Наноразмерные Pt-, Ru-, Pd-содержащие катализаторы для органического синтеза и решения проблем экологии

Рассматривается синтез Pt-, Ru- и Pd-содержащих наночастиц в порах полимерной матрицы сверхсшитого полистирола (СПС), их структура и каталитические свойства. Физико-химические исследования показали, что формирование металлосодержащих наночастиц зависит от свойств пористой структуры полимерной матрицы, природы исходного прекурсора металла и от условий синтеза. Изучение каталитических свойств металлосодержащих наночастиц, стабилизированных в мезопористых матрицах, показало перспективность применения этих систем в реакциях селективного окисления и гидрирования, которые являются промежуточными стадиями в синтезе полупродуктов витаминов и лекарственных средств. Для решения экологических проблем нанокатализаторы были исследованы в процессах окислительной деструкции фенола и восстановительной денитрификации нитратов для очистки сточных и природных вод. Использование нанокатализаторов в промышленном масштабе позволит увеличить выход целевого продукта и повысить экологическую безопасность производств.

1. Fendler J.H. Nanoparticles and Nanostructured Films: Preparation, Characterization and Applications. New-York: Wiley-VCH, 1998.

2. Wieckowski A., Savinova E.R., Vayenas C.G. Catalysis and Electrocatalysis at Nanoparticle Surfaces, Inc. New York, N. Y., 2003.

3. Schmid G. Nanoparticles: From Theory to Application, Weinheim:Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2004.

4. Somorjai G.A., Contreras A.M., Montano M., Rioux R.M. // Proc. Nat. Acad. Sci. 2006. Vol.103. P. 10577.

5. Astruc D., Lu F., Aranzaes J.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. Vol.44. P. 7852.

6. Mueller C., Nijkamp M.G., Vogt D. // European Journal of Inorganic Chemistry. 2005. Vol. 20. P. 4011.

7. Bronstein L.M. in: H.S. Nalwa (Ed.), Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, APS, Stevenson Ranch, CA, 2004. P. 193.

8. Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. М.: Мир, 1984.

9. Губин С.П., Юрков Г.Ю., Катаева Н.А. Наночастицы благородных металлов и материалы на их основе. М.: Мир, 2006.

10. Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: КДУ, 2007.

11. Бронштейн Л.М., Сидоров С.Н., Валецкий П.М. // Успехи химии 2004. Т. 73. С. 542.

12. Bronstein L.M., Matveeva V.G., Sulman E.M. Nanoparticulate Catalysts Based on Nanostructured Polymers in Nanoparticles and Catalysis (Ed. D. Astruc) Weinheim: Wiley-VCH, 2007.

13. Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Reichert K.-H., Schomaecker R, // Catalysis Letters 2004. Vol. 95. P .67.

14. Groeschel L., Haidar R., Beyer A., Coelfen H., B. Frank B., R. Schomaecker R. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2005. Vol..44. P.9064.

15. Liu Z., Wang X, Wu H., Li C. // J. Colloid Interface Sci. 2005. Vol..87. P. 604.

16. Tsyurupa M.P., Davankov V.A. // J. Polym. Sci.: Polym. Chem. Ed. 1980. Vol. 1. P.1399.

17. Davankov V.A., Tsyurupa M.P. // React. Polym. 1990. Vol. 13. P. 27.

18. Пастухов А.В. Физико-химические свойства и структурная подвижность сверхсшитых полистиролов. Автореф. … дис. степени докт. хим. наук. М.: ИНЭОС РАН, 2009.

19. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 2004.

20. Bonrath W., Eggersdorfer M., Netscher T. // Catalysis Today. 2007. Vol. 121. P. 45.

21. Клабуновский Е.И. // Успехи химии. 1996. Т. 65. С. 350.

