The effect of FeSO4, nanoscale silver and {Mo72Fe30} cluster on the oxidation of ethylene glycol by H2O2

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The catalytic properties of FeSO4, nanocluster iron-molybdenum polyoxometalate {Mo72Fe30} and nanoscale metallic silver in the liquid-phase oxidation of the ethylene glycol aqueous solutions by hydrogen peroxide were studied. O-phenylenediamine was added to the reaction mixtures obtained after oxidation to determine the oxidation products containing the aldehyde group. The polyoxometalate {Mo72Fe30} was synthesized by a well-known and widely used in practice two-step method. The colloidal silver solution was obtained using a technique based on the Turkevich method. According to the analysis carried out on a laser particle size analyzer, the majority of the silver particles have a size of about 2 nm. The analysis of unreacted ethylene glycol was carried out by GC-FID. According to the conversion of ethylene glycol, nanoscale metallic silver was found to have the highest activity at approximately the same percentage of catalysts in the initial reaction mixture. At the same time, with the addition of o-phenylenediamine, the presence of compounds with an aldehyde group, whose exit time from the chromatographic column is longer than that of the initial ethylene glycol, was noted among the oxidation products.

About the authors

Sergei Yu. Menshikov

Ural State Mining University

Email: sergey.menshikov@m.ursmu.ru
Ph. D., Docent, Chemistry Department

Alexander N. Malyshev

Ural State Mining University; Ural Federal University

Engineer and Researcher, Research Laboratory of Analytical Chemistry, Ural State Mining University; Engineer and Researcher, Department of Physico-Chemical Methods of Analysis, Ural Federal University

Vera S. Kurmacheva

Ural State Mining University

Laboratory Researcher, Research Laboratory of Analytical Chemistry

Sergei A. Fedorov

Ural State Mining University; Institute of Metallurgy UrB RAS

Ph. D., Senior Researcher, Laboratory of Pyrometallurgy of Non-Ferrous Metals, Institute of Metallurgy of Ural Branch of RAS; Leading Researcher, Research and Testing Laboratory of Analytical Chemistry, Ural State Mining University

Margarita O. Tonkushina

Ural Federal University

Ph. D., Senior Researcher, Department of Chemical Materials Science, Institute of Natural Sciences and Mathematics

Alexander A. Ostroushko

Ural Federal University

Dr. Sc., Full Professor, Physical and Inorganic Chemistry Department of Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University; Chief Researcher and Head of Department of Chemical Materials Science in Scientific Research Institute of Physics and Applied Mathematics of Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University

References

  1. Mеньшиков, С.Ю. Воздействие FeSO4 и нанокластерных полиоксометаллатов на окисление фенола персульфатом в спиртовой среде / С.Ю. Mеньшиков, А.Н. Малышев, В.С. Курмачева и др. // Физико-химические аспекты кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15 - С. 992-999. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15. 992.
  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. Shi, H. Liquid-phase oxidation of ethylene glycol on Pt and Pt-Fe catalysts for the production of glycolic acid: remarkable bimetallic effect and reaction mechanism / H. Shi, X. Yin, B. Subramaniam, R.V. Chaudhari // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2019. - V. 58. - I. 40. - P. 18561-18568. doi: 10.1021/acs.iecr.9b03419.
  4. Водянкина, О.В. Глиоксаль: монография / О.В. Водянкина, Л.Н. Курина, Л.А. Петров, А.С. Князев. - М.: Academia, 2007. - 248 с.
  5. Ghanta, M. Is the liquid-phase H2O2-based ethylene oxide process more economical and greener then the gas-phase O2-based silver-catalyzed process? / M. Chanta, T.Ruddy, D. Fahey et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2013. - V. 52. - I. 1. - P. 18-29. doi: 10.1021/ie301601y.
  6. Shakeel, K. Performance comparison of industrially produced formaldehyde using two different catalysts / M. Javaid, Y. Muazzam, S.R. Nagvi et al. // Processes. - 2020. - V. 8. - I. 5. - Art. № 571. - 12 p. doi: 10.3390/pr8050571.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Богачева, Н.В. Разработка пошаговой методики получения наночастиц серебра цитратным методом / Н.В. Богачева, К.А. Тарбеева, Н.Ю. Огородова // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. - 2020. - Т. 63. - № 5. - С. 65-69. doi: 10.6060/ivkkt.20206305.6171.
  12. Velikov, K.P. Synthesis and characterization of large colloidal silver particles / K.P. Velikov, G.E. Zegers, A. van Blaaderen // Langmuir. - 2003. - V. 19. - I. 4. - P. 1384-1389. doi: 10.1021/la026610p.
  13. Dong, X. Shape control of silver nanoparticles by stepwise citrate reduction / X. Dong, X. Ji, H. Wu et al. // The Journal of Physical Chemistry C. - 2009. - V. 113. - I. 16. - P. 6573-6576. doi: 10.1021/jp900775b.
  14. Крутяков, Ю.А. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы / Ю.А. Крутяков, А.А. Кудринский, А.Ю. Оленин, Г.В. Лисичкин // Успехи химии. - 2008. - Т. 77. - Вып. 3. - С. 242-269.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».