ЗАКРІПЛЕНІ НА ПРИРОДНОМУ КЛИНОПТИЛОЛІТІ ХЛОРИДИ 3d-МЕТАЛІВ У РЕАКЦІЇ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСНЕННЯ ДІОКСИДУ СІРКИ КИСНЕМ ПОВІТРЯ

Автор(и)

  • T. L. Rakitskaya Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine
  • Т. A. Kiose Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine
  • L. A. Raskola Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine
  • K. O. Golubchik Одеський національний медичний університет, пров. Валіховський, 2, Одесса, 65082, Україна, Ukraine
  • A. B. Shulga Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine
  • А. P. Nazar Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine
  • A.A. Stoyan Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної екології, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2018.2(66).132035

Ключові слова:

природний клиноптилоліт, закріплені хлориди 3d‑металів, діоксид сірки, окиснення, кисень повітря

Анотація

Вивчена кінетика окиснення діоксиду сірки в присутності закріплених на природному клиноптилоліті хлоридів 3d‑металів. Показано, що зразки проявляють різний час захисної дії та час досягнення напівперетворення SO2, тривалість яких залежить від природи та вмісту МСl2 (М = Cu2+, Co2+, Mn2+, Cd2+). Встановлено, що найкращі захисні кінетичні та стехіометричні параметри реакції окиснення діоксиду сірки спостерігаються в разі композиції CuCl2/П‑Кл.

Посилання

Liu Ya., Bisson T.M., Yang H., Xu Zh. Recent developments in novel sorbets for flue gas clean up. Fuel Process. Technol., 2010, vol. 91, no 10, pp. 1175–1197. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.04.015

Anurov S.A. Fiziko-himicheskie aspektyi adsorbtsii dioksida seryi uglerodnyimi adsorbentami. Uspehi himii, 1996, vol. 65, no 8, pp. 718-732. (in Russian)

Mathieu Y., Tzanis L., Soulard M., Patarin J., Vierling M., Molière M. Adsorption of SОx by oxide materials: A review. Fuel Process. Technol., 2013, vol. 144, pp. 81-100. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2013.03.019

Long J.W., Wallace J.M., Peterson G.W., Huynh K. Manganese oxide nanoarchitectures as broad-spectrum sorbents for toxic gases.ACS Appl. mater. Interfaces, 2016, vol. 8, no 2, pp.1184-1193. https://doi.org/10.1021/ acsami.5b09508

Jia Z., Liu Z., Zhao Y. Kinetics of SO2 Removal from Flue Gas on CuO/Al2O3 Sorbent-Catalyst. Chem. Eng. Technol., 2007, vol. 30, no 9, pp. 1221-1227. https://doi.org/10.1002/ceat.200700139

Cheng W.P., Zhao J.Z., Yang J.G. Mg Al Fe Cu mixed oxides for SO2 removal capacity: Influence of the copper and aluminum incorporating method. Catal. Commun., 2012, vol. 23, pp.1-4. https://doi.org/10.1016/j. catcom.2008.11.038

Macías-Pérez M.C., Lillo-Ródenas M.A., Bueno-López A., Salinas-Martínez de Lecea C., Linares-Solano. A. SO2 retention on CaO/activated carbon sorbents. Part II: Effect of the activated carbon support. Fuel, 2008, vol. 87, no 12, pp. 2544-2550. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2008.01.022

Hui‑Hsin T., Ming‑Yen W. Study of SO2 adsorption and thermal regeneration over activated carbon‑su pported copper oxide catalysts. Carbon, 2004, vol. 42, no 11, pp. 2269-2278. https://doi.org/10.1016/j. carbon.2004.05.004

Brimblecombe P., Spedding D.J. The catalytic oxidation of micromolar aqueous sulphur dioxide – I: Oxidation in dilute solutions containing iron(III). Atmos. Environ., 1974, vol. 8, no 9, pp. 937-945. https://doi. org/10.1016/0004-6981(74)90083-3

Dasgupta P.K., Mitchell P.A., West P.W. Study of transition metal ion-s(iv) systems. Atmos. Environ., 1979, vol. 13, no 12, pp. 775-782. https://doi.org/10.1016/0004‑6981(79)90336-6

Barron C.H., O’Hern H.A. Reaction kinetics of sodium sulfite oxidation by the rapid-mixing method. Chem. Eng. Sci., 1966, vol. 21, no 5, pp. 397-404. https://doi.org/10.1016/0009-2509(66)85050-9

