CC BY
13As can be seen from table 3, the theoretically possible yields of hydrogen, carbon monoxide, and formaldehyde increase with increasing reaction temperature and reach almost 100% at a temperature of 900 K. Table 3 also shows that the theoretically possible yields of methane,diethyl ether in the entire methanol studied are 0 and 100%, respectively.
Thus, based on the thermodynamic calculations, it can be said that it is prefereble to carry out the steam reforming of methanol into hydrogen at temperatures above 600 K.
REFERENCES:
1. J.D.Holladay, J.Hu, D.L.King, Y.Wang. An overview of hydrogen production technologies, Catalysis Today, 2009, #139, p.244-260.
2. Barbara Lorenzut, TizianoMontini, Loredana De Rogatis et al. Hydrogen production through alcohol steam reforming on Cu/ZnO-based catalysts. Applied Catalysis B,2011, Volume 101, Issues 3-4, Pages 266274.
3. Ting Dong, Zhaoxiang Wang, Lixia Yuan et al, Hydrogen production by steam reforming of ethanol on potassium-doped catalyst. Catalysis letter, 2007, #119, p.29-39.
4. T.Mizuno, T.Nakajima, A Stable Catalyst for Hydrogen Production by Steam Reforming of 2-Propa-nol: Rh/Al2O3. J. Chem. Eng. Jpn. 2002, Vol.35,N.5, p.485-488.
RESEARCH OF COMPLEX FORMATION IN THE ME - PGMG SYSTEM
Obushenko T.
Senior Lecturer National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» Tolstopalova N.
PhD, Associate Professor National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Matusevych I.
Student National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
ДОСЛ1ДЖЕННЯ КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ У СИСТЕМ1 МЕ -ПГМГ
Обушенко T.I.
старший викладач Нацюнальний технгчний унгверситет Украши «Кшвський полтехтчний унгверситет гменг1горя Сгкорського»
Толстопалова Н.М.
Кандидат техтчних наук, доцент Нацюнальний технгчний унгверситет Украши «Кшвський полтехтчний унгверситет гменг 1горя Сгкорського»
Матусевич I.B. студентка
Нацюнальний технгчний унгверситет Украши «Кшвський полтехтчний унгверситет гменг 1горя Сгкорського»
Abstract
Interactions of biocide reagent polyhexamethyleneguanidine (PGMG) with heavy metal ions were studied in this work. Researches were made on model solutions with the concentrations of heavy metals 10-1 mol/dm3 - 10-2 mol/dm3. Composition of the complex compound of metals with PGMG was established.
5. Ta-Jen HuangandHsiao-Min Chen. Hydrogen production via steam reforming of methanol over Cu/(Ce,Gd)O2-x catalysts. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, Vol. 35, Issue 12, p 6218-6226
6. Samuel D. Jones and Helena E. Hagelin-Weaver. Steam reforming of methanol over CeO2- and ZrO2-promoted Cu-ZnO catalysts supported on nano-particle AbOs. Applied Catalysis B,2009, Vol. 90, Issues 1-2, p. 195-204
7. Mei Yang, Shulian Li and Guangwen Chen. High-temperature steam reforming of methanol over ZnO-АЪОз catalysts.Applied Catalysis B, Environmental, 2011, Volume 101, Issues 3-4, Pages 409-416.
8. George Olah, Alain Goeppert, and G. K. Surya Prakash. Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy, Wiley-VCH, 2006.
9. J.Kemsley, Methanol's Allure, Chemical & Engineering News, 2007, №3, , p. 55-59
10. Rajesh Thattarathody, Moshe Sheintuch, Kinetics and Dynamics of Methanol Steam Reforming on CuO/ZnO/alumina Catalyst, Applied Catalysis A, General, Volume 540, 25 June 2017, Pages 47-56.
11. А.А.Равдель,А.М.Пономарева,Краткий справочник физико-химических величин. Ленинград, химия, 1983, 231с.
