DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.2(70).169238

ВПЛИВ ТРИВАЛОСТІ КИСЛОТНОГО МОДИФІКУВАННЯ БЕНТОНІТУ НА АКТИВНІСТЬ PD(II)-CU(II)-КАТАЛІТИЧНИХ КОМПОЗИЦІЙ В РЕАКЦЇЇ ОКИСНЕННЯ МОНООКСИДУ КАРБОНУ

G. M. Dzhyga

Анотація


Досліджено вплив тривалості кислотного модифікування бентоніту на його фізико-хімічні і структурні характеристики, а також каталітичні властивості закріплених купрум-паладієвих комплексів в реакції низькотемпературного окиснення монооксиду карбону. Встановлено, що максимальну каталітичну активність виявляє Pd(II)-Cu(II)-композиція на основі бентоніту модифікованого 1М HNO3 протягом 0,5 годин, яка характеризується мінімальним значенням рН суспензії.

Ключові слова


природний та кислотно-модифікований бентоніт; РФА; ІЧ-спектроскопія; рН-метрія; паладій(II); купрум(II); окиснення монооксиду карбону

Повний текст:

PDF

Посилання


Centi G., Parathonor S. Catalysis by layered materials: A review. Micropor. Mesopor. Mater., 2008, vol. 107, no1–2, pp. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.03.011

Gupta S.S., Bhattacharyya K.G. Adsorption of heavy metals on kaolinite and montmorillonite: A review. Phys.Chem. Chem. Phys., 2012, vol. 14, pp. 6698–6723. https://doi.org/10.1039/c2cp40093f

Zhu R., Chen Q., Zhou Q., Xi Y., Zhu J., He H. Adsorbents based on montmorillonite for contaminant removal from water: A review. Appl. Clay Sci., 2016, vol. 123, pp. 239 – 258. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.12.024

Ovcharenko F.D. Gidrofilnost glin i glinistyih mineralov. Kiev, AN USSR, 1961, 291 p. (in Russian)

Tarasevich Yu. I., Ovcharenko F. D. Adsorbtsiya na glinistyih mineralah. Kiev, Nauk. dumka, 1975, 352 p. (in Russian)

Tarasevich Yu .I., Ovcharenko F. D. Stroenie i himiya poverhnosti sloistyih silikatov. Kiev, Nauk. dumka, 1988, 248 p. (in Russian)

Tarasevich Yu. I. Prirodnyie sorbentyi v protsesse ochistki vod. Kiev, Nauk. dumka, 1981, 208 p. (in Russian)

Tarasevich Yu. I. Poverhnostnyie yavleniya na dispersnyih materIalah. Kiev, Nauk. Dumka, 2011, 390 p. (in Russian)

Komadel P., Madejová J. Acid activation of clay minerals. Dev. in Clay Sci., 2006, vol. 1, pp. 263–287. https://doi.org/10.1016/s1572-4352(05)01008-1

Rouquerol, J., Llewellyn, P., Sing, K. Chapter 12. Adsorption by clays, pillared clays, zeolites and aluminophosphates.Adsorption by Powders and Porous Solids (2nd Edition), Principles, Methodology and Applications. Oxford,

Academic press, 2014, pp. 467–527. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-097035-6.00012-7

Rakitskaya T.L., Ennan A.A., Volkova V.Y. Nizkotemperaturnaja kataliticheskaja ochistka vozduha ot monooksida ugleroda. Ekologiya, Odessa, 2005, 191 p. (in Russian)

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Zryutina A.M., Gladyshevskii R.E., Truba A.S. , Vasylechko V.O. , Demchenko P.Yu., Gryschouk G.V. and Volkova V.Ya. Solid-state catalysts based on bentonites and Pd(II)/Cu(II) complexes for low-temperature carbon monoxide oxidation. Solid State Phenom., 2013, vol. 200, pp. 299-304. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.200.299

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Voloschuk A.G., Oleksenko L.P., Volkova V.Ya., Reznik L.I. Effect exerted by acid modification of bazalt tuff on catalytic activity of fixed acido complexes of palladium(II) and copper(II) in the reaction of carbon(II) oxide oxidation with air oxygen. Russ. J. Appl. Chem., 2009, vol. 82, no 2, pp. 204–208. https://doi.org/10.1134/s1070427209020074

