Анотація до роботи:

Раскола Л.А. Реакції розкладу озону закріпленими на пористих носіях комплексами Co(II), Cu(II) і Mn(II). Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Фізико-хімічний інститут ім. О.В.Богатського НАН України, Одеса, 2005.

Проведено систематичні дослідження і встановлені закономірності реакцій низькотемпературного розкладу озону іммобілізованими та імпрегнованими MeХ/SiО₂-комплексами при різних співвідношеннях [Me²⁺]/[O₃] і [Me²⁺]/[X^-], де Ме²⁺ = Co²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺; X^-= Cl^-, NO.

Встановлено, що реакційна здатність іммобілізованих та імпрегнованих на силікагелі комплексів МеХ (Ме = Со²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺; Х = NO, Cl^-) в низькотемпературному розкладі озону визначається природою йона метала, лігандів та їх числом у внутрішній координаційній сфері. Окиснення комплексів на початковій стадії реакції відбувається за внутрішньосферним механізмом, хлорид-іон є кращим містковим лігандом. Виявлено, що формування імпрегнованих на SiO₂ комплексів МеCl відбувається за механізмом, що аналогічний такому в концентрованих розчинах. Чим менше співвідношення а/а на поверхні, тим більш насичені хлорид-іоном комплекси Со(II) Cu(II) та Mn(II) формуються на SiO₂. Вперше встановлено кореляції між стійкістю та реакційною здатністю імпрегнованих МеCl/SiO₂-комплексів: з убуванням послідовних констант стійкості комплексів їх парціальна активність в реакції розкладу озону зростає. Показано, що незалежно від лігандного оточення центрального атома, зберігається послідовність в рядах активності закріплених металокомплексів, що може свідчити про однаковий механізм координації та активації молекули озону.

Встановлено, що активоване вугілля (АВ) підвищує каталітичну активність імпрегнованих MeCl₂/АВ-комплексів.Розроблено каталізатор MnCl₂/АВ, що забезпечує максимальний час (137 годин) захисної дії від озону (за умови його концентрації від 0,2 до 1,5 мг/м³) та може бути застосован в засобах захисту навколишнього середовища та людини.

1. Реакційна здатність іммобілізованих та імпрегнованих МеХ/SiО₂-комплексів (Me²⁺ = Со²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺; Х^- = NO, Cl^-) у низькотемпературному розкладі озону визначається природою Ме²⁺, лігандів та їхнім числом у внутрішній координаційній сфері. Окиснення комплексів на початковій стадії протікає за внутрішньосферним механізмом. Встановлено, що хлорид-іон є кращий містковий ліганд, ніж молекула води: він збільшує активність закріплених металокомплексних сполук і число каталітичних циклів розкладу озону.

2. Визначено роль не активного стосовно озону носія у формуванні імпрегнованих МеСl/SiО₂-комплексів. Оксидний носій не є інертним: він, аналогічно сильній протонній кислоті в розчині, знижує активність адсорбованої води і тим самим впливає на положення рівноваги утворення поверхневих комплексів. Чим менше співвідношення а/а, тим більше насичені хлорид-іоном формуються на SiО₂ комплекси Co(II), Cu(II) і Mn(II).

3. Вперше встановлені кореляції між стандартним редокс-потенціалом пари Ме³⁺/Ме²⁺, стійкістю і реакційною здатністю імпрегнованих МеCl/SiО₂-комплексів у реакції розкладу озону: із зменшенням послідовних констант стійкості комплексів складу СоCl, CuCl і MnCl їхня парціальна активність зростає в рядах: СоCl⁺<СоCl₂<СоCl<СоCl ; СuCl⁺<СuCl₂; MnCl⁺< MnСl₂; із зменшенням послідовних констант стійкості в ряді СоCl>CuCl>MnCl парціальна активність однакових за складом закріплених комплексів зростає: СоCl⁺<СuCl⁺+; СоCl₂<СuCl₂2; із зростанням стандартного редокс-потенціалу пари Ме³⁺/Ме²⁺ активність однакових за складом хлоридних комплексів Ме(II) убуває.

4. Незалежно від лігандного оточення центрального атома зберігається послідовність у рядах активності закріплених металокомплексів: (імпрегновані) MnХ₂/SiО₂>CuХ₂/SiО₂>CoХ₂/SiО₂>(іммобілізовані)CoХ₂/SiО₂; іммобілізовані на кремнеземі бісхелатні комплекси з основою Шифа MnL₂>CuL₂>CoL₂~FeL₂~ZnL₂ ~VOL₂ (L – саліцілальдімін), що свідчить про спільність механізму координації та активації молекули озону.

5. Вперше показано, що з урахуванням запропонованого механізму розкладу озону, можна цілеспрямовано здійснювати вибір носія, що поліпшує каталітичні властивості комплексів Со(II), Cu(II) і Mn(II). Встановлено, що активовані вугільні матеріали, які самостійно розкладають озон і генерують ОН-радикали, підвищують каталітичну активність і захисні властивості імпрегнованих МеСl₂/АВ-комплексів.

6. За результатами лабораторних іспитів показано, що каталізатор складу (мас%) MnCl₂- 5,6-11,2; АВ(КАД-йодний) – решта до 100 забезпечує максимальний час (137 годин) захисної дії від озону при його концентрації від 0,2 до 1,5 мг/м³ і може бути застосований у засобах захисту навколишнього середовища і людини.

Публікації автора:

1. Ракитская Т.Л., Гранатюк И.В., Раскола Л.А. Иммобилизованные Meⁿ⁺ – катализаторы разложения озона // Вісник Одеського Державного університету. – 1998. – № 2. – С. 7-11.

2. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Паина В.Я., Бандурко A.Ю. Гетерогенезированный Cu(II)-SiO₂ – катализатор разложения озона // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 1999. – Т.42, вып.1. – С. 46-49. (Синтез каталізатора Cu(II)/SiO₂, дослідження кінетики розкладу озону; пропозиції щодо механізму реакції)

3. Ракитская Т.Л., Эннан А.А., Раскола Л.А., Бандурко А.Ю. Каталитическое разложение озона металлокомплексными соединениями // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. – 1999. – Т. 42, вып. 4. – С. 3-18. (Обробка і попереднє узагальнення літературних даних про кінетику окиснення металокомплексів у розчині; дослідження кінетики розкладу озону закріпленими на силікагелі комплексами Со(II), Cu(II), Pd(II))

4. Rakitskaya T.L., Golub A.A., Ennan A.A., Raskola L.A., Paina V.Ya., Bandurko A.Yu., Ped’ L.L. Schiff bases containing metal complexes anchored on aerosil as catalysts of low-temperature ozone decomposition // Stud. Surf. Sci. Catal. Amsterdam: Elsevier, 2000. – Vol.130 D. – P. 3879-3884. (Дослідження кінетики розкладу озону іммобілізованими на аеросилі комплексами МеL₂: Me²⁺ = Co²⁺, Mn²⁺, Cu²⁺,Fe²⁺, Zn²⁺; L = основа Шифа)

5. Ракитська Т.Л., Голуб О.А., Раскола Л.А., Бандурко О.Ю., Підмазко А.С., Зуєва І.В., Педь Л.Л., Кудренко В.А. Комплекси ванадилу з іммобілізованими на аеросилі саліцилальіміном у реакції низькотемпературного розкладу озону // Украинский химический журнал. – 2001. – Т. 67, № 10. – С. 79-82. (Вивчена кінетика розкладу озону іммобілізованими на аеросилі комплексами VOL₂, где L – основа Шифа, гліцін, амін)

6. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Бандурко О.Ю. Окиснення озоном нанесеного на силікагель мангану(ІІ) // Вісник Одеського національного університету. Хімія. – 2002. – Т. 6, вип. 5-6. – С. 3-13.

7. Ракитская Т.Л., Эннан А.А., Бандурко А.Ю., Раскола Л.А. Низкотемпературное каталитическое разложение озона // Труды 1-й международной научно-практической конференции “Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве”. – Одесса. – 2002. – С. 237-254. (Узагальнення даних про джерела виділення озону, фізико-хімічні властивості і способи розкладу озону, кінетику низькотемпературного розкладу озону закріпленими на SiО₂ і АВ ацидокомплексами Cu(II), Co(II) і Mn(II), вивчення захисних властивостей активованих вугільних матеріалів і каталізатора складу MnCl₂/АВ)

8. Ракитская Т.Л., Бандурко А.Ю., Раскола Л.А. Катализаторы низкотемпературного разложения озона: состояние и перспективы разработки // Вісник Одеського національного університету. Хімія. – 2002. – Т.6, вип.7-8. – С.13-22.

9. Rakitskaya T.L., Granatyuk I.V., Balavoinе G.G.A., Geletii Yu.V., Golub A.A., Raskola L.A. Features of transition metal sorption on Silica gel and activity of catalysts formed thereby in ozone decomposition reaction // “Silica-98” Intern.Conf. - Mulhous (France). – 1998. – P. 653-656.

10. Rakitskaya T.L., Ennan A.A., Bandurko A.Yu., Raskola L.A. Supported copper (II) complexes as catalysts of low-temperature air cleaning from ozone // Book of Abstracts. 4^th European Congress on Catalysis. – Rimini (Italy). – 1999. – P. 679.

11. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Бандурко А.Ю., Подмазко А.С. Катализаторы низкотемпературного разложения озона на основе закрепленных комплексов меди(II) // Материалы II Украинской научно-технической конференции по катализу. – Северодонецк. – 2000. – С. 97-98.

12. Rakitskaya T.L., Podmazko A.S., Bandurko A.Yu., Raskola L.A., V.Ya. Paina. Effect of a ligand nature on catalytic behavior of silica-supported copper(II) in its reaction with ozone // 4^th World Congress on Oxidation Catalysts. – Berlin (Germany). – 2001. – P.375-379.

13. Rakitskaya T.L., Bandurko A.Yu., Raskola L.A., Paina V.Ya., Bailey A.J., Geletti Yu.V., Hill C.L. Ozone decomposition by SiO₂-supported Mn²⁺ complexes // XXXVth International Conference on Coordination Chemestry. – Heidelberg (Germany). – 2002. – P. 496.

14. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Бандурко А.Ю., Волкова В.Я Нанесенные на пористые носители ацидокомплексы Co(II), Cu(II), Mn(II) в реакции разложения озона // ХХІ Междунар. Чугаевская конф. по координац. химии: Тез. докл. – Киев: ВПЦ Київський університет, 2003. – С.342-343.

15. Rakitskaya T.L., Raskola L.A., Ennan A.A., Bandurko A.Yu., Volkova V.Ya. Porous carrier supported complex of Co(II), Cu(II) and Mn(II) in reaction of catalytic ozone decomposition // 13^th International Congress on Catalysis. – Paris (France). – 2004.- P. 325.

16. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А., Эннан А.А. Адсорбционные и пропиточные комплексы Co(II), Cu(II) и Mn(II) в реакции разложения озона // XVI Українська конференція з неорганічної хімії. – Ужгород. – 2004. – С.249.

17. Ракитская Т.Л., Раскола Л.А. Состав и каталитическая способность пропиточных СoCl/SiO₂-комплексов // XVI Українська конференція з неорганічної хімії. – Ужгород. – 2004. – С.250.