Анотащя
Вивчали взаемодш юшв важких метал!в з бюцидним препаратом поллексаметиленгуашдшом (ПГМГ). Дослвдження проводили на модельних розчинах з концентрациями важких метал!в 10-1 моль/дм3 - 10-2 моль/дм3. Встановлено склад комплексно! сполуки метал1в з ПГМГ.
Keywords: heavy metals, complexformation, isomolar series. Ключовi слова: важк метали, комплексоутворення, !зомолярш серп.
Вступ. На даний час розроблена досить велика кшьшсть р1зноманггних метод1в видалення юшв метал1в з водного середовища, що вщр!зняються м1ж собою соб!варпстю, ефектившстю, варпстю обладнання, тощо [1].
Виршення проблеми тдвищення якосп 1 без-печносп води можливе лише за умови впрова-дження сучасних технологш водопвдготовки !з за-стосуванням нових високоефективних реагенпв: дезшфектанпв, флокулянпв та коагулянпв [2].
Одним !з таких реагенпв е полпексаметилен-гуашдш хлорид - прошитий пол!електролп бюци-дно! ди. Пол1електрол1ти на даний час широко за-стосовуються у р1зних галузях науки та техшки в якосп флокулянпв та коагулянпв коло!дних диспе-рсп у вод!, наприклад для освилення вщпрацьова-них та мутних вод, для стабшзаци колощв, зок-рема емульсш та тн, для структурування грунпв [3]. Прошип пол1електрол1ти використовуються в якосп юнообмшних матер1ал1в та комплексошв.
Мета роботи. Дослщження комплексоутворення в систем! Ме - ПГМГ, визначення оптимально! дози ПГМГ, необхвдно! для утворення ст!йко! комплексно! сполуки. При виконанш дано! роботи використовувався ПГМГ - хлорид. Елеме-нтарний склад ПГМГ-хлориду, %: С - 47,55; Н - 9,21; N - 23,41; С1 - 9,87 [2].
Поллексаметиленгуашдш (ПГМГ) мае р!зш сольов! форми, яш можна представити структурною формулою:
де х - - анюн кислоти.
Перспективною областю використання ПГМГ е очистка та знезаражування води (питно!, мшера-льно!, спчних вод промислових п!дприемств). Було встановлено, що в водному середовищ! ПГМГ од-наково ефективний проти бактерш, в!рус!в, а також проти основних компонента б!оценозу обростання
- мшромщепв, др!ждж1в та водорост!в. Кр!м того, завдяки властивостям високомолекулярного пол!е-лектролиу, ПГМГ мае флокулююч! властивост! ! може бути б!оцидним флокулянтом. Це дозволяе рекомендувати ПГМГ для очистки та антисептиру-вання води, а також для боротьби з бюобростанням обладнання, працюючого в контакт! з водою (сис-теми замкненого водозабезпечення, системи охоло-дження та шше).
Метод дослiдження: В дан!й робот! було дос-л!джено можлив!сть використання ПГМГ для видалення юшв важких метал!в, шляхом зв'язування !х у комплекси.
Для виконання роботи було використано моде-льн! розчини солей важких метал!в, а саме Со2+, Сг3+, №2+, Си2+ з концентрац!ями: 10-1 - Ы0-2 моль/дм3, та розчин ПГМГ з концентращею 1»10-1 -1^10-2 моль/дм3.
Для проведення дослвдження було викорис-тано метод !зомолярних сер!й (метод безперервних зм!н). Метод полягае у визначенш сп!вв!дношення !зомолярних концентрац!й реагуючих речовин, що ввдповщае максимальному утворенню комплексно! сполуки МтЯп. Крива залежност! виходу комплексу ввд складу розчину характеризуеться екстремаль-ною точкою [4]. Така точка вщповщае максимально можливш концентрац!! комплексу МтЯп, що утво-рюеться за реакщею
Мт + Яп ^ МтЯп,
а !! положення пов'язано з стехюметрич-ними коефщентами т та п:
де Ся и См - початков! концентрац!!' реагуючих компоненпв М ! Я.