Cheng R.T., Corn M., Frohliger J.O. Contribution to the reaction kinetics of water soluble aerosols and SO2 in air at PPM concentrations. Atmos. Environ., 1971, vol. 5, no 12, pp. 987-1008. https://doi.org/10.1016/0004- 6981(71)90001-1

Grgić I., Hudnik V., Bizjak M., Levec J. Aqueous S(IV) oxidation – I. Catalytic effects of some metal ions. Atmos. Environ., 1991, vol. 25А, no 8, pp. 1591-1597. https://doi.org/10.1016/0960-1686(91)90017-2

Anast J. M., Margerum D. W. Trivalent copper catalysis of the autoxidation of sulfite. Kinetics and mechanism of the copper(III/II) tetraglycine reactions with sulfite. Inorg. Chem., 1981, vol. 20, no 7, pp. 2319–2326 https:// doi.org/10.1002/chin.198140301

Sato T., Gotto T., Okabe T. and Lawson F. The oxidation of iron(II) sulfate with sulfur dioxide and oxygen mixtures. Bull chem. Soc. Jpn., 1984, vol. 57, no 8, pp. 2082-2086. https://doi.org/10.1246/bcsj.57.2082

McElroy W. J., Waygood S. J. Kinetics of the reactions of the SO − 4 radical with SO − 4 , S2O2− 8 , H20 and Fe2+. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1990, vol. 86, no 14, pp. 2557-2564. https://doi.org/10.1039/ft9908602557

Bal Reddy K., Eldik R. Kinetics and mechanism of the suifite-induced autoxidation of Fe(II) in acidic aqueous solution. Atmos. Environ., 1992, vol. 26А, no 4, pp. 661- 665. https://doi.org/10.1016/0960-1686(92)90177-m

Brandt C., FAbifin I., Eldik R. Kinetics and mechanism of the iron(III)-catalyzed autoxidation of sulfur(IV) oxides in aqueous solution. Evidence for the redox cycling of iron in the presence of oxygen and modeling of the overall reaction mechanism. Inorg. Chem., 1994., vol. 33, no 4, pp. 687-701. https://doi.org/10.1021/ ic00082a012

Matteson M. J., Stober W., Luther H. Kinetics of the oxidation of sulfur dioxide by aerosols by manganese sulfate. I & E.C. Fund., 1969, vol. 8, no 4, pp. 677-687. https://doi.org/10.1021/i160032a013

Cains P.W., Carabine M.D. Oxidation of sulphur dioxide in aerosol droplets, catalysed by manganous sulphate. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1977, vol. 74, pp. 2689-2702. https://doi.org/10.1039/f19787402689

Crump J.G., Flagan R.C., Seiufeld J. H. An experimental study of the oxidation of sulfur dioxide in aqueous manganese sulfate aerosols. Atmos. Environ., 1983, vol. 17, no 7, pp. 1277-1289. https://doi.org/10.1016/0004- 6981(83)90402-x

Ibusuki T., Barness H.M. Manganese(II) catalyzed sulfur dioxide oxidation in aqueous solution at environmental concentrations. Atmos. Environ., 1984, vol. 18, no 1, pp. 145-151. https://doi.org/10.1016/0004- 6981(84)90237‑3

Siskos P. A., Peterson N. C., Huie R. E. Kinetics of the manganese(III)-sulfur(IV) reaction in aqueous perchloric acid solutions. Inorg. Chem., 1984, vol. 23, no 8, pp. 1134-1137. https://doi.org/10.1021/ic00176a024

Berglund J., Elding L.I. Manganese-catalysed autoxidation of dissolved sulfur dioxide in the atmospheric aqueous phase. Atmos. Environ., 1995, vol. 29, no 12, pp. 1379-1391. https://doi.org/10.1016/1352- 2310(95)91318-m

Coichev N., Eldik R. Kinetics and mechanism of the sulfite-induced autoxidation of cobalt(II) in aqueous azide medium. Inorg. Chem., 1991, vol. 30, no 10, pp. 2375-2380. https://doi.org/10.1021/ic00010a028

Ermakov A.N., Purmal A.P. Kataliticheskiy mehanizm «nekataliticheskogo avtookisleniya sulfita. Kinetika i kataliz, 2001, vol. 42, no 4, pp. 531-542. (in Russian)

Ermakov A.N., Purmal A.P. Kataliz okisleniya НSO − 3 /НSO2− 3 ionami margantsa. Kinetika i kataliz, 2002, vol. 43, no 2, pp. 273-284. (in Russian)

