КИНЕТИКА АДСОРБЦИИ 4,4-ДИМЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СИНТЕТИЧЕСКИМИ ЦЕОЛИТАМИ В ПРИСУТСТВИИ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
Аннотация
В работе нами изучена кинетика адсорбции 4,4-диметил-1,3-диоксана синтетическими цеолитами из водных растворов в присутствии фосфорной кислоты. Механизм адсорбции ДМД из водных растворов синтетическими цеолитами рассмотрен с позиций трех кинетических моделей: диффузионной модели (модель Бойда и Морриса-Вебера), Лагергерена (псевдо-первого порядка) и псевдо-вторвого порядка. В качестве сорбентов использовались синтетические цеолиты KA, NaA, CaA, CaX, NaX с диаметром пор 3-9Å. ДМД (температура кипения 113-114 °С) получен из изобутилена. Хроматографический анализ проводили на приборе Хроматек «Кристалл 5000.1» (Россия), длина колонки 2,0 м с неподвижной фазой силикона SE-30 (5%) (0,16-0,20 мм, рабочая температура 50-220 °C), газ-носитель - азот. Адсорбция ДМД из водных растворов изучалась при (75 ± 1) °С из ограниченного объема при постоянном перемешивании (лабораторная механическая мешалка 17 об/мин). Время контакта раствора с образцами сорбентов варьировалось от 120 до 3600 с. Концентрацию ДМД в растворе определяли хроматографическим методом (внутренний стандарт 4,4,5-триметил-1,3-диоксан). Получены значения коэффициентов диффузии внешнего и внутреннего массопереноса. Установлено влияние размера пор цеолитов на вклад внешнего или внутреннего диффузионного массопереноса в процесс адсорбции 4,4-диметил-1,3-диоксана. Определено время установления сорбционного равновесия. Нами обнаружено, что процесс адсорбции ДМД синтетическими цеолитами в присутствии фосфорной кислоты определяется значениями диаметра пор. Показано, что значение диаметра пор синтетических цеолитов не влияет на равновесное время адсорбции ДМД. Время равновесия адсорбции для всех используемых марок цеолитов составляют 900 с. Кинетика адсорбции ДМД на синтетических цеолитах может быть адекватно описана уравнением псевдо-второго порядка, что указывает на наличие взаимодействия сорбата (ДМД) с сорбентом (синтетическим цеолитом).
Литература
Yamabe S., Fukuda T., Yamazaki S. A new intermediate in the Prins reaction. Beilstein J. Org. Chem. 2013. V. 51. N 9. P. 476-485. DOI: 10.3762/bjoc.9.51.
Yadav J.S., Subba Reddy B.V., Jayasudhan Reddy Y., Phaneendra Reddy B., Adinarayana Reddy P. A novel Prins-alkynylation reaction for the synthesis of 4-phenacyl tetrahydropyrans. Tetrahedron Lett. 2010. V. 51. N 8. P. 1236-1239. DOI: 10.1016/j.tetlet.2009.12.117.
Pastor I.M., Yus M. Focused update on the Prins reaction and the Prins cyclization. Current Org. Chem. 2012. V. 16. N 10. P. 1277-1312. DOI: 10.2174/138527212800564196.
Dumitriu E., Hulea V., Fechete I., Catrinescu C., Au-roux A., Lacaze J.F., Guimon C. Isoprene by Prince con-densation over acidic molecular sieves. Appl. Catal. A: Gen. 1999. V. 181. N 1. P. 15-28.
Plate N.А., Slivinskii Е.V. The basics of chemistry and monomers technologies. М.: Nauka. 2002. 696 p. (in Rus-sian).
Тukhvatshin V.S., Nаsyrov I.Sh., Belanogov I.А., Таlipov R.F. Synthesis of isoprene. Ufa: Bashkir State Uni-versity. 2017. 72 p. (in Russian).
Telalović S., Maheswari J. F., Ramanathan R., Chuah A., Hanefeld U. Synergy between Bronsted acid sites and Lewis acid sites. Chem. Commun. (Cambridge, England). 2008. V. 7345. N 38. Р. 4631. DOI: 10.1039/b807953f.
Оrdomskii V.V., Syhkevich V.L., Ivanova I.I. RF Patent N 2412148. 2011 (in Russian).
Mazina L.А. RF Patent N 2459790. 2012.
Оrdomskii V.V., Sushkevich V.L., Ivanova I.I. RF Patent N 2446138. 2012 (in Russian).
Кotelnikov G.R., Sidnev V.B., Кachalov D.V., Lygovkin S.N., Коmarov S.М., Churkin V.N., Glushakov M.I. RF Patent N 2448939. 2012 (in Russian).
Bikbulatov I.Kh., Daminev R.R., Yunusov D.Sh., Bacho-nina E.I. RF Patent N 2417977. 2011 (in Russian).
Bikbulatov I.Kh., Daminev R.R., Yunusov D.Sh., Bachonina E.I. RF Patent N 2417979. 2011 (in Russian).
Fadeeva V.I., Shekhovtsova Т.N., Ivanova V.М. The basics of analytical chemistry. Practical course. М.: Vyssh. shk. 2003. 463 p. (in Russian).
Кrasnova T.А., Golybeva N.S., Belyaeva О.V. Extraction of phenol from organo-