Для виконання анал!зу було приготовано розчини Ме - ПГМГ однаково! молярно! концентрац!! та змшано !х у ант!батних сп!вв!дношеннях, при цьому загальний об'ем розчину та сумарна кшькють молей обох компоненпв у загальному об'ем! сумш! залишалися незм!нними [5].
Таблиця 1
Дам для приготування iзомолярно'l' сери
Номер розчину 1 2 3 4 5 6 7
Ме, моль/дм3 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25
ПГМГ, моль/дм3 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75
Результата дослщження. На спектрофотометр! SPECORD M40 було отримано спектри розчин!в солей метал!в в залежност! ввд концентрац!! !она та середовища. В якосп розчин!в пор!вняння для зняття спектр!в використовувались розчини ПГМГ з такими ж концентращями як дослвджуваш роз-чини.
На рис. 1 наведено спектр поглинання розчину №(Ы03)2 у ПГМГ. Максимуми поглинання розчин №(N03)2 мае при 392,3 нм та 717 нм. При додаванш до №(N03)2 розчину ПГМГ вщбува-еться зсув максимум!в поглинання у бшьш корот-кохвильову область. Так, при сшвввдношенш Ni(N0з)2 до ПГМГ 0,75:1,25 максимум поглинання
з 392,3 нм змщувався на 384,4 нм, а другий максимум з 717 нм змщувався на 711нм. При по-дальшому зменшенш концентрацп ПГМГ та збшыненш концентрацп N i (N 0 3); тс ж в i д бу в а в с я А
1
зсув максимумiв поглинання, але менш значний. При досяганнi спiввiдношення Ni(NO3)2 : ПГМГ = 1:1 ввдбувалася коагулящя розчину, що унемож-ливлювало подальше зняття 1зомолярно! cepii.
350
900
X. нм
Рис. 1 Спектр поглинання нкелю з ПГМГ 1 -розчин Ni(NOs)2, 2 -розчин Ni(NOs)2з ПГМГ (0,75:1,25), 3 -розчин Ni(NOs)2з ПГМГ (0,5:1,5), 4 - розчин Ni(NO3)2 з ПГМГ (0,25:1,75), 5 - розчин ПГМГ.
Аналопчш спектри отримано для мщ, кобальту та хрому. На рис. 2-4 наведено iзомолярнi сери спе-к^в поглинання розчишв Cu(NO3)2, Co(NO3)2 та Cr(NO3)3 з розчином ПГМГ. На отриманих спектрах та-кож спостертаеться зсув макси\1\\пв поглинання.
А
350
Рис. 2 Спектр поглинання Midi з ПГМГ 1 - розчин Cu(NO3)2, 2 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (0,75:1,25), 3 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (0,5:1,5), 4 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (0,25:1,75), 5 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (1:1), 6 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (1,25:0,75), 7 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (1,5:0,5), 8 - розчин Cu(NO3)2 з ПГМГ (1,75:0,25),
9 - розчин ПГМГ.
A
350 -> 900 Â.HM
Рис. 3 Спектр поглинання кобальту з ПГМГ 1 - розчин Co(NÜ3)2, 2 - розчин Со(ЫОз)2 з ПГМГ (0,75:1,25), 3 - розчин Св(ЫОз)2 з ПГМГ (0,5:1,5), 4 - розчин Co(NÜ3)2 з ПГМГ (0,25:1,75), 5 - розчин Co(NÜ3)2 з ПГМГ (1:1), 6 - розчин Co(NÜ3)2 з ПГМГ (1,25:0,75), 7 - розчин Co(NÜ3)2 з ПГМГ (1,5:0,5), 8 - розчин Co(NÜ3)2 з ПГМГ (1,75:0,25),
9 -розчин ПГМГ.
350 -* 900 К. нм
Рис. 4 Спектр поглинання хрому з ПГМГ 1 - розчин Cr(NÜ3)3, 2 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (0,75:1,25), 3 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (0,5:1,5), 4 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (0,25:1,75), 5 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (1:1), 6 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (1,25:0,75), 7 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (1,5:0,5), 8 - розчин Cr(NÜ3)3 з ПГМГ (1,75:0,25),
9 - розчин ПГМГ.
Виявлено, що при високих концентрациях ПГМГ (1 моль/дм3) при введенш юшв металу 10-3 -10-4 моль/дм3 в систем! спостерпаеться поступове утворення колощв та !х агрегац1я.
Отримано 1Ч-спектри осад1в Си-ПГМГ, №-ПГМГ, Со-ПГМГ. До 100 см3 розчину ПГМГ з кон-центрашею 1 моль/дм3 додавали 10 см3 розчишв солей метал1в з концентрациями 10~4 моль/дм3. Осади
вщдшяли центрифугуванням та фшьтрашею. Ана-л1з 1Ч-спектр1в (рис. 5) та пор1вняння !х !з спектрами чистого ПГМГ показав, що спектри осад1в майже щентичш спектрам чистого ПГМГ, кр1м того у спектрах ввдсутш гвдроксильш групи, тобто осади не е пдроксидами метал1в. Отже осади представляли собою ПГМГ, що мютив домшки юшв мета-л1в.
Рис. 5.1Ч-спектри ПГМГ та ocadie систем Со-ПГМГ, Ni-ПГМГ
Анал1з фшьтрапв, що було отримано шсля ввд-дшення осад1в не виявив ПГМГ. Випадшня осад1в з висококонцентрованих розчишв ПГМГ можна по-яснити коагулящею системи. ПГМГ е високомоле-кулярною сполукою, розм1ри молекул яко! набли-жуються до розм1р1в коло!дних частинок. Кр1м того ПГМГ можна ввднести до катюноактивно! поверх-нево-активно! речовини. Так1 речовини в концент-рованих розчинах здатш агрегувати м1ж собою. Аг-регуванню сприяе введення в розчин електролтв.
Таким чином, введення юшв солей метал1в у концентроваш розчини ПГМГ може викликати аг-регацш дано! системи, що ! спостер!галося в ход! експерименту.
Висновки. Досл!дження системи Ме-ПГМГ в шдиввдуальних розчинах металу, з концентрац!ями 10-1 -10-2 моль/дм3 показали, що в системах Со-ПГМГ, №-ПГМГ, Си-ПГМГ, Сг-ПГМГ вщбува-еться утворення комплексних сполук. Методом !зо-молярних серш для вс!х систем було встановлено оптимальне мольне сп!вв!дношення Ме:ПГМГ, що дор!внювало в ус!х випадках 0,75:1,25, тобто 1:1,7. Такий надлишок ПГМГ по ввдношенню до кшько-сп металу може бути пояснений неможливютю просторово! координац!!' деяких груп пол!меру. До-сл!дження системи Ме-ПГМГ в !ндивщуальних розчинах метал!в, з концентращею ПГМГ 1 моль/дм3
виявили, що в системi ввдбуваеться процес коагуля-ц^ навиъ при введенш розчишв металiв незначних концентрацiй (10-3 -10-4моль/дм3).
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ:
1. Фiзико-хiмiчнi методи очишення води. Ке-рування водними ресурсами/ П!дручник.- Пiд ре-дакцieю 1.М. Астрелiна та Х. Ратнаыри. Проект «Водна гармония».- К.: Друкарня «Вольво», 2015.— 578с.
2. Гембицкий П.А., Воинцева И.И. Полимерный биоцидный препарат полигексаметиленгуани-дин. - Запорожье, 1998. — 44с.
3. Ефимов К.М., Гембицкий П.А., Дюмаева И.В. Данилина Н.И. Дезинфицирующие флоку-лянты для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 2001. — №6. — С.13 — 17.
4. Алексеев С.О. Хiмiя комплексних сполук. Навчальний поабник. - Ки!в: ВПЦ "Ки!вський ушверситет", 2010. — 159 с.
5. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. — 5 изд., перераб. — Л.: Химия — 1986. — 432с.