Radkevich V.Z., Sen’ko T.L., Khaminets S.G., Wilson K., Egiazarov Y.G. Catalytic systems based on carbon supports for the low-temperature oxidation of carbon monoxide. Kinet. Catal., 2008, vol. 49, no 4, pp. 545–551. https://doi.org/10.1134/s0023158408040149

Shen Y., Lu G., Guo Y., Wang Y. A synthesis of high-efficiency Pd–Cu–Clx/Al2O3 catalyst for low temperature CO oxidation. Chem. Commun., 2010, vol. 6, pp. 8433–8435. https://doi.org/10.1039/c0cc02776f

Wang Y., Shi J., Wu R., Li X., Zhao Y. Room-temperature CO oxidation over calcined Pd–Cu/palygorskite catalysts. Appl. Clay Sci., 2016, vol. 119, pp. 126–131. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.08.034

Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Volkova V.Ya., Ennan A.A. Ispolzovanie prirodnyih alyumosilikatov Ukrainyi dlya razrabotki novyih metallokompleksnyih katalizatorov ochistki vozduha ot gazoobraznyih toksichnyih veschestv. Energotehnologii i resursosberezhenie, 2009, no 6, pp. 18-23. (in Russian)

Rakitskaya T.L., Truba A.S., Kiose T.A., Raskola L.A. Mehanizmyi formirovaniya na poristyih nositelyah kompleksov d metallov i ih kataliticheskaya aktivnost v redoks-reaktsiyah. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2015,vol. 20, no 2, pp. 27-48. http://dx.doi.org/10.18524/2304-0947.2015.2(54).50626 (in Russian)

Rakitskaya T. L., Kiose T. A., Ennan A. A., Golubchik K. O., Oleksenko L. P., Gerasiova V. G. Effect the conditions of the acid–thermal modification of clinoptilolite have on the catalytic properties of palladium–copper complexes anchored on it in the reaction of carbon monoxide oxidation. Russ. J. Phys. Chem. 2016. Vol.90, N 6. Р.1120-1127. https://doi.org/10.1134/s0036024416060182

Tyagi B., Chudasama C.D., Jasra R.V. Characterization of surface acidity of an acid montmorillonite activated with hydrothermal, ultrasonic and microwave techniques. Appl. Clay Sci., 2006, vol. 31, no 1–2, pp. 16–28. https://doi.org/10.1016/j.clay.2005.07.001

Kumar P., Jasra R.V., Bhat T.S. Evolution of porosity and surface acidity in montmorillonite clay on acid activation. Ind. Eng. Chem. Res., 1995, vol. 34, no 4, pp. 1140–1148. https://doi.org/10.1021/ie00043a053

Okada K., Arimitsu N., Kameshima Y., Nakajima A., McKenzie K.J. Solid acidity of 2:1 type clay minerals activated by selective leaching. Appl. Clay Sci., 2006, vol. 31, no 3, pp. 185–193. https://doi.org/10.1016/j.clay.2005.10.014

Volzone C., Ortiga J. Influence of the exchangeable cations of montmorillonite on gas adsorptions. Process Saf.Environ. Prot., 2004,vol. 82, no 2, pp. 170–174. https://doi.org/10.1205/095758204322972807

Bieseki L., Treichel H., Araujo A.S., Pergher S.B.C. Porous materials obtained by acid treatment processing followed by pillaring of montmorillonite clays // Appl. Clay Sci., 2013, vol. 85, pp. 46–52. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.08.044

Wang L., Zhou Y., Liu Q., Guo Y., Lu G. Effect of surface properties of activated carbon on CO oxidation over supported Wacker-type catalysts. Catal. Today, 2010, vol. 153, pp. 184–188. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.02.067

Pawar R.R., Lalhmunsiama, Bajaj H.C., Lee S.-M. Activated bentonite as a low-cost adsorbent for the removal of Cu(II) and Pb(II) from aqueous solutions: Batch and column studies. J. Ind. Eng. Chem., 2016, vol. 34, pp.213–223. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.11.014

Belaidi N., Bedrane S., Choukchou-Braham A., Bachir R. Novel vanadium-chromium-bentonite green catalysts for cyclohexene epoxidation. Appl. Clay Sci., 2015, vol. 107, pp. 14–20. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.01.026

Hyun S.P., Hayes K.F. X-ray absorption spectroscopy study of Cu(II) coordination in the interlayer of montmorillonite. Appl. Clay Sci., 2015, vol. 107, pp. 122–130. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.01.013

Chanderia K., Kumar S., Sharma J., Ameta R., Punjabi P.B. Degradation of Sunset Yellow FCF using copper loaded bentonite and H2O2 as photo-Fenton like reagent. Arabian J. Chem., 2017, vol. 10, pp. S205–S211. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.07.023

Rakitskaya T. L., Kiose T. A., Oleksenko L. P., Djiga A. M., Volkova V. Y. Thermochemical and catalytic properties of modified bentonites. Chem. Phys. Technol. Surf., 2015, vol. 6, no 2, pp. 196-202.https://doi.org/10.15407/hftp06.02.196.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Centi G., Parathonor S. Catalysis by layered materials: A review // Micropor. Mesopor. Mater. – 2008. – Vol. 107, N 1–2. – Р. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.03.011

2. Gupta S.S., Bhattacharyya K.G. Adsorption of heavy metals on kaolinite and montmorillonite: A review // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2012. Vol. 14. – P. 6698–6723. https://doi.org/10.1039/c2cp40093f

3. Zhu R., Chen Q., Zhou Q., Xi Y., Zhu J., He H. Adsorbents based on montmorillonite for contaminant removal from water: A review // Appl. Clay Sci. – 2016. – Vol. 123. – P. 239 – 258. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.12.024

4. Овчаренко Ф.Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов. – К.: АН УССР, 1961. – 291 с.

5. Тарасевич Ю. И., Овчаренко Ф. Д. Адсорбция на глинистых минералах. –К.: Наук. думка, 1975. – 352 с.

6. Тарасевич Ю. И., Овчаренко Ф. Д. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. – К.: Наук. думка, 1988. – 248 с.

7. Тарасевич Ю. И. Природные сорбенты в процессе очистки вод. – К.: Наук. думка, 1981. – 208 с.

8. Тарасевич Ю. И. Поверхностные явления на дисперсных материалах. – К.: Наук. думка, 2011. – 390 с.

9. Komadel P., Madejová J. Acid activation of clay minerals // Dev. in Clay Sci. – 2006. – Vol. 1. – P. 263–287. https://doi.org/10.1016/s1572-4352(05)01008-1

10. Rouquerol, J., Llewellyn, P., Sing, K. Chapter 12. Adsorption by clays, pillared clays, zeolites and aluminophosphates // Adsorption by Powders and Porous Solids (2nd Edition), Principles, Methodology and Applications. – Oxford: Academic press, 2014. – P. 467–527. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-097035-6.00012-7

11. Ракитская Т.Л., Эннан А.А., Волкова В.Я. Низкотемпературная каталитическая очистка воздуха от монооксида углерода. – Одесса: Экология, 2005. – 191 с.

12. Rakitskaya T.L., Kiose T.A., Zryutina A.M., Gladyshevskii R.E., Truba A.S. , Vasylechko V.O. , Demchenko P.Y., Gryschouk G.V., Volkova V.Y. Solid-state catalysts based on bentonites and Pd(II)‑Cu(II) complexes for lowtemperature carbon monoxide oxidation // Solid State Phenom. – 2013. – Vol. 200. – Р. 299–304. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.200.299

13. Ракитская Т.Л., Киосе Т.А., Волощук А.Г., Олексенко Л.П., Волкова В.Я., Резник Л.И. Влияние кислотного модифицирования базальтового туфа на каталитическую активность закрепленных ацидокомплексов палладия(II) и меди(II) в реакции окисления монооксида углерода кислородом воздуха // Журн. прикл.химии. – 2009. – Т. 82, № 2. – С. 204–208. https://doi.org/10.1134/s1070427209020074

14. Radkevich V.Z., Sen’ko T.L., Khaminets S.G., Wilson K., Egiazarov Y.G. Catalytic systems based on carbon supports for the low-temperature oxidation of carbon monoxide // Kinet. Catal. – 2008. – Vol. 49, N 4. – P. 545–551. https://doi.org/10.1134/s0023158408040149

15. Shen Y., Lu G., Guo Y., Wang Y. A synthesis of high-efficiency Pd–Cu–Clx/Al2O3 catalyst for low temperature CO oxidation // Chem. Commun.– 2010. – Vol. 6. – P. 8433–8435. https://doi.org/10.1039/c0cc02776f

16. Wang Y., Shi J., Wu R., Li X., Zhao Y. Room-temperature CO oxidation over calcined Pd–Cu/palygorskite catalysts // Appl. Clay Sci. – 2016. – Vol. 119. – P. 126–131. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.08.034

17. Ракитская Т.Л., Киосе Т.А., Волкова В.Я., Эннан А.А. Использование природных алюмосиликатов Украины для разработки новых металлокомплексных катализаторов очистки воздуха от газообразных токсичных веществ // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2009. – № 6. – С. 18-23.