22. Kagan H.B., Dang T.-P. // J. Am. Chem. Soc. 1972. Vol. 94. № 18. P. 6429.

23. Noyori, R. Stereocontrolled Organic Synthesis. Ed., Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1994.

24. Karski, S., Paryjczak T., I. Witonska I. // Kinetics and Catalysis. 2003. Vol. 44. P. 618.

25. Broennimann C., Bodnar Z., Aeschimann R., Mallat T., Baiker A. // J. Catal. 1996. Vol. 16. P. 720.

26. Besson M., Gallezot P. // Catal. Today. 2003. Vol. 81. P. 547.

27. Sidorov S., Volkov I., Davankov V. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2001/ Vol. 123. P. 10502.

28. Bronstein L., Goerigk G., Kostylev M. et al. // J. Phys. Chem. B 2004. Vol. 108. P. 18234.

29. Doluda V.Y., Sulman E.M., Sulman M.G. et al. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. P. 256.

30. Sulman E.M., Matveeva V.G., Doluda V.Y., Sidorov A.I., Lakina N.V., Bykov A.V., Sulman M.G., Valetsky P.M., Kustov L.M. et al. // Journal of Applied Catalysis B: Enviromental. 2010. Vol. 94. P. 200.

31. Beamish F.E. The analytical chemistry of the noble metals, Oxford, London, Edinburgh, New York, Toronto, Paris, Frankfurt, 1966.

32. Гинзбург С.И., Езерская Н.А., Прокофьева И.В., Федоренко Н.В., Шленская В.И., Бельский Н.К. Аналитическая химия платиновых металлов. М.: Наука, 1972.

33. Sulman E., Doluda V., Dzwigaj S. et al. // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2007. Vol. 278. P. 112.

34. Mallat T., Baiker A. // Chem. Rev. 2004. Vol. 104. P. 3037.

35. Шнайдман Л.О. Производство витаминов. М.: Пищевая промышленность, 1973.

36. Березовский В.М. Химия витаминов., Пищевая промышленность, Москва, 1973.

37. Матвеева В.Г., Сульман Э.М., Сульман М.Г. // Катализ в промышленности. 2002. № 5. С. 50.

38. Comotti,M., Della Pina C., Falletta E., Rossi M. // J.Catal. 2006. Vol. 244. P. 122.

39. Кочетков Н.К., Бочко А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов. М.: Химия, 1967.

40. Голодец И. Гетерогенно-каталитическое окисление органических веществ. Киев: Наукова думка, 1978.

41. Сергеев Г.Б. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 5. С.

42. Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. T. 70. № 2. С. 167.

43. Mercier C., Chabardes P. // Pure & Appl. Chem. 1994. Vol. 66. P. 1509.

44. Пак А.М., Сокольский Д.В. Селективное гидрирование непредельных оксосоединений. Алма-Ата: Наука, 1983.

45. Sulman E.M. // Rus. Chem. Rev. 1994. № 63. P. 923.

46. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Фаир, 1999

47. Chen C.Y., Lu C.L. // Sci. Total Environ. 2002. Vol. 289. № 1-3. P. 123.

48. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М: Министерство здравоохранения РФ, 2001.

49. Демедюк В.И., Ткаченко С.Н., Махов Е.А. и др. // Катализ в промышленности. 2003. № 6. С. 42.

50. Wu Qiang, Hu Xijun, Yue Po-lock // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.

51. Rogers K. R. и др. Eletrochemica Acta. 2000. № 45. С. 4373.

52. Keisuke Ikehata, James A. // Biotechnol. Prog. 2000. № 16. С. 533.

53. Давыденко Т.И. Прикладная биохимия и микробиология. 2004. № 6. С. 625.

54. Shin-Cheng Tzeng, Yeuk-Chueng Liu // Journal of Molecular Catalisis B: Enzymatic. 2004. № 32. С. 7.

55. Qiang Wu, Xijun Hu, Po-lock Yue // Chemical Engeneering Science. 2003. № 58. C. 923.

56. Quintanilla A., Casas J., Zazo J., Mohedano A., Rodrigues F. // J. Applied Catalysis B: Enviromental. 2006. № 62. С. 115.

57. Таран О.П., Полянская Е.М., Огородникова О.Л. и др. // Катализ в промышленности. 2010. № 6. С. 48.

58. Herrerias C. I., Zhang T.Y., Li C.J. // Tetrahedron letters. 2006. № 47. С. 13.

59. Massa P., Ivorra F., Haure P. // Catalysis Letters. 2005. № 101. C. 201.

60. Srinivas D., Sivasanker S. // Catalysis surveys from Asia. 2003. № 7. С. 121.

61. Santos A., Yustos P., Quintanilla A. // Topicsin Catalysis. 2005. № 33. C. 191.

62. Марри Р., Греннер Д., Мейес П. Биохимия человека. М.: Мир, 2004.