RU2626964C1 - Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений - Google Patents

Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений Download PDF

Info

Publication number
RU2626964C1
RU2626964C1 RU2016144637A RU2016144637A RU2626964C1 RU 2626964 C1 RU2626964 C1 RU 2626964C1 RU 2016144637 A RU2016144637 A RU 2016144637A RU 2016144637 A RU2016144637 A RU 2016144637A RU 2626964 C1 RU2626964 C1 RU 2626964C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
catalyst
chitosan
organic compounds
aminopropyltriethoxysilane
Prior art date
Application number
RU2016144637A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Борисович Тихонов
Полина Юрьевна Стадольникова
Александр Иванович Сидоров
Эсфирь Михайловна Сульман
Алла Игоревна Логачева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет"
Priority to RU2016144637A priority Critical patent/RU2626964C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2626964C1 publication Critical patent/RU2626964C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00—Preparation of quinones
    • C07C46/02—Preparation of quinones by oxidation giving rise to quinoid structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00—Preparation of quinones
    • C07C46/02—Preparation of quinones by oxidation giving rise to quinoid structures
    • C07C46/06—Preparation of quinones by oxidation giving rise to quinoid structures of at least one hydroxy group on a six-membered aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов. Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений содержит носитель, глутаровый диальдегид в качестве сшивающего агента и экстракт корня хрена (Armoracia Rusticana) в качестве активного компонента. Согласно изобретению в качестве носителя используют диоксид титана, модифицированный последовательно 0,095÷0,105 н. раствором соляной кислоты, 0,195÷0,205%-ным раствором хитозана в 0,0045÷0,0055 М растворе соляной кислоты и 4,95÷5,05%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана в 95,5÷96,5%-ном этаноле при следующем соотношении компонентов, % масс.: диоксид титана - 45÷55; хитозан - 7,5÷12,5; аминопропилтриэтоксисилан - 17,5÷22,5; сшивающий агент (глутаровый диальдегид) - 7,5÷12,5; активный компонент (экстракт корня хрена) - 7,5÷12,5. Технический результат - повышение активности, селективности и операционной стабильности гетерогенного катализатора в реакции жидкофазного окисления органических соединений перекисью водорода. 6 ил., 19 пр.

