THE EFFECT OF FeSO4 AND NANOCLUSTER POLYOXOMETALATES ON THE OXIDATION OF PHENOL PERSULFATE IN AN ALCOHOL MEDIUM

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The catalytic properties of FeSO 4, nanocluster ferro-molybdenum polyoxometalate { Mo 72 Fe 30} and nanocluster molybdenum polyoxometalate { Mo 132} have been studied during the oxidation of phenol in ethanol-isobutanol solution with persulfate. To determine the oxidation products, phenol, ethanol and isobutanol of an acidic nature, sulfonic cation exchanger KU-2 (the grade of ion exchange resin established by the state standard of the Russian Federation GOST 20298-74) was added to the reaction mixture in each experiment to catalyze the esterification reaction of acid oxidation products with the initial alcohols. Acid esterification products were identified by the vapor-phase chromatography method with a mass spectroscopic detector. According to the conversion of phenol, ethanol and isobutanol, the catalytic properties of a homogeneous FeSO 4 catalyst (similar to Fenton's reagent) with heterogeneous catalysts (polyoxometalates) were compared. These data suggest the possibility of further searching for heterogeneous catalysts containing Fe and Mo in their composition during the destruction of phenol by peroxide compounds.

About the authors

Sergei Yu. Menshikov

Ural State Mining University

Email: sergey.menshikov@m.ursmu.RUS
Ekaterinburg, Russia

Alexander N. Malyshev

Ural State Mining University

Ekaterinburg, Russia

Vera S. Kurmacheva

Ural State Mining University

Ekaterinburg, Russia

Margarita O. Tonkushina

Ural Federal University

Alexander A. Ostroushko

Ural Federal University

References

  1. Остроушко, А.А. Наноструктурные катализаторы эмульсионной полимеризации скипидара под воздействием персульфата калия / А.А. Остроушко, С.Ю. Mеньшиков, Д.А. Роженцев и др. // Физико-химические аспекты кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14 - С. 829-837. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.829.
  2. Аминова, А.Ф. Окислительная деструкция фенола реактивом Фентона / А.Ф. Аминова, И.А. Сухарева, А.К. Мазитова // Вода и экология: проблемы и решения. - 2018. - № 4(76). - С. 3-8. doi: 10.23968/2305-3488.2018.23.4.3-8.
  3. Меньшиков, С.Ю. Воздействие нанокластерного полиоксометаллата {Mo72Fe30} на окисление персульфатом йодид-ионов / С.Ю. Меньшиков, К.А. Белозерова, А.А. Остроушко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 853-859. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.853.
  4. Артемьянов А.П. Каталитическое жидкофазное окисление фенола в водных средах с использованием катализатора углеродное волокно (железо, оксид железа) / А.П. Артемьянов, Л.А. Земскова, В.В. Иванов // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2017. - Т. 60. - Вып. 8. - С. 88-95. doi: 10.6060/tcct.2017608.5582.
  5. Rey, A. Catalytic wet peroxide oxidation of phenol over Fe/AC catalysts: Influence of iron precursor and activated carbon surface/A. Rey, M. Faraldos, J.A. Casas et al. // Applied Catalysis B: Environmental. - 2009.- V. 86. - I. 1-2. - P. 69-77. doi: 10.1016/j.apcatb.2008.07.023.
  6. Сиротин, С.В. Каталитические свойства хлорида железа (III), нанесенного на молекулярное сито МСМ-41 в жидкофазном окислении фенола / С.В. Сиротин, И.Ф. Московская, Ю.Г. Колягин и др. // Журнал физической химии. - 2011. - Т. 85. - № 3. - С. 453-459.
  7. Сапунов, В.Н. Кинетика и механизм каталитического гидроксилирования фенола пероксидом водорода. VI. Физическая модель и механизм реакции / В.Н. Сапунов, А.И. Михайлюк, И.Ю. Литвинцев // Кинетика и катализ.- 1998. - Т. 39. - № 3. - С. 365-375.
  8. Chen, C.X. Kinetics and reaction mechanism of phenol hydroxylation catalyzed by La-Cu4FeAlCO3 / C.X. Chen, C.H. Xu, Y.J. Feng et al. // Science in China Series B: Chemistry. - 2005. - V. 48. - I. 6. - P. 530-537. doi: 10.1360/042004-66.
  9. Müller, A. Organizational forms of matter: an inorganic super fullerene and keplerate based on molybdenum oxide / A. Müller, E. Krickemeyer, H. Bögge et al. // Angewandte Chemie International Edition. - 1998. - V. 37. - I. 24. - P. 3359-3363. doi: 10.1002/(SICI)1521-3773(19981231)37:24<3359::AID-ANIE3359>3.0.CO;2-J.
  10. Müller, A. Archimedean synthesis and magic numbers: "sizing" giant molybdenum-oxide-based molecular spheres of the keplerate type / A. Müller, S. Sarkar, S.Q.N. Shah et al. // Angewandte Chemie International Edition. - 1999. - V. 38.- I. 21. - P. 3238-3241. doi: 10.1002/(SICI)1521-3773(19991102)38:21<3238::AID-ANIE3238>3.0.CO;2-6.
  11. Тонкушина, М.О. Деструкция полиоксометаллата {Mo72Fe30} как транспортного агента в средах, моделирующих кровь, его стабилизация альбумином / М.О. Тонкушина, И.Д. Гагарин, О.В. Русских и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 885-892. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.885.
  12. Малышев, А.Н. Жидкофазное окисление KI и скипидара персульфатом в CH3COOH / А.Н. Малышев, С.Ю. Меньшиков // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XXVIII МНТК, проводимой в рамках XXI Уральской горнопромышленной декады, 4-12 апреля 2023, Екатеринбург. - Екатеринбург: Изд-во "Форт Диалог-Исеть", 2023. - С. 207-209.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).