Głębokie utlenianie sulfonowanej żywicy styrenowo-diwinylobenzenowej w obecności odczynnika fentona - identyfikacja składu chemicznego produktu

• Autorzy: Monika Zahorodna , Romuald Bogoczek

Warianty tytułu

Fenton Reagent as Oxidizing Agent of the Sulfonated Styrene-Divinylbenzene Resin - Identification of the Chemical Constitution of the Product

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W artykule omówiono żywice jonowymienne stosowane do procesów oczyszczania wody, które w efekcie wielokrotnych cykli pracy tracą swoje pierwotne właściwości, stając się trudnym do zagospodarowania odpadem. Obiecującą metodą utylizacji zużytych jonitów wydaje się ich utlenienie z wykorzystaniem procesów AOP. Autorzy opisali również utlenienie makroporowatej sulfonowanej żywicy w obecności odczynnika Fentona (H₂O₂/Fe²⁺). Proces utleniania sulfonowanego kationitu powoduje destrukcję usieciowanej struktury i w konsekwencji jego upłynnienie. W konsekwencji otrzymano rozpuszczalną w wodzie brunatną mieszaninę zdegradowanego jonitu. Podjęto próby identyfikacji jakościowej związków chemicznych obecnych w otrzymanej cieczy. Do badań wykorzystano HPLC, GC-MS oraz FTIR. W powstałej mieszaninie zidentyfikowano: kwasy karboksylowe (mrówkowy, octowy, szczawiowy, maleinowy, bursztynowy), sulfonowe (4-hydroksy benzenosulfonowy, sulfobenzoesowy, sulfoftalowy), hydrochinon, hydroksyhydrochinon, acetofenon i kwas siarkowy. Obecność alifatycznych kwasów karboksylowych pozwala przypuszczać, że nastąpił proces otwarcia pierścieni benzenowych. Złożony skład analizowanej mieszaniny, znajdujący potwierdzenie w przeprowadzonych analizach, wskazuje na konieczność dalszych badań składu chemicznego, które warunkują potencjalne zastosowanie zdegradowanego jonitu. (abstrakt oryginalny)

EN

The ion exchange resins applied to water treatment after a number of cycles lose their original properties and become a useless waste material. One of the promising method in the utilization of deactivated resins seems to be an advanced oxidation processes (AOPs), namely oxidation with Fenton reagent (H₂O₂/Fe²⁺). The oxidation of a macroporous sulfonated cation exchanger St-DVB was performed. Fenton reagent was applied as oxidizing agent. Attempts of qualitative identification of compounds present in the obtained complex mixture were investigated. The analyses were carried out by the use of HPLC, FTIR, GC-MS. The oxidation of sulfonated cation exchanger brings about a decomposition of its cross-linking structure. The obtained product of the resin oxidation was a brown, water soluble complex mixture. The following compounds were identified: carboxylic acids (formic, acetic, oxalic, succinic, maleic, benzoic, phthalic), sulfonic acids (4-sulfobenzoic, phenol-4-sulfonic, sulfophtalic), hydroquinone, hydroxyhydroquinone, acetophenone and sulfuric acid. Whereas the presence of aliphatic carboxylic acids confirms probably a ring fission of aromatic rings. The obtained results confirm the complexity of the liquid mixture and further study are indispensable to work out of mechanism this decomposition. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Chemia

EN

Chemistry

• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu
• Rocznik: 2004
• Numer: nr 1041 Zielona chemia
• Strony: 206--215

Twórcy

autor

Monika Zahorodna

• Akademia Ekonomiczna we Wrocławiu

autor

Romuald Bogoczek

• Akademia Ekonomiczna we Wrocławiu

Bibliografia

• Nawrocki J., Biłozor S., Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne, PWN, Warszawa 2000.
• Bratek K., Bratek W., Kułażyński M., Fuel Process. Tech. 2003, 81, 87-102.
• Nezu A., Morishima T., Watanabe T., Thin Solid Films 2003, 435, 335-339.
• Chun U-K., Choi K., Yang K-H., Park J-K., Song M-J., Waste Manage. 1998, 18, 183-196.
• Bratek K., Bratek W., Kułażyński M., Carbon 2002, 40, 2213-2220.
• Kubota M., J. Radioanal. Chem. 1983, 78, 295-305.
• Goldring L.S., The Theory and Practice of Ion Exchangers, Intern. Conf. Churchill College University of Cambridge, 25th-30th July, 1976.
• Bibler N., E., Orebaugh E.G., Ind. Eng. Chem., Prod. Res. Dev., 1976, 15, 136-138.
• Mai C., Majcherczyk A., Schorman W., Hüttrmann A., Polym. Degrad. Stab. 2002, 75, 107- -112.
• Rivas F.J., Baltran F., Frades J., Buxeda P., Wat. Res. 2001, 35, 387-396.
• Chamarro E., Marco A., Esplugas S., Wat. Res. 2001, 35, 1047-1051.
• Zagarodni A.A., Kotova D.L., Selementev V.F., React. Funct. Polym. 2002, 53, 157-171.
• Silverstein R.M., Bassler G.C., Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, PWN, Warszawa 1970.
• Bruzzonotti M.C., Mentasi E., Sarzanini C., J. Chromatogr. A 1997, 770, 51-57.
• Juracka F., Chem. Listy, 1976, 67, 412-423.
• Wirth L.F., Feldt C.A., Ödland K., Ind. Eng. Chem. 1961, 53, 638-641.
• Stöffler B., Luft G., Chemosphere, 1999, 38, 1035-1047.
• Coffmann D.D., Janner E.L., Lipscomb R.D., J. Am. Chem. Soc. 1957, 80, 2864-2872.