Ermakov A.N., Larin I.K., Ugarov A.A., Purmal A.P. O katalize ionami zheleza okisleniya SO2 v atmosphere. Kinetika i kataliz, 2003, vol. 44, no 4, pp. 524-537. (in Russian)

Golodov V.A., Kashnikova L.V. Okislenie dioksida seryi v vodnyih rastvorah. Uspehi himii, 1981, vol. 57, no 11, pp. 1796-1814. (in Russian)

Ivanova E., Kuomanova B. Adsorption of sulfur dioxide on natural clinoptilolite chemically modified with salt solutions. J. Hazard. Mater., 2009, vol. 167, no 1-3, pp. 306-312. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.12.124(in Russian)

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Golubchik K.О., Dzhiga G.M., Ennan A.A., Volkova V.Y Catalytic compositions based on chlorides of d-metals and natural aluminosilicates for the low-temperature sulfur dioxide oxidation with air oxygen. Acta Physica Polonica A, 2018, vol. 133, no 4, pp. 1074-1078. https://doi.org/10.12693/ APhysPolA.133.1074

Rakitskaya T.L., Kameneva E.V., Kiose T.A., Volkova V.Ya. Solid-state compositions for low-temperature sulphur dioxide oxidation consisting of natural clinoptilolite, copper(II) and halide ions. Solid State Phenomena, 2015, vol. 230, pp. 291-296. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.230.291

Hong A.P., Bahnemann D.W., Hoffmann M.R. Cobalt(II) Tetrasulfophthalocyanine on Titanium Dioxide. 2.Kinetics and Mechanismsof the Photocatalytic Oxidation of Aqueous Sulfur Dioxide. The Journal of Physical Chemistry, 1987, vol. 91, no 24, pp. 6245-6251. https://doi.org/10.1021/j100308a035

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Volkova V.Ya., Barbul O.L. ObGruntuvannya sposobu oderzhannya katalIzatora na osnovI Pd(II), Cu(II) I bazaltovogo tufu dlya nizkotemperaturnogo okisnennya monooksidu vugletsyu kisnem. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2008, vol. 13, no 11, pp. 5-14. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2008.11.68809 (in Russian)

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Ennan A.A., Golubchik K.O., Oleksenko L.P. and Gerasiova V.G. The Influence of Conditions of Acid-Thermal Modification of Clinoptilolite on Catalytic Properties of Palladium-Copper Complexes Anchored on it in the Reaction of Carbon Monoxide Oxidation. Russ. J. Phys. Chem., 2016, vol. 90, no 6, pp. 1128−1135.

Rakitskaya T.L., Raskola L.A., Kiose T.A., Zahariya A.N., Kitayskaya V.V. Adsorbtsiya ionov 3d-metallov prirodnyim i kislotno-modifitsirovannyim klinoptilolitom. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2010, vol. 15, no 2-3, pp. 85-91. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2010.3.43826(in Russian)

Latimer V.M. Okislitelnyie sostoyaniya elementov i ih potentsialyi v vodnyih rastvorah. Moskva: izd-vo IL, 1954, 402 p. (in Russian)

Dorfman Ya.A. Zhidkofaznyiy kataliz. – Alma-Ata: Nauka KazSSR, 1981, 364 p. (in Russian)

Lan S., Wang X., Xiang Q., Yin H., Tan W., Qiu G. Liu F., Zhang J., Feng X. Mechanisms of Mn(II) catalytic oxidation on ferrihydrite surfaces and the formation of manganese (oxyhydr)oxides. Geochim. Cosmochim. Acta, 2017, vol. 211, no 15, pp. 79-96. https://doi.org/10.1016/j.gca.2017.04.044.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-05-24

Як цитувати

Rakitskaya, T. L., Kiose Т. A., Raskola, L. A., Golubchik, K. O., Shulga, A. B., Nazar А. P., & Stoyan, A. (2018). ЗАКРІПЛЕНІ НА ПРИРОДНОМУ КЛИНОПТИЛОЛІТІ ХЛОРИДИ 3d-МЕТАЛІВ У РЕАКЦІЇ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСНЕННЯ ДІОКСИДУ СІРКИ КИСНЕМ ПОВІТРЯ. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 23(2(66), 6–17. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2018.2(66).132035

Номер

Том 23 № 2(66) (2018)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Вісник Одеського національного університету. Хімія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.