химический каталог




Каталитические реакции и охрана окружающей среды

Автор А.Я.Сычев С.O.Травин Г.Г.Дука Ю.И.Скурлатов

вытекает и из результатов исследования системы I:

3. Fe3+ + КТ С

4. С—)-Fe2++R

192

13 А. Я. Сычев

5. C + Fe3+2Fe2+-bP

§ Э. Окисление фенолов в жидкой фане

6. R + Fe3+—+ Fe2+ + P,

где С — комплекс железа (III) с катехином (комплекс ЧПЗ типа MD, см. гл. II, § 2), ft — свободный радикал катехина, р — продукт двухэлектронного окисления КТ.

Результаты исследований показывают, что лимонная кислота влияет на окисление катехина по двум каналам. Первый — это конкуренция за ОН-радикалы, второй — конкуренция с катехином за место в координационной сфере железа. Эти две причины приводят к ингибированию процесса окисления катехина органическими кислотами. На скорость каталитического окисления катехина влияет не только лимонная кислота, но и другие органические кислоты, например, яблочная, янтарная, дигидроксифумаровая, муравьиная (табл. 8).

Характер влияния всех кислот такой же, как и в случае лимонной кислоты. По ингнбирующему влиянию на окисление катехина эти кислоты можно расположить в следующий ряд:

С4Н405> С6Н807> НСООН> С4Н605> С4Н604.

Химическая структура и свойства загрязняющих окружающую среду веществ многообразны. Значительную часть их составляют фенолы. Фенолам сопутствуют в этих загрязнениях и некоторые другие соединения ароматической природы (в частности, канцерогенные полициклические углеводороды), синтетические поверхностно-активные вещества, пестициды и т. п. Фенолы широко распространены в биосфере. Они находятся в значительных количествах в растительном сырье, а также содержатся в продуктах термического разложения каменных и бурых углей, торфа, горючих сланцев и т. п. Они являются объектом повседневного контакта с человеком в составе потребляемых им продуктов. Проникающие в биосферу фенолы подвергаются естественной деградации под воздействием природных факторов, в первую очередь солнечного излучения, изменения температуры кислорода воздуха микробиологических процессов и др. (см. гл. VII). Хотя в природе и происходят процессы самоочищения, они все-таки недостаточны, чтобы избежать накопления токсичных и канцерогенных веществ в окружающей среде. С другой стороны, разработка эффективных методов очистки возможна лишь при наличии точных сведений о кинетике и механизме окислительного превращения фенолов различной структуры.

Несмотря на то, что в литературе в настоящее время описывается множество способов деструкции фенольных соединений, пока еще нет универсального, высокоэффективного, применительно к фенолам любого строения, метода их окислительного разложения и соответственно обезвреживания сточных вод.

В последние годы выполнены детальные исследования механизма окисления фенолов кислородом воздуха. В главе III показано, что кислород, в зависимости от условий, восстанавливается с образованием радикалов ОН, НОг, 0~ и других активных промежуточных частиц. Все они обладают окислительными или гидроксилирующими свойствами, однако реакционная способность их относительно фенолов весьма различна: О- в 3—4 раза, атомарный кислород на два порядка, Н02 — на 5— 6 порядков менее активны, чем ОН-радикалы.

Приводимые в литературе механизмы автоокисления фенолов весьма противоречивы. Наиболее вероятным, по-видимому, является механизм (хотя и качественный), предложенный Кир-со Ууве [412], согласно которому фенол может взаимодействовать с кислородом, образуя радикалы:

PhOH + 02 —>PhO + HOLr Причем, фенолят-ионы реагируют с 02 в ~107 раз быстрее, чем молекула фенола:

13* 195

PhOH^^PhCr + H + , PhO~+0.,—*PhO + 6i. В работе [412] охарактеризована кинетика, макромеханизм, продукты различных процессов окисления фенолов молекулярным кислородом в щелочной и нейтральной средах. Из сравнения величин скорости окисления фенолов разного строения следует, что для простых одноатомных фенолов наиболее эффективной является биохимическая деградация (при устойчивой адаптации микроорганизмов). За ней следует фотоактивированный процесс, далее — окислительный радиолиз и взаимодействие с молекулярным кислородом (таблица 9).

Определение констант скорости окисления позволяет дать сравнительную оценку эффективности и избирательности модельных процессов самоочищения среды или принудительной деградации фенолов. Это позволяет также прогнозировать метаболиты фенолов в водоемах. Так, при автоокислении фенолов в нейтральной среде и недостаточном доступе кислорода образуются продукты более токсичные, чем исходные вещества. При окислении фенолов идентифицированы производные гидрохинона и пирокатехина, п- и о-бензохинон, щавелевая, малеиновая и винная кислоты.

Автоокисление и окислительный фотолиз помогают обезвредить в стоках, содержащих смесь фенолов, физиологически наиболее активные многоатомные фенолы. Несколько менее вредные простые фенолы подвергаются при этом деградации в гораздо меньшей степени. Наиболее эффективно для их обезвреживания — биологическое окисление.

Сравнительно высокая скорость деградации многоатомных фенолов при автоокислении лишь незначительно увеличивается при активации процесса УФ

страница 79
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114

Скачать книгу "Каталитические реакции и охрана окружающей среды" (1.67Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стул изо описание
лофт скамья

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)