Triklóretilén oxidációja vizes oldatban TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Kémiai és biotechnológiai alapkutatások vízzáró rétegek és talajvizek halogénezett szénhidrogén szennyezőinek eltávolítására OXIDÁCIÓS ALPROJEKT Triklóretilén oxidációja vizes oldatban Debrecen, 2011. 12. 01. The project is co-financed by the European Regional Development Fund and the European Social Fund.

TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012

A triklóretilén oxidációja vízben TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 A triklóretilén oxidációja vízben + 4H2O 4CO2 + 3Cl + 9H+ + 6e A folyamat követése: 1. Spektrofotometria (az oxidálószer oldaláról) 2. Kloridion-szelektív elektród 3. NMR (TCE: egyetlen 1H jel)

klórmentesítés -1Cl -2Cl -3Cl -2e- -4e- -6e- oxidáció [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 oxidáció

 (lassú) (nagyon lassú) TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Környezeti szempontból megfelelő oxidálószer: 1. Csak a víz elemeit tartalmazzák: O2 O3 H2O2 2. Szulfátiont adnak melléktermékként 2KHSO5K2SO4KHSO4 (Oxon) K2S2O8 szobahőmérsékleten csak nagyon speciális katalizátorokkal  katalizátor kell (lassú) (nagyon lassú)

Ózon - sztöchiometria O3 maradékabszorbancia (260 nm) [O3]0/[TCE]0 TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Ózon - sztöchiometria O3 C2HCl3 + O3 + H2O  CHCl2COOH + HCl + O2 1 mol O3 1 mol TCE-vel reagál maradékabszorbancia (260 nm) Kloridionszelektív-elektród: 1 mol O3 1 mol Cl keletkezését okozza Lehetséges probléma: foszgén [O3]0/[TCE]0

Ózon - kinetika O3 abszorbancia (260 nm) t (s) TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Ózon - kinetika O3 Tipikus reakcióidő: 1-5 perc Sebességi egyenlet: elsőrendű mindkét reaktánsra pH-függés: csekély abszorbancia (260 nm) t (s)

Hidrogén-peroxid Katalízis: TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Hidrogén-peroxid 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 Hidrogén-peroxid: V(V)-katalízis Sztöchiometria: kb. 1,8 mol Cl / 1 mol TCE kobs (h1) 1,0 M H2SO4 0,50 M H2SO4 [V(V)] (mM)

Oxon Tipikus reakcióidő: 10-20 h 1. Egyetlen termékjel 1H NMR-ben TÁMOP-4.2.2/08/1/2008-0012 Oxon Tipikus reakcióidő: 10-20 h 1. Egyetlen termékjel 1H NMR-ben 2. A keletkező Cl továbboxidálása elemi klórrá

klórmentesítés klórral????? 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

TCE hidrogénizotóp-csere kobs (h-1) [OH-] (M)

1,2-DCE hidrogénizotóp-csere kobs (h-1) [OH-] (M)

Köszönöm a figyelmet! Fábián István Simon Adrienn Aleksandar Mijatovic Mario Gabričević Tin Weitner Ana Budimir Olga Impert