химический каталог




Каталитические реакции и охрана окружающей среды

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

излучением и остается неизменной при использовании у—радиолиза. Алкилзамещенные многоатомные фенолы разлагаются с высокой скоростью в процессе автоокисления и практически не подвержены биохимическому окислению.

Таблица 9. Эффективные константы скорости автоокисления (к,.10"3с '), фотолиза (к2.10~< молек./квант.) и радиолиза (кт • 10-молек./эВ) Т=40°С, рН 9,5-13 [4121

§ 4. Общие принципы использования 02 и Н202 в качество экологически чистых окислителей

Привлекательность кислорода и перекиси водорода как окислителей связана с их дешевизной, доступностью и экологической чистотой. Среди экономистов и технологов бытует ошибочное мнение о дороговизне перекиси водорода и в связи с этим нерентабельностью использования ее в качестве окислителя, особенно при многотоннажном производстве. Это мнение возникло в связи с разной стоимостью весовых количеств окислителя, хотя реальную цену имеет окислительный эквивалент [413]. Так, 1 т 30%-ной перекиси водорода (ЮМ) стоит около 200 рублей, тогда как 1 т гипохлорита натрия, применяемого в качестве «дешевого» сильного окислителя, с содержанием активного хлора — 1,4 М стоит около 50 руб., то есть в 4 раза дешевле в расчете на тонну, но в 1,5 раза дороже в расчете на окислительный эквивалент.

Необходимость замены гипохлорита на кислород и перекись водорода проиллюстрируем на примере технологического процесса производства аскорбиновой кислоты. Потребность в этом витамине велика со стороны медицины, пищевой промышленности и сельского хозяйства. В существующей технологии на получение 1 т АК расходуется 17 т гипохлорита натрия. При этом цех по производству АК с месячной выработкой 30 т выбрасывает ежемесячно в водостоки сотни тонн NaCl и, кроме того, в силу несовершенства технологического процесса (окисление диацетонсорбозы) — сотни тонн сульфата натрия и свыше 500 т ацетона и дихлорэтана в атмосферу.

В то же время проведенные в ИХФ АН СССР исследования по замене стадии окисления, показали [413], что возможно достижение высоких выходов АК при стехиометри-ческом окислении сорбозы перекисью водорода, минуя стадию ее ацетонирования, то есть практически в чистых условиях, без загрязненных стоков и газовых выбросов.

Недостаточное до сих пор внимание к практическому использованию кислорода и перекиси водорода в технологических процессах связано, по-видимому, с отсутствием общей картины окислительного действия этих окислителей, путей практической реализации каталитических систем и отсутствием должного методического подхода к данной проблеме.

Существуют две группы задач, связанных с о.-в. превращениями 02 и Н202. Первая — получение целевого продукта путем селективного окисления исходного субстрата при использовании максимально высоких концентраций последнего. Вторая — неселективная окислительная деструкция органических веществ в условиях их низких концентраций в водном растворе (очистка водостоков, самоочищение водоемов).

197

Проблема селективности может быть решена несколькими путями.

Путь первый — использование высоких концентраций иона металла в окисленной форме, при которых осуществляются двухэлектронные (в общем случае — многоэлектронные) процессы окисления субстрата. Это достигается либо за счет кооперации двух (нескольких) ионов металлов в элементарном о.-в. превращении (см. гл. II, § 2), либо за счет перехвата субстратных радикалов, образующихся при одноэлектронном механизме процесса. Возможности кооперативного действия ионов металлов ограничены действием стерических факторов, тогда как радикальные процессы менее «требовательны» к структурному соответствию партнеров.

Возможность осуществления таких двухэлектронных процессов определяется наличием у субстрата лигандных групп и его одно-, двухэлектронными свойствами как восстановителя.

Роль Ог, Н202 в этих процессах сводится к регенерации окисленной формы металла. Использование высоких концентраций иона металла в гомогенном водном растворе связано с трудностями последующего избавления продукта от примесей металла. Обычно такая очистка осуществляется с помощью ионно-обменных смол. Однако можно использовать другие способы, основанные на создании высокой локальной концентрации иона металла при низкой концентрации его в растворе. Наиболее «технологичными» являются металлсодержащие «сшитые» полимеры (аниониты). Такие металл-полимерные комплексы сочетают в себе достоинства гомогенных и гетерогенных катализаторов — они хорошо проницаемы для малых молекул, и в то же время представляют собой отдельную фазу, легко отделимую от раствора субстрата. Высокую локальную концентрацию ионов М2+ можно создать и с помощью би- или полиядерных катализаторов. Ионы металла, входящие в состав такого катализатора, могут взаимодействовать с субстратом кооперативно, в результате чего полиядерный комплекс может участвовать в реакции как двухэлектронный акцептор.

Путь второй — использование в качестве частицы-окислителя продуктов активации 02, Н202 ионов металлов в восстановленной форме либо непосредственно ионов металлов в сверхокислен

страница 80
< 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
керамическая плитка tenor
клубный поселок на новой риге
маникюр и педикюр отучуттся в москве
магнитные шашки для такси спб купить

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
(04.12.2016)