Воздействие наноразмерных образцов серебра и полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀} на реакции перекисного окисления органических соединений

Наноразмерные каталитические системы представляют интерес с точки зрения применения их в области экологии, органического синтеза, в частности, в окислительно-восстановительных реакциях, где требуется высокая каталитическая активность при использовании небольших количеств катализатора. Такие реакции часто целесообразно реализовать в жидких средах или растворах. Положительное влияние на каталитическую активность оказывает высокая удельная поверхность наноструктурированных материалов в тех случаях, когда обеспечивается их достаточная смачиваемость и контакт с жидким субстратом. При использовании вышеназванных катализаторов по этой причине требуется поиск оптимальных условий реализации целевых реакций, чтобы предотвратить возможные процессы агломерации и дезактивации каталитических систем. Различная химическая природа каталитических материалов оказывает очень существенное влияние на селективность процессов окисления по отношению к разным веществам. Поэтому, в принципе, возможно создание катализаторов, на которых осуществляется избирательное окисление определенных соединений в сложных смесях. В работе приведены результаты изучения кинетики жидкофазного каталитического окисления водорастворимых органических веществ перекисными соединениями в присутствии наноразмерного образца металлического серебра, нанокластерного полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀}, гетерогенного молибдата железа и высокодисперсного бронзового порошка марки ПБВД. В качестве модельных органических веществ использовались фенол и этиленгликоль, конверсию которых в ходе реакции определяли методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором, а в качестве окислителей выступали насыщенный раствор персульфата калия и 36%-й пероксид водорода. Для образцов катализаторов, показавших наиболее высокую конверсию субстратов, с помощью программы Origin по уравнению псевдопервого порядка, были рассчитаны константы скорости реакции. Также с помощью масс-спектроскопического детектора идентифицированы некоторые продукты окисления. Было установлено, что нанокластерный полиоксометалат {Mo₇₂Fe₃₀} является более эффективным катализатором окисления фенола персульфатом в спиртовых растворах по сравнению с Fe₂(MoO₄)₃. Среди изученных катализаторов жидкофазного перекисного окисления этиленгликоля коллоидное серебро оказывает наибольшее каталитическое влияние на этот процесс.