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов.
Известен катализатор окисления соединений фенольного ряда в технологических растворах и сточных водах (RU, №2239494, B01J 23/34, B01J 33/00, С07С 37/58, C02F 1/72, 17.06.2003), содержащий соединение марганца (II), при этом в качестве соединения марганца катализатор содержит комплексное соединение, полученное взаимодействием соединения хлорида марганца (II) и хелатообразующего соединения, выбранного из N-фенилантраниловой кислоты или ацетил ацетона, при соотношении металл:лиганд 1:1.
Недостатком данного катализатора является его недостаточно высокая активность и селективность в окислении соединений фенольного ряда.
Известен также гетерогенный катализатор окисления неорганических и/или органических соединений на полимерном носителе (RU, №2255805, B01J 23/70, B01J 23/94, B01D 53/86, 10.07.2005), содержащий активный компонент на полимерном носителе - полиэтилене или полипропилене, или полистироле, или другом полимере, который в качестве активного компонента содержит оксиды и/или гидроксиды, и/или шпинели металлов переменной валентности, и дополнительно модифицирующую добавку, в качестве которой используют органические основания и/или гетерополикислоты, и/или углеродсодержащий материал при следующем содержании компонентов катализатора, массовая доля в %: активный компонент 15-50; модифицирующая добавка 0,5-20; носитель - остальное.
Недостатком этого катализатора является его недостаточно высокая операционная стабильность из-за непрочного связывания активного компонента с поверхностью носителя, а также высокое содержание активного компонента, что обуславливает высокую стоимость катализатора.
Наиболее близким к предлагаемому катализатору является гетерогенный катализатор окисления органических соединений (RU, №2288033; B01J 31/02, B01J 31/08, C12N 9/08, C02F 1/72; 27.11.2006), включающий полимерный носитель, модифицирующую добавку, активный компонент и сшивающий агент, при этом в качестве сшивающего агента используют глутаровый альдегид или карбодиимид, в качестве полимерного носителя катализатор содержит ионообменную смолу, в качестве модифицирующей добавки - альгинат натрия или хитозан, а в качестве активного компонента - экстракт корня хрена или редьки, при следующем соотношении компонентов, % масс.: активный компонент - 1-2%; модифицирующая добавка - 0,1-1%; сшивающий агент - 3-6%; носитель - 90-95%.
Недостатками катализатора являются недостаточно прочная сшивка активного компонента с поверхностью твердого носителя, следствием чего является его низкая активность и стабильность в окислении органических соединений, а также большой мертвый объем частиц катализатора из-за пришивки активного компонента только на поверхности ионообменной смолы.
Задачей, решаемой при создании изобретения, является разработка высокоактивного, стабильного и селективного гетерогенного катализатора многократного использования в реакции жидкофазного окисления органических соединений перекисью водорода.
Техническим результатом изобретения является повышение активности, селективности и операционной стабильности гетерогенного катализатора в реакции жидкофазного окисления органических соединений перекисью водорода.
Поставленная задача и заявленный технический результат достигаются тем, что гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений содержит носитель, глутаровый диальдегид в качестве сшивающего агента и экстракт корня хрена (Armoracia Rusticana) в качестве активного компонента. Согласно изобретению в качестве носителя используют диоксид титана, модифицированный 0,095÷0,105 н. раствором соляной кислоты, 0,195÷0,205%-ным раствором хитозана в 0,0045÷0,0055 М растворе соляной кислоты и 4,95÷5,05%-ным раствором аминопропилтри-этоксисилана в 95,5÷96,5%-ном этаноле, при следующем соотношении компонентов, % масс.:
-ТiO2 - 45÷55;
- Хитозан - 7,5÷12,5;
- Аминопропилтриэтоксисилан - 17,5÷22,5;
- Сшивающий агент (глутаровый диальдегид) - 7,5÷12,5;
- Активный компонент (экстракт корня хрена) - 7,5÷12,5.
Предлагаемый катализатор обладает:
- высокой активностью в реакции окисления органических субстратов в присутствии перекиси водорода;
- стабильностью при многократном использовании;
- удобством отделения от реакционной среды простым фильтрованием.
Включение в катализатор каждого из этих компонентов является обязательным и ни один из них нельзя исключить из данной системы, а также изменить их количественное соотношение, так как это приведет к существенному снижению активности и стабильности катализатора в реакции окисления органических соединений.
Диоксид титана необходим для создания твердой основы для катализатора, что способствует легкому отделению катализатора от реакционной среды простым фильтрованием.
Обработка поверхности диоксида титана раствором соляной кислоты необходима для удаления воды из его пор, а также для появления на поверхности диоксида титана групп ОН-, способных к взаимодействию с другими функциональными группами.
Хитозан необходим для стабилизации частиц диоксида титана и предотвращения их слипания, а также для появления на поверхности носителя групп NН3 + с высокой реакционной способностью.
Аминопропилтриэтоксисилан (АПТЭС) необходим для образования прочной связи между компонентами катализатора (за счет образования связи между гидроксигруппами на поверхности диоксида титана и кремнием, входящим в состав аминопропилтриэтоксисилана) и для появления на поверхности носителя групп NН3 + с высокой реакционной способностью.
Сшивающий агент (глутаровый диальдегид) необходим для образования азометиновой связи (оснований Шиффа) между аминогруппами на поверхности носителя и аминогруппами фермента, входящего в состав экстракта корня хрена.
Активный компонент (экстракт корня хрена) катализирует реакцию окисления органических соединений (в том числе, производных фенола). Получение экстракта методом водной экстракции и центрифугирования позволяет, во-первых, извлечь наибольшее количество фермента, во-вторых, отделить фермент, находящийся в жидкой фазе, от остатков измельченного корня хрена.
Относительное массовое содержание компонентов катализатора выбрано экспериментально. Уменьшение содержания хитозана, аминопропилтриэтоксисилана и глутарового диальдегида меньше представленных значений существенно снижает активность катализатора, так как значительно снижается количество фермента, прочно связанного с поверхностью носителя, и он легко смывается с нее в процессе промывки дистиллированной водой от неспецифически связанных реагентов. Увеличение содержания хитозана больше указанного значения приводит к увеличению адсорбционных свойств катализатора за счет высокой сорбционной емкости хитозана, что существенно снижает активность катализатора из-за удаления субстрата из реакционной среды. Увеличение содержания аминопропилтриэтоксисилана и глутарового альдегида выше указанных значений нецелесообразно, так как, по результатам экспериментов, не приводит к существенному увеличению скорости катализируемой реакции окисления органических субстратов. Содержание активного компонента ниже представленного значения значительно снижает активность катализатора в реакции окисления органических субстратов, а увеличение его содержания нецелесообразно, так как, по результатам экспериментов, не приводит к существенному увеличению активности катализатора в реакции окисления органических субстратов.
Гетерогенный катализатор готовили следующим образом.
Для выделения пероксидазы из сердцевины корня хрена (Armoracia rusticana) свежую сердцевину корня хрена измельчали, после чего 4 г дезинтегрированного корня хрена выдерживали в 30 мл фосфатного буферного раствора (рН=7,0) в течение 1 часа при непрерывном перемешивании. Затем полученную смесь центрифугировали при скорости 5000 об/мин в течение 20 минут, после чего центрифугат фильтровали на микропористом фильтре и сушили при температуре 25°С. Полученный экстракт обладал пероксидазной активностью. До проведения иммобилизации экстракт хранили в холодильнике при температуре 3°С без потери активности.
Навеску диоксида титана (0,5 г) вносили в коническую колбу, содержащую от 25 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, после чего колбу закрывали пробкой и выдерживали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта и промывали 200 мл дистиллированной водой. Промежуточная промывка катализатора дистиллированной водой необходима для полного удаления неспецифически связанных компонентов из пор диоксида титана с целью повышения эффективности связывания компонентов катализатора между собой. Образовавшийся осадок переносили в коническую колбу, содержащую 50 мл 0,2%-ного раствора хитозана в 0,005 М НСl, после чего колбу закрывали пробкой и выдерживали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта и промывали 200 мл дистиллированной водой. Образовавшийся осадок переносили в коническую колбу, содержащую 4 мл 5%-ного раствора аминопропилтриэтоксисилана в 96%-ном этаноле, после чего колбу закрывали пробкой и выдерживали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта и промывали 200 мл дистиллированной водой. Образовавшийся осадок переносили в коническую колбу, содержащую 50 мл 2%-ного раствора глутарового диальдегида, после чего колбу закрывали пробкой и выдерживали в течение 24 часов при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта и промывали 200 мл дистиллированной водой. Образовавшийся осадок переносили в коническую колбу, содержащую 30 мл ферментативного экстракта, после чего колбу закрывали пробкой и выдерживали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта, промывали 200 мл дистиллированной водой и высушивали на воздухе при температуре 24°С до постоянной массы.
В результате сформировали катализатор со следующим соотношением компонентов, % масс.:
-ТiO2 - 50;
- Хитозан - 10;
- Аминопропилтриэтоксисилан - 20;
- Глутаровый диальдегид - 10;
- Активный компонент (экстракт корня хрена) - 10.
В проведенных экспериментах была исследована активность синтезированного катализатора в реакции окисления 4-хлорфенола при варьировании соотношения компонентов катализатора и условий проведения. Реакцию окисления 4-хлорфенола проводили в присутствии перекиси водорода и 4-аминоантипирина. Наблюдение за ходом реакции вели по изменению оптической плотности реакционной смеси при длине волны 506 нм за счет образования окрашенного продукта реакции - хинонимина. Для исследования активности катализатора в термостатируемую стеклянную ячейку с возвратно-поступательным качанием (300 мин-1) вносили 0,5 г катализатора, 25 мл фосфатного буферного раствора (рН=7,0), 2 мл раствора 4-аминоантипирина (2,3 ммоль/л), 2 мл раствора 4-хлорфенола (2,1 ммоль/л) и 2 мл раствора перекиси водорода (2,3 ммоль/л), через определенные промежутки времени отбирали пробы и измеряли оптическую плотность раствора при 506 нм (раствор сравнения - дистиллированная вода).
Для пояснения результатов экспериментов используют графики на фиг. 1-6: на фиг. 1 представлены результаты исследований (в виде зависимости оптической плотности реакционной смеси при длине волны 506 нм) по примерам 1-5, на фиг. 2 - по примерам 6-9, на фиг. 3 - по примерам 10-13, на фиг. 4 - по примерам 14-17, на фиг. 5 - по примеру 18, на фиг. 6 - по примеру 19.
Пример 1
Навеску диоксида титана (0,5 г) внесли в коническую колбу, содержащую от 25 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, после чего колбу закрыли пробкой и выдержали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию отфильтровали на фильтре Шотта и промыли 200 мл дистиллированной воды. Образовавшийся осадок перенесли в коническую колбу, содержащую 50 мл 0,2%-ного раствора хитозана в 0,005 М НСl, после чего колбу закрыли пробкой и выдержали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию отфильтровали на фильтре Шотта и промыли 200 мл дистиллированной воды. Образовавшийся осадок перенесли в коническую колбу, содержащую 4 мл 5%-ного раствора аминопропилтриэтоксисилана в 96%-ном этаноле, после чего колбу закрыли пробкой и выдержали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию отфильтровали на фильтре Шотта и промыли 200 мл дистиллированной воды. Образовавшийся осадок перенесли в коническую колбу, содержащую 50 мл 2%-ного раствора глутарового диальдегида, после чего колбу закрыли пробкой и выдержали в течение 24 часов при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию отфильтровали на фильтре Шотта и промыли 200 мл дистиллированной воды. Образовавшийся осадок перенесли в коническую колбу, содержащую 30 мл ферментативного экстракта, после чего колбу закрыли пробкой и выдержали в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем полученную суспензию отфильтровали на фильтре Шотта, промыли 200 мл дистиллированной воды и высушили на воздухе при температуре 25°С до постоянной массы.
Пример 2
Аналогичен примеру 1, однако использовался 0,05%-ный раствор хитозана в 0,005 М НСl.
Пример 3
Аналогичен примеру 1, однако использовался 0,1%-ный раствор хитозана в 0,005 М НСl.
Пример 4
Аналогичен примеру 1, однако использовался 0,35%-ный раствор хитозана в 0,005 М НСl.
Пример 5
Аналогичен примеру 1, однако использовался 0,5%-ный раствор хитозана в 0,005 М НСl.
Наибольшую скорость реакции (скорость увеличения оптической плотности реакционной смеси) наблюдали в примере 1, что соответствовало использованию 0,2%-ного раствора хитозана (фиг. 1).
Пример 6
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 2 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 7
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 6 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 8
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 8 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 9
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 10 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Наибольшую скорость реакции (скорость увеличения оптической плотности реакционной смеси) при использовании различных объемов раствора АПТЭС также наблюдали в примере 1, что соответствовало добавлению 4 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 10
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 10 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 11
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 25 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 12
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 75 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Пример 13
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 100 мл 5%-ного раствора АПТЭС в этаноле.
Наибольшую скорость реакции (скорость увеличения оптической плотности реакционной смеси) при использовании различных объемов раствора глутарового альдегида также наблюдали в примере 1, что соответствовало добавлению 50 мл 2%-ного раствора глутарового диальдегида.
Пример 14
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 5 мл ферментативного экстракта.
Пример 15
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 15 мл ферментативного экстракта.
Пример 16
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 45 мл ферментативного экстракта.
Пример 17
Аналогичен примеру 1, однако добавляли 60 мл ферментативного экстракта.
Как видно из фиг. 4, активность катализатора прямо пропорциональна содержанию экстракта, однако при увеличении содержания экстракта более 30 мл не наблюдали дальнейшего увеличения активности катализатора, что может быть связано с отсутствием на поверхности носителя свободных групп для закрепления увеличенного количества фермента. В связи с этим нецелесообразно использовать большее количество экстракта, так как это существенно повысит себестоимость катализатора.
Таким образом, по результатам экспериментов было определено оптимальное соотношение компонентов биокатализатора:
- 0,5 г диоксида титана;
- 25 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты;
- 50 мл 0,2%-ного раствора хитозана;
- 4 мл 5%-ного раствора аминопропилтриэтоксисилана;
- 50 мл 2%-ного раствора глутарового диальдегида;
- 15 мл ферментативного экстракта.
С данным оптимальным катализатором были проведены эксперименты в примерах 18-19.
Пример 18
Катализатор приготавливался аналогично примеру 1, после чего были проведены эксперименты по варьированию концентрации катализатора в реакционной смеси (0,1; 0,17; 0,25; 0,5; 1 г катализатора на 30 мл реакционной смеси согласно описанию). Результаты экспериментов приведены на фиг. 5.
Пример 19
Катализатор приготавливался аналогично примеру 1, после чего были проведены эксперименты по варьированию концентрации 4-хлорфенола (0,21; 0,0525; 1,05; 1,525; 2,1 ммоль/л; аминоантипирин и перекись водорода взяты в 10%-ном избытке относительно концентрации 4-хлорфенола). Результаты экспериментов приведены на фиг. 6.
Аналогичные результаты экспериментов были получены при окислении других субстратов: фенола, пирокатахина, о-дианизидина, 2,4-дихлорфенола. В связи с этим можно сделать вывод об эффективности данного катализатора в реакции окисления органических соединений перекисью водорода.
Таким образом, совмещение двух способов модификации поверхности диоксида титана (хитозаном и аминопропилтриэтоксисиланом) существенно повышает эффективность сшивки, а также активность и операционную стабильность иммобилизованного фермента.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение катализатора на основе пероксидазы хрена, иммобилизованной на модифицированных диоксид титана, является перспективной возможностью для создания эффективных катализаторов окисления органических субстратов, в том числе в коммунальных и промышленных сточных водах.

Claims (2)

  1. Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений, содержащий носитель, глутаровый диальдегид в качестве сшивающего агента и экстракт корня хрена (Armoracia Rusticana) в качестве активного компонента, отличающийся тем, что в качестве носителя используют диоксид титана, модифицированный последовательно 0,095÷0,105 н. раствором соляной кислоты, 0,195÷0,205%-ным раствором хитозана в 0,0045÷0,0055 М растворе соляной кислоты и 4,95÷5,05%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана в 95,5÷96,5%-ном этаноле, при следующем соотношении компонентов, % масс.:
  2. Диоксид титана 45÷55 Хитозан 7,5÷12,5 Аминопропилтриэтоксисилан 17,5÷22,5 Сшивающий агент (глутаровый диальдегид) 7,5÷12,5 Активный компонент (экстракт корня хрена) 7,5÷12,5
RU2016144637A 2016-11-14 2016-11-14 Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений RU2626964C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144637A RU2626964C1 (ru) 2016-11-14 2016-11-14 Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144637A RU2626964C1 (ru) 2016-11-14 2016-11-14 Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626964C1 true RU2626964C1 (ru) 2017-08-02

Family

ID=59632286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016144637A RU2626964C1 (ru) 2016-11-14 2016-11-14 Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626964C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741010C1 (ru) * 2020-06-04 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений и способ его получения
CN114887652A (zh) * 2022-05-26 2022-08-12 华东理工大学 一种硅烷化分子筛负载杂多酸的制备方法及其应用
RU2807591C1 (ru) * 2023-02-14 2023-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Магнитоотделяемый катализатор окисления органических соединений и способ его получения

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5276216A (en) * 1991-10-28 1994-01-04 Ausimont S.P.A. Process for oxidizing aromatic and aliphatic compounds
RU2288033C1 (ru) * 2005-11-15 2006-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Гетерогенный катализатор окисления органических соединений
RU2294321C1 (ru) * 2006-03-06 2007-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Способ окисления фенольных соединений

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5276216A (en) * 1991-10-28 1994-01-04 Ausimont S.P.A. Process for oxidizing aromatic and aliphatic compounds
RU2288033C1 (ru) * 2005-11-15 2006-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Гетерогенный катализатор окисления органических соединений
RU2294321C1 (ru) * 2006-03-06 2007-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Способ окисления фенольных соединений

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тихонов Б.Б., Стадольникова П.Ю., Сидоров А.И. и др. Окисление 4-хлорфенола иммобилизованной на модифицированном диоксиде титана пероксидазой хрена. Научный журнал, номер 11, 21.10.2016 (поиск проведен с учетом ст. 1350 п.3 ГК РФ). *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741010C1 (ru) * 2020-06-04 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений и способ его получения
CN114887652A (zh) * 2022-05-26 2022-08-12 华东理工大学 一种硅烷化分子筛负载杂多酸的制备方法及其应用
RU2807591C1 (ru) * 2023-02-14 2023-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Магнитоотделяемый катализатор окисления органических соединений и способ его получения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Majewski et al. Enzyme encapsulation in metal–organic frameworks for applications in catalysis
US10722864B2 (en) Manganese dioxide nanowire @ multidimensional mesoporous metal-organic framework adsorbent and preparation therefor
Cheng et al. Horseradish peroxidase immobilized on aluminum-pillared interlayered clay for the catalytic oxidation of phenolic wastewater
Hudson et al. Proteins in mesoporous silicates
CN112553186B (zh) 一种铜基金属有机框架材料固定化漆酶及其制备方法和应用
Wang et al. Applications of HRP-immobilized catalytic beads to the removal of 2, 4-dichlorophenol from wastewater
RU2626964C1 (ru) Гетерогенный катализатор жидкофазного окисления органических соединений
CN113980926B (zh) 磁性纳米粒-糖基转移酶-无定型金属有机框架复合催化材料及其制备方法和应用
CN113106079A (zh) 一种铁基金属有机骨架材料固定过氧化物酶及其制备方法和应用
JP4225731B2 (ja) シクロデキストリン架橋体及びこれを用いた環境ホルモン除去材
Kurtuldu et al. Immobilization horseradish peroxidase onto UiO-66-NH2 for biodegradation of organic dyes
EP0211534A2 (en) Insoluble composition for removing mercury from a liquid medium
Guazzaroni et al. A Novel Synthesis of Bioactive Catechols by Layer‐by‐Layer Immobilized Tyrosinase in an Organic Solvent Medium
CN111778295A (zh) 一种用固定化生物催化剂合成磷脂酰丝氨酸的方法
RU2475538C2 (ru) Фермент ловастатин эстераза, иммобилизованный на твердом носителе, способ иммобилизации фермента, биокатализируемый проточный реактор и способ очистки симвастатина
RU2362733C1 (ru) Способ обработки углеродного мезопористого гемосорбента
CN112110535A (zh) 一种酪氨酸酶纳米花去除酚水溶液中酚类物质的方法
US6165758A (en) Purifying cephalosporin C acylase and regenerating a carrier immobilizing cephalosporin C acylase
CN114395551B (zh) 磁性材料-金属有机框架-酪氨酸酶复合物的制备及用于除酚的方法
Grebennikova et al. Polymeric supports for enzymes immobilization in synthesis of biologically active compounds
Grebennikova et al. Biocatalyst for the environmentally friendly synthesis of vitamin E intermediate
CN110642263B (zh) 锡钛硅分子筛及其制备方法和应用以及硫醚氧化方法
RU2294321C1 (ru) Способ окисления фенольных соединений
CN111647634A (zh) 一种填充床连续流不对称合成(S)-1-Boc-3-氨基哌啶的方法
Yu POLYMERIC SUPPORTS FOR ENZYMES IMMOBILIZATION IN SYNTHESIS OF BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181115