Post on 30-Dec-2015
description
Kémiai és biotechnológiai alapkutatások vízzáró rétegek és talajvizek halogénezett
szénhidrogén szennyezőinek eltávolítására
OXIDÁCIÓS ALPROJEKT
The project is co-financed by the European Regional Development Fund and the European Social Fund.
Debrecen, 2011. 12. 01.
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
Triklóretilén oxidációja vizes
oldatban
A triklóretilén oxidációja vízben
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
C C
ClCl
Cl H
+ 4H2O 4CO2 + 3Cl + 9H+ + 6e
A folyamat követése:1. Spektrofotometria (az oxidálószer oldaláról)2. Kloridion-szelektív elektród3. NMR (TCE: egyetlen 1H jel)
-1Cl -2Cl -3Cl[CH2ClCOCl]
[CHCl2CHO]
CH2ClCOOH
[HOCHClCHO]
HOCH2COOH
[OHCCHO]
-2e-
[HOCCl2CHClOH]
[CHCl2COCl]
[HOCCl2CHO]
CHCl2COOH
[ClOCCHO]
[HOCHClCOOH]
[CH2ClOH] + CO2
[OHCCOOH]
[CH2O] + CO2
-4e-
[HOCCl2COCl]
COCl2 + [HCOCl]
[HOCHCl2] + ClCOOH
[HOCCl2COOH]
[ClOCCOCl]
COCl2 + HCOOH
ClCOOH + [HCOCl]
[HOCHCl2] + CO2
[ClOCCOOH]
ClCOOH + HCOOH
[HCOCl] + CO2
[HOOCCOOH]
HCOOH + CO2
-6e-COCl2 + ClCOOH 2ClCOOH
COCl2 + CO2
ClCOOH + CO2 2CO2
C C
ClCl
Cl H
klórmentesítés
oxi
dác
ió
Környezeti szempontból megfelelő oxidálószer:
1. Csak a víz elemeit tartalmazzák:O2
O3
H2O2
2. Szulfátiont adnak melléktermékként2KHSO5K2SO4KHSO4 (Oxon)K2S2O8
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
szobahőmérsékleten csak nagyon speciális katalizátorokkal
(lassú)(nagyon lassú)
katalizátor kell
Ózon - sztöchiometria
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0 0.5 1 1.5
[O3]0/[TCE]0
mar
adék
absz
orb
anci
a (2
60 n
m) O3
1 mol O3 1 mol TCE-vel reagál
Kloridionszelektív-elektród:1 mol O3 1 mol Cl keletkezését okozza
Lehetséges probléma: foszgén
C2HCl3 + O3 + H2O CHCl2COOH + HCl + O2
Ózon - kinetika
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
0
0.2
0.4
0 40 80t (s)
absz
orb
anci
a (2
60 n
m)
O3Tipikus reakcióidő: 1-5 percSebességi egyenlet:elsőrendű mindkét reaktánsrapH-függés: csekély
Hidrogén-peroxid
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
Katalízis:
1. Vanádium(V) savas közegben vagy segédligandummal
2. Vas(III)-ftalocianin
Hidrogén-peroxid: V(V)-katalízis
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
0
4
8
0 10 20
[V(V)] (mM)
k ob
s (h
1)
Sztöchiometria:kb. 1,8 mol Cl / 1 mol TCE
1,0 M H2SO4
0,50 M H2SO4
Oxon
TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012
Tipikus reakcióidő: 10-20 h
1. Egyetlen termékjel 1H NMR-ben
2. A keletkező Cl továbboxidálása elemi klórrá
Hidrogénizotóp-csere klóretilénekben
1. A TCE 1H NMR-jele eltűnik lúgos D2O-ban (12-es pH-n kb. 1 óra)
2. H2O hozzáadása után a jel újra megjelenik
3. 1,2-diklóretilének – hasonló eredmények