Синтез и каталитические свойства полимер иммобилизованных наночастиц кобальта и никеля

Показана возможность использования сополимеров поли-(этилен)-пропиленгликольмалеинатов (п-ЭГМ и п-ПГМ) с акриловой кислотой (АК) в качестве матрицы для получения эффективных металл-полимерных комплексов для гидрирования органических соединений. Методами электронно-микроскопического и динамического рассеяния света определен средний размер наночастиц, составивший 112 нм, имеющих сферическую форму и равномерное распределение вдоль поперечного сечения полимера. Cодержание никеля и кобальта в комплексах составляет 0,52 и 0,48 мас.% соответственно в сополимере п-ЭГМ/АК, 0,49 и 0,51 мас.% в сополимере п-ПГМ/АК. Установлено, что повышение температуры с 25 до 40 °С позволяет существенно увеличить скорость гидрирования пиридина вследствие активации катализатора и увеличения числа активных центров катализатора за счет набухания полимерной сетки и перехода ее из сжатого глобулярного состояния в развернутое. Увеличение силы тока с 1 до 3 А уменьшило выход пиперидина, что не позволяет использовать увеличение плотности тока для сокращения продолжительности синтеза. Можно заключить, что найденные нами экспериментальные условия позволяют получить конечный продукт гидрирования с более высокими скоростями и выходами.

1. Poгoвинa Л.З., Вacильев В.Г., Бpaудo Е.Е. // ВМC. Cеpия C. 2008. Т. 50. № 7. C. 1397—1406.

2. Picot D.R., Ross-Murphy S.B. // Polymer Gels and Networks / Ed. by Y. Osada, A.R. Khokhlov // New York: Marcel Dekker. 2002. P. 453-455.

3. Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И. Металлополимерные гибридные нанокомпозиты. М.: Наука, 2015. 494 с.

4. Яштулов Н.А., Лебедева М.В., Флид В.Р. // Изв. РАН. Сер. хим. 2015. Т. 64. № 8. С. 1837—1841.

5. Wilcoxon J.P., Abrams B.L. // Chem. Soc. Rev. 2006. Vol. 35. P. 1162-1194.

6. R. Koizhaiganova, H.J. Kim, T. Vasudevan, S. Kudaibergenov, M.S. Lee // Journal of Applied Polymer Science. 2010. Vol. 115. P. 2448—2454.

7. Бектуров Е.А. Полимерные гидрогели. Алматы: Гылым, 1998. 240 с.

8. Feil H., Bae Y. H., Feijen J., W. Kim // Macromolecules. 1992. Vol. 25. P. 5528-5530.

9. Ed. by B.C. Gates, L. Guezi, H. Knosinger. Metal clusters in catalysis. Amsterdam, 1986.

10. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М., 2000.

11. Burkeev M.Z., Magzumova A.K., Tazhbaev E.M., Khamitova T.O., Kovaleva A.K., Burkeeva G.K. // Russian Journal of Applied Chemistry. 2013. Vol. 86. № 1. P. 63—68.

12. Пат. РК 0222.1 от 11.11.2013.

13. Буркеев М.Ж., Магзумова А.К., Тажбаев Е., Хамитова Т.О. и др. / Материалы Всероссийской научно-методической конференции. Санкт-Петербург. Т. 3. СПб. Изд-во: Политехн. ун-та, 2012. С. 26—28.

14. Буркеев М.Ж., Тажбаев Е.М., Буркеева Г.К., Ковалева А.К., Давренбеков С.Ж., Копбосынова А.А., Омашева А.В. // Журнал прикладной химии. 2015. № 2 (88). С. 313—319.

15. Innovational pat. 31799/02 (publ. 2008).

16. Магзумува А.К., Буркеев М.Ж., Ковалева А.К., Хамитова Т.О. // Материалы II Междунар. Российско-Казахстанской конф. по химии и химическим технологиям. Караганда, 2012. С. 413—414.

17. Burkeev M.Zh., Sarsenbekova A.Zh., Tazhbaev E.M. // Bulletin of University of Karaganda. Series «Chemistry». 2014. № 2(74). P. 15-20.

18. Кирилюс И.В. Электрокаталитическое гидрирование. Алма-Ата: Наука Каз. ССР, 1981. 135 с.

19. Li Y., Boone E., El-Sayed M.A. // Langmuir. 2002. Vol. 18 P. 4921-4925.

20. Narayanan R., El-Sayed M.A. // Journal of the American Chemical Society. 2003. Vol. 125. P. 8340-8347.

21. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокла- стеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006. 592 с.

22. Бектенова Г.А., Бектуров Е.А. // Полимерные электролиты, гидрогели, комплексы и катализаторы. Алматы, 2007. C. 175—192.

23. Yimiao He, J. Huang, D. Liang, L. Liu, Q. Zhu // Chem. Comm. 2013. V. 49. Iss. 66. P. 7352-7354.

24. Jean-Ho Chu, Wen-Ting Hsu, Yi-Hua Wu, M.-F. Chiang, N.-H. Hsu, H.-P. Huang, M.-J. Wu // J. Org. Chem. 2014. V. 79. Iss. 23. P. 11395-11408.

25. S. Sharma, M. Kumari, D.K. Sharma. Electroreduction of 4-nitrobenzaldehyde in basic medium at Different Electrodes // Nature and Science. 2009. V. 7. № 3. Р. 84-98.

26. Тарасевич М.Р., Орлов С.Б., Школьников Е.И., Торопцева Т.Н., Басова И.Г. и др. Электрохимия полимеров. М.: Наука, 1990. 238 с.