Вход

Изучение кинетических параметров гетерогенной реакции Фентона на железосодержащих цеолитах

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 248490
Дата создания 11 января 2016
Страниц 18
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
730руб.
КУПИТЬ

Описание

Теоретическая часть (реакция Фентона). Экспериментальная часть (Изучение кинетических параметров гетерогенной реакции Фентона на железосодержащих цеолитах). Результаты и обсуждения (Экспериментальные данные в виде таблиц и графиков, обсуждение полученных результатов).
Защита - НГУ, 2013 год, оценка отлично. ...

Содержание

Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что принципиальный механизм разложения H2O2 в системе Fe(III)/H2O2 в кислой среде (pH≤2) ― радикально-цепной [4]. Впервые схема такого механизма предложена Габером и Вейсом (таблица 1) [5].
_______________________
Существуют различные гетерогенные системы, по механизму действия аналогичные гомогенной системе Фентона, представляющие собой различные соединения железа в составе пористых носителей. Использование гетерогенных систем позволяет легко отделять и многократно использовать катализатор, расширить диапазон рабочих pH. К тому же ионы железа, находящиеся в составе носителя не подвергаются комплексообразованию. В Институте катализа СО РАН разработаны гетерогенные катализаторы Фентона на основе цеолита FeZSM-5 [6, 7, 8].

Введение

Железопероксидные системы применяются в различных областях, например при разработке кинетических методов определения микроколичеств железа, при осуществлении промышленно важных реакций окисления органических субстратов. Таким образом, установление общих закономерностей протекания окислительно-восстановительных процессов, катализируемых соединениями железа, условий проведения опытов, представляют несомненный научный и практический интерес.

Фрагмент работы для ознакомления

Экспериментальная частьОпределение порядка реакции по пероксиду водорода и максимальной скорости разложения пероксида водорода для гомогенного катализатора (аква-ионы Fe3+) и для двух гетерогенных катализаторов: c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5. Приготовили растворы пероксида водорода с разными концентрациями ([H2O2] = 0,25M; 0,5M; 1M; 2M; 3M). В колбе на 50 мл приготовили 1,25 М водный раствор соли железа (III) (масса навески Fe(NO3)3∙9H2O - 3,5 г). В стеклянную кювету поместили 100 мкл раствора гомогенного катализатора, добавили 2,6 мл раствора пероксида водорода ([H2O2] = 0,25 M). Далее при перемешивании на магнитной мешалке при комнатной температуре (25 oС) с помощью волюметрической установки измеряли объем выделяющегося кислорода в зависимости от времени. Аналогичный опыт проделали для остальныхконцентраций раствора пероксида водорода (0,5 M; 1 M; 2 M; 3 M).(см. Приложение 1).Далее таким же образом определили объем выделившегося кислорода для гетерогенных катализаторов c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5, только в кювету поместили навеску катализатора (m=0,05 г).(см. Приложение 1).Определение энергии активации реакции разложения H2O2 для гетерогенных катализаторов c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5.В стеклянную термостатируемую кювету поместили навеску катализатора (m=0,05 г), добавили 2,6 мл раствора пероксида водорода ([H2O2]=1M). Далее при перемешивании на магнитной мешалке с помощью волюметрической установки измеряли объем выделяющегося кислорода в зависимости от времени при различных температурах (25, 45, 65, 85 oС).(см. Приложение 1).Результаты и обсуждениеОпределение порядка реакции по пероксиду водорода и максимальной скорости разложения пероксида водорода для гомогенного катализатора (ионы Fe3+) и для двух гетерогенных катализаторов: c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5. По полученным данным построили кинетические кривые в координатах V(O2), мл t, мин. По наклону прямолинейного участка кривой определили максимальную скорость реакции разложения пероксида водорода при разных начальных концентрациях и порядок реакции по пероксиду водорода. Таблица 2. Гомогенное железоНачальная концентрация H2O2, M Максимальная скорость реакции, мл/мин0,250,68±0,020,51,45±0,0312,77±0,03220,1±0,7324,1±0,5Таблица 3.c-FeZSM-5Начальная концентрация H2O2, M Максимальная скорость реакции, мл/мин0,250,202±0,0070,50,193±0,00310,488±0,00521,07±0,0331,81±0,04Таблица 4.h-FeZSM-5Начальная концентрация H2O2, M Максимальная скорость реакции, мл/мин1(5,5±0,3)*10-32 (1,32±0,04)*10-23(1,12±0,03)*10-2Определение энергии активации реакции разложения H202 для гетерогенных катализаторов c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5.По полученным данным построили кинетические кривые в координатах V(O2), мл – t, мин. По наклону прямолинейного участка кривой определили максимальные скорости реакции разложения пероксида водорода при разных температурах и порядок реакции по пероксиду водорода. Таблица 5.c-FeZSM-5T, 0C Максимальная скорость реакции, мл/мин250,488±0,005451,89±0,05657,0±0,1857,0±0,1Таблица 6.h-FeZSM-5T, 0CМаксимальная скорость реакции, мл/мин25(5,5±0,3)*10-345(6,0±0,6) *10-2650,16±0,01850,32±0,02По полученным значениям констант скоростей построили график в координатах ln(Wmax)–1000/T. По наклону кривой определили энергию активации реакции. Ea=55, 7±1,5 КДж/моль Ea=59, 2±10,2 КДж/мольВыводыПолучены максимальные скорости реакции разложения пероксида водорода при разных начальных концентрациях для трех катализаторов: гомогенного (аква-ионы Fe3+), гетерогенных FeZSM-5 (обычный и иерархический).(см. Таблицы 2,3,4).Установлено, что порядок реакции по пероксиду водорода равен единице.Определена энергия активации реакции для гетерогенных катализаторов FeZSM-5 (Ea=55, 7±1,5 и 59, 2±10,2 КДж/моль для c-FeZSM-5 и h-FeZSM-5, соответственно).Приложение 1.

