Kémiai és biotechnológiai alapkutatások vízzáró rétegek és talajvizek halogénezett

szénhidrogén szennyezőinek eltávolítására

OXIDÁCIÓS ALPROJEKT

The project is co-financed by the European Regional Development Fund and the European Social Fund.

Debrecen, 2011. 12. 01.

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

Triklóretilén oxidációja vizes

oldatban

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

A triklóretilén oxidációja vízben

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

C C

ClCl

Cl H

+ 4H2O 4CO2 + 3Cl + 9H+ + 6e

A folyamat követése:1. Spektrofotometria (az oxidálószer oldaláról)2. Kloridion-szelektív elektród3. NMR (TCE: egyetlen 1H jel)

-1Cl -2Cl -3Cl[CH2ClCOCl]

[CHCl2CHO]

CH2ClCOOH

[HOCHClCHO]

HOCH2COOH

[OHCCHO]

-2e-

[HOCCl2CHClOH]

[CHCl2COCl]

[HOCCl2CHO]

CHCl2COOH

[ClOCCHO]

[HOCHClCOOH]

[CH2ClOH] + CO2

[OHCCOOH]

[CH2O] + CO2

-4e-

[HOCCl2COCl]

COCl2 + [HCOCl]

[HOCHCl2] + ClCOOH

[HOCCl2COOH]

[ClOCCOCl]

COCl2 + HCOOH

ClCOOH + [HCOCl]

[HOCHCl2] + CO2

[ClOCCOOH]

ClCOOH + HCOOH

[HCOCl] + CO2

[HOOCCOOH]

HCOOH + CO2

-6e-COCl2 + ClCOOH 2ClCOOH

COCl2 + CO2

ClCOOH + CO2 2CO2

C C

ClCl

Cl H

klórmentesítés

oxi

dác

ió

Környezeti szempontból megfelelő oxidálószer:

1. Csak a víz elemeit tartalmazzák:O2

O3

H2O2

2. Szulfátiont adnak melléktermékként2KHSO5K2SO4KHSO4 (Oxon)K2S2O8

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

szobahőmérsékleten csak nagyon speciális katalizátorokkal

(lassú)(nagyon lassú)

katalizátor kell

Ózon - sztöchiometria

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0 0.5 1 1.5

[O3]0/[TCE]0

mar

adék

absz

orb

anci

a (2

60 n

m) O3

1 mol O3 1 mol TCE-vel reagál

Kloridionszelektív-elektród:1 mol O3 1 mol Cl keletkezését okozza

Lehetséges probléma: foszgén

C2HCl3 + O3 + H2O CHCl2COOH + HCl + O2

Ózon - kinetika

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

0

0.2

0.4

0 40 80t (s)

absz

orb

anci

a (2

60 n

m)

O3Tipikus reakcióidő: 1-5 percSebességi egyenlet:elsőrendű mindkét reaktánsrapH-függés: csekély

Hidrogén-peroxid

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

Katalízis:

1. Vanádium(V) savas közegben vagy segédligandummal

2. Vas(III)-ftalocianin

Hidrogén-peroxid: V(V)-katalízis

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

0

4

8

0 10 20

[V(V)] (mM)

k ob

s (h

1)

Sztöchiometria:kb. 1,8 mol Cl / 1 mol TCE

1,0 M H2SO4

0,50 M H2SO4

Oxon

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

Tipikus reakcióidő: 10-20 h

1. Egyetlen termékjel 1H NMR-ben

2. A keletkező Cl továbboxidálása elemi klórrá

Oxon

autokatalizátor:Cl2 or HOCl

klórmentesítés klórral?????

Hidrogénizotóp-csere klóretilénekben

1. A TCE 1H NMR-jele eltűnik lúgos D2O-ban (12-es pH-n kb. 1 óra)

2. H2O hozzáadása után a jel újra megjelenik

3. 1,2-diklóretilének – hasonló eredmények

0.0

0.5

1.0

0 0.01 0.02[OH-] (M)

k ob

s (h

-1) C C

ClCl

Cl H

TCE hidrogénizotóp-csere

0.0

1.0

2.0

0 1 2[OH-] (M)

k ob

s (h

-1)

1,2-DCE hidrogénizotóp-csere

Köszönöm a figyelmet!

Fábián István

Simon Adrienn

Aleksandar Mijatovic

Mario Gabričević

Tin Weitner

Ana Budimir

Olga Impert