химический каталог




Каталитические реакции и охрана окружающей среды

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

реакцион-носпособных промежуточных частиц и присутствие в системе ионов металлов переменной валентности, участвующих в фотокаталитических превращениях. Особо важную роль играют процессы перемешивания в толще воды. В случае темновой системы концентрация активных промежуточных частиц резко снижается, существенными становятся другие процессы, приводящие к инициированию ионов металлов в восстановленной форме. Прогнозирование скоростей окисления химиката в этих системах опирается на информацию о наличии в системе акцепторов свободных радикалов и веществ, конкурентных с данным химикатом за образующиеся в системе активные промежуточные частицы. В определенных условиях в темновой системе или в фотохимической при нарушении ее квазистационарного состояния в природных водах могут реализоваться цепные процессы радикального окисления химикатов кислородом и перекисью водорода. Перемешивание для темновых реакций менее существенно, хотя от него зависит степень аэрации воды.

Подытоживая сказанное, выделим еще раз главные моменты, на которые необходимо обратить особое внимание при анализе окислительных превращений химикатов в природных водах:

1) возможная роль ионов металлов в процессах окисления и взаимосвязь между содержанием реакционноспособной формы металла в растворе и параметрами природной среды;

2) разработка методов прямого или косвенного определения скоростей инициирования и стационарных концентраций активных промежуточных частиц;

3) определение (оценка) величин констант скорости реакций химикатов с активными промежуточными частицами и реакционной способности образующихся свободных радикалов;

4) механизмы фотохимических и фотокаталитических превращений в природных водах;

5) возможная роль цепных процессов окисления химикатов.

На некоторые из этих вопросов ответ уже найден, однако

завершенной картины пока нет. Ниже мы приведем некоторые экспериментальные данные, демонстрирующие подходы к решению поставленных вопросов с точки зрения общей методологии химической кинетики и катализа. Мы будем рассматривать лишь гомогенные системы в условиях полного перемешивания (кинетический режим протекания газожидкостных реакций, равномерное распределение исходных реагентов и продуктов реакции по объему).

222

223

§ 4. Моделирование каталитических превращений загрязняющих вещеотв в природных водах

Особенностью большинства процессов, протекающих в природных водах, является их малая скорость. При лабораторном исследовании этих процессов, особенно когда речь идет об установлении механизма, их надо каким-то образом интенсифицировать. С этой целью опыты могут быть проведены при повышенных температурах или при введении в систему компонентов природных вод в концентрациях, заметно превышающих их естественное содержание.

В модели «черного ящика» изучение механизма превращений в многокомпонентной каталитической системе с заданными параметрами проводится методом «кинетической сетки». Если система характеризуется m параметрами и диапазон изменения каждого из параметров делится на п «точек», то общее число «точек» в «сетке» составит nm (при каждой фиксированной «точке» одного из параметров проводятся кинетические измерения при всевозможных комбинациях остальных параметров). Например, если система характеризуется десятью параметрами, то при п = 3 общее число «точек» в сетке составит 105. Очевидно, экспериментальное определение кинетических характеристик в столь большом количестве «точек» практически невозможно или требует слишком больших временных затрат.

В работе [428] предложена более прогрессивная методология кинетического исследования сложных каталитических систем, построенная по принципу «от простого к сложному». При этом многокомпонентная система разделяется на ряд подсистем с меньшим числом параметров.

На начальном этапе изучаются химические превращения химиката в дистиллированной воде в анаэробных или близких к анаэробным условиях. В большинстве случаев в отсутствие УФ излучения и примесей 'ионов металлов процессы гидролиза, которые только и могут осуществляться в данных условиях, протекают крайне медленно.

При моделировании природной воды простейшая система (дистиллированная вода—химикат) постепенно усложняется введением в нее различных компонентов, присутствующих в природных водах в естественных условиях — Ог, Н2О2, ионов металлов переменной валентности, органических и неорганических лигандов, восстановителей, конкурентных субстратов и ингибиторов. И для каждой из подсистем все более сложного состава производится вариация концентрационных параметров, температуры, рН среды. При моделировании почвенного раствора те же системы изучаются в присутствии водонерастворимых компонентов почвы (сорбентов). Аналогичный кинетический подход может быть предложен и для микробиологических исследований, а также при моделировании фотохимических процессов.

Иерархическая структура подсистем с различным набором параметров позволяет значительно уменьшить число экспериментальных «точек» при определении значимости того или иного

страница 92
< 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
прокат головных микрофонов
Рекомендуем фирму Ренесанс - изготовить лестницу на второй этаж цена - продажа, доставка, монтаж.
стул изо черный
складирование личных вещей

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
(11.12.2016)