Список литературы

1. Кузнецова, Е. В. Новые железосодержащие катализаторы и фотокатализаторы для процессов окисления органических веществ в мягких условиях: Диссертация канд. хим. наук: 02.00.15/ Е. В. Кузнецова. Новосибирск, 2005. – 151 с.
2. Гамидов, А. Ф. Механизм каталитического действия комплексных ионов железа (II и III) в окислительно-восстановительных превращениях нитрит-аниона, гидроксиламина и органических веществ: Диссертация канд. хим. наук: 02.00.15/ А. Ф. Гамидов. Москва, 1984. – 261 с.
3. А. Я. Сычев, В. Г. Исак. Гомогенный катализ соединениями железа. - Кишинев.: «Штиинца», 1988.
4. Сычев, А. Я., Исак, В. Г. Соединения железа и механизмы гомогенного катализа активации O2, H2O2 и окисления органических субстратов // Успехи химии. - 1995. - Т. 64. - №. 12. - С. 1183-1209.
5. Haber F., Weiss J. On the catalysis of hydroperoxide // Naturwissenschaft. - 1932. - №20. – P. 948–950.
6. E.V. Kuznetsova, E.N. Savinov, L.A. Vostrikova, V.N. Parmon. Heterogeneous catalysis in the Fenton-type system FeZSM-5/H2O2 // Applied Catalysis B: Environmental. – 2004. – №51. – P. 165–170.
7. O.A. Makhotkina, E.V. Kuznetsova, S.V. Preis. Catalytic detoxification of 1,1-dimethylhydrazine aqueous solutions in heterogeneous Fenton system // Applied Catalysis B: Environmental. – 2006. – №68. – P. 85–91.
8. K.A. Sashkina, V.S. Labko, N.A. Rudina, V.N. Parmon, E.V. Parkhomchuk. Hierarchical zeolite FeZSM-5 as a heterogeneous Fenton-type catalyst // Journal of Catalysis. – 2013. - №299. – P. 44–52.
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00473
© Рефератбанк, 2002 - 2024