппоненты : доктор химических наук,...»

«Масленникова Вера Ивановна ХИМИЯ ФОСФОКАВИТАНДОВ И РОДСТВЕННЫХ ИМ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ Специальность 02.00.03 – органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Москва – 2008 Работа выполнена на кафедре органической химии химического факультета Московского педагогического государственного университета. Научный консультант : Член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор Нифантьев Эдуард Евгеньевич Официальные...»

«УДК 577.175.8'17 КОРОЛЬКОВ Валерий Игоревич СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ КОНФОРМАЦИОН НО-ОГРАН ИЧЕННЬIХ АНАЛОГОВ ЭНКЕФАЛИНА СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 02.00.06ХИМИЯ ВЬIСОКОМОЛЕКУЛЯРНЬIХ СОЕДИНЕНИй АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук ЛЕНИНГРАД www.sp-department.ru Работа выполнена в институте высокомолеку.~ярных соединений АН СССР. Научный руководительдоктор...»

«ВАСЮТИН Олег Алексеевич ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА НА АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ФЕРРОШПИНЕЛИ И ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОГРАНАТА ИТТРИЯ МЕТОДАМИ ПОТЕНЦИОМЕТРИИ И СМАЧИВАНИЯ Специальность 02.00.11 – коллоидная химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Санкт-Петербург 2012 Работа выполнена на кафедре коллоидной химии химического факультета Санкт-Петербургского государственного...»

«Фесенко Анастасия Андреевна СИНТЕЗ 2,5-ДИФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ГИДРИРОВАННЫХ ПИРИМИДИНОВ И РОДСТВЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ 02.00.03 – органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва, 2007 Работа выполнена на кафедре органической химии Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : Доктор химических наук, профессор Шуталев Анатолий Дмитриевич Официальные оппоненты :...»

«Охлупин Юрий Сергеевич ИССЛЕДОВАНИЕ ОБМЕНА И ДИФФУЗИИ КИСЛОРОДА В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ La0.8Sr0.2Fe0.7Ni0.3O3– – Ce0.9Gd0.1O1.95 МЕТОДОМ РЕЛАКСАЦИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ 02.00.21 – химия твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Новосибирск — 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук Научный...»

«Пинтаева Евгения Цыденовна Особенности жирнокислотного состава липидов байкальской нерпы и свойства поверхностно-активных соединений, синтезированных на их основе 02.00.10. Биоорганическая химия 02.00.11. Коллоидная химия и физико-химическая механика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2009 2 Работа выполнена в лаборатории химии природных систем Байкальского института природопользования Сибирского Отделения Российской...»

«КОВАЛЕНКО ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНОВ МЕТАЛЛОВ НА УГЛЕРОДМИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ САПРОПЕЛЕЙ 02.00.04 – физическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Тюмень – 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского на кафедре...»

«ДЕМАКОВА Марина Яковлевна СИНТЕЗ И ОКИСЛЕНИЕ МОНОТЕРПЕНИЛСУЛЬФАНИЛИМИДАЗОЛОВ 02.00.03 – Органическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Екатеринбург – 2013 2 Работа выполнена в лаборатории химии окислительных процессов Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук (г. Сыктывкар). НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор химических наук Рубцова...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.