Радикальное разложение 2,4-динитротолуола в условиях прогрессивного окисления. Расчетное исследование

Autor: Sviatenko, Liudmyla K., Gorb, Leonid, Okovytyy, Sergiy I., Leszczynski, Jerzy
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Journal of Chemistry and Technologies; Том 24, № 2 (2016): Bulletin of Dnipropetrovsk University. Series Chemistry; 56-61
Journal of Chemistry and Technologies; Том 24, № 2 (2016): Вестник Днепропетровского университета. Серия химия; 56-61
Journal of Chemistry and Technologies; Том 24, № 2 (2016): Вісник Дніпропетровського університету. Серія хімія; 56-61
ISSN: 2306-871X
2313-4984
Popis: At the present time one of the main remediation technologies for such environmental pollutant as 2,4-dinitrotoluene (DNT) is advanced oxidation processes (AOPs). Since hydroxyl radical is the most common active species for AOPs, in particular for Fenton oxidation, the study modeled mechanism of interaction between DNT and hydroxyl radical at SMD(Pauling)/M06-2X/6-31+G(d,p) level. Computed results allow to suggest the most energetically favourable pathway for the process. DNT decomposition consists of sequential hydrogen abstractions and hydroxyl attachments passing through 2,4-dinitrobenzyl alcohol, 2,4-dinitrobenzaldehyde, and 2,4-dinitrobenzoic acid. Further replacement of nitro- and carboxyl groups by hydroxyl leads to 2,4-dihydroxybenzoic acid and 2,4-dinitrophenol, respectively. Reaction intermediates and products are experimentally confirmed. Mostly of reaction steps have low energy barriers, some steps are diffusion controlled. The whole process is highly exothermic.
У даний час однією з основних технологій для рекультивації такого забруднювача навколишнього середовища, як 2,4-динітротолуена (DNT), є прогресивні процеси окислення (AOPs). Оскільки гідроксильний радикал є найбільш поширеним активним агентом для AOPs, зокрема для окислення Фентона, механізм взаємодії між DNT і гідроксильним радикалом змодельований на SMD(Pauling)/M06-2X/6-31+G(d,p) теоретичному рівні. Розраховані результати дозволяють припустити найбільш енергетично вигідний шлях для процесу. Розкладання DNT складається з послідовних відщеплень Гідрогену і приєднань гідроксилу, що проходять через 2,4-динітробензиловий спирт, 2,4-динітробензойний альдегід і 2,4-динітробензойну кислоту. Подальша заміна нітро- і карбоксильної груп гідроксилом приводить до 2,4-дигідроксибензойної кислоти і 2,4-динітрофенолу відповідно. Проміжні та кінцеві продукти реакції підтверджені експериментально. Більшість стадій реакції мають низькі енергетичні бар'єри, деякі стадії контролюються дифузією. Весь реакційний процес є сильно екзотермічним.
В настоящее время одной из основных технологий для рекультивации такого загрязнителя окружающей среды, как 2,4-динитротолуола (DNT), являются прогрессивные процессы окисления (AOPs). Так как гидроксильный радикал является наиболее распространенным активным агентом для AOPs, в частности для окисления Фентона, механизм взаимодействия между DNT и гидроксильным радикалом смоделирован на SMD(Pauling)/M06-2X/6-31+G(d,p) теоретическом уровне. Рассчитанные результаты позволяют предположить наиболее энергетически выгодный путь для процесса. Разложение DNT состоит из последовательных отщеплений водорода и присоединений гидроксила, проходящих через2,4-динитробензиловый спирт, 2,4-динитробензойный альдегид и 2,4-динитробензойную кислоту. Дальнейшая замена нитро- и карбоксильных групп гидроксилом приводит к 2,4-дигидроксибензойной кислоте и 2,4-динитрофенолу соответственно. Промежуточные и конечные продукты реакции подтверждены экспериментально. Большинство стадий реакции имеют низкие энергетические барьеры, некоторые стадии контролируются диффузией. Весь реакционный процесс является сильно экзотермическим.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: