КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ В МИКРОГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕДАХ, ОБРАЗОВАННЫХ ДОБАВКАМИ ИОНОГЕННЫХ ПАВ

Касаикина О.Т., Карташева З.С., Максимова Т.В.

Институт Химической Физики им. Н.Н.Семенова РАН

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) могут оказывать существенное влияние на скорость и механизм жидкофазного окисления углеводородов. В неполярной углеводородной среде ПАВ образуют микроагрегаты типа обращенных мицелл, в которых концентрируются полярные продукты окисления - вода, спирты, гидропероксиды и т.д., и осуществляются ключевые реакции.

На примере окисления додекана, этилбензола, кумола и лимонена с добавками анионных ПАВ додецилсульфата натрия (ДДС) и Аэрозоля ОТ (АОТ) и катионного цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) рассмотрено влияние микроагрегатов ПАВ на кинетику и механизм окисления углеводорода, состав продуктов окисления, механизм распада соответствующих гидропероксидов (ROOH) - одной из ключевых стадий автоокисления углеводорода.

ЦТАБ каталитически ускоряет разложение ROOH на свободные радикалы и, благодаря этому обстоятельству, является катализатором окисления соответствующих углеводородов. ЦТАБ образует синергические каталитические системы с комплексами переходных металлов.

ДДС катализирует гетеролитическое разложение гидропероксида a-фенилэтила на фенол и ацетальдегид, гидропероксида кумила - на a-метилстирол, гидропероксидов додекана -с образованием олефинов. Выход олефинов при окислении додекана молекулярным кислородом около 20%, т.е. ДДС можно рассматривать как катализатор окислительного дегидрирования алкана.

Каталитическая активность ПАВ сильно зависит от содержания воды в системе, и при большом содержании воды катализ не наблюдается.

Представляется конструктивным сопоставление каталитических микрореакторов - микрополостей обращенных мицелл ПАВ и микрополостей гетерогенных цеолитных катализаторов (МеY, МеZSM-5, МеХ, Hmordenite). В обращенных мицеллах легче регулировать и контролировать размеры и форму, вводить допирующие компоненты, регулировать содержание воды, осуществлять каталитические реакции при относительно низких температурах.