18. Ракитская Т.Л., Труба А.С., Киосе Т.А., Раскола Л.А. Механизмы формирования на пористых носителях комплексов d‑металлов и их каталитическая активность в редокс-реакциях // Вісник ОНУ. Хімія. – 2015. – Т. 20, № 2. – С. 27-48. http://dx.doi.org/10.18524/2304-0947.2015.2(54).50626

19. Ракитская Т. Л., Киосе Т. А., Эннан А. А., Голубчик К. О., Олексенко Л. П., Герасёва В. Г. Влияние условий кислотно-термального модифицирования клиноптилолита на каталитические свойства закрепленных на нем палладий-медных комплексов в реакции окисления монооксида углерода // Журн. физ. химии. – 2016. – Т. 90, № 6. – С. 842–849. https://doi.org/10.7868/s0044453716060182

20. Tyagi B., Chudasama C.D., Jasra R.V. Characterization of surface acidity of an acid montmorillonite activated with hydrothermal, ultrasonic and microwave techniques // Appl. Clay Sci. – 2006. – Vol. 31, N 1–2. – P. 16–

28. https://doi.org/10.1016/j.clay.2005.07.001

21. Kumar P., Jasra R.V., Bhat T.S. Evolution of porosity and surface acidity in montmorillonite clay on acid activation // Ind. Eng. Chem. Res. – 1995. – Vol. 34, N 4. – P. 1140–1148. https://doi.org/10.1021/ie00043a053

22. Okada K., Arimitsu N., Kameshima Y., Nakajima A., McKenzie K.J. Solid acidity of 2:1 type clay minerals activated by selective leaching // Appl. Clay Sci. – 2006. – Vol. 31, N 3. – P. 185–193. https://doi.org/10.1016/j.clay.2005.10.014

23. Volzone C., Ortiga J. Influence of the exchangeable cations of montmorillonite on gas adsorptions // Process Saf. Environ. Prot. – 2004. – Vol. 82, N 2. – P. 170–174. https://doi.org/10.1205/095758204322972807

24. Bieseki L., Treichel H., Araujo A.S., Pergher S.B.C. Porous materials obtained by acid treatment processing followed by pillaring of montmorillonite clays // Appl. Clay Sci. – 2013. – Vol. 85. – P. 46–52. https://doi.org/10.1016/j. clay.2013.08.044

25. Wang L., Zhou Y., Liu Q., Guo Y., Lu G. Effect of surface properties of activated carbon on CO oxidation over supported Wacker-type catalysts // Catal. Today. – 2010. – Vol. 153. – P. 184–188. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.02.067

26. Pawar R.R., Lalhmunsiama, Bajaj H.C., Lee S.-M. Activated bentonite as a low-cost adsorbent for the removal of Cu(II) and Pb(II) from aqueous solutions: Batch and column studies // J. Ind. Eng. Chem. – 2016. – Vol.34. – P. 213–223. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.11.014

27. Belaidi N., Bedrane S., Choukchou-Braham A., Bachir R. Novel vanadium-chromium-bentonite green catalysts for cyclohexene epoxidation // Appl. Clay Sci. – 2015. – Vol. 107. – P. 14–20. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.01.026

28. Hyun S.P., Hayes K.F. X-ray absorption spectroscopy study of Cu(II) coordination in the interlayer of montmorillonite // Appl. Clay Sci. – 2015. – Vol. 107. – P. 122–130. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.01.013

29. Chanderia K., Kumar S., Sharma J., Ameta R., Punjabi P.B. Degradation of Sunset Yellow FCF using copper loaded bentonite and H2O2 as photo-Fenton like reagent // Arabian J. Chem. – 2017. – Vol. 10. – P. S205–S211. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.07.023

30. Rakitskaya T. L., Kiose T. A., Oleksenko L. P., Djiga A. M., Volkova V. Y. Thermochemical and catalytic properties of modified bentonites // Chem. Phys. Technol. Surf. – 2015. – Vol. 6, N. 2. – P. 196-202. https://doi.org/10.15407/hftp06.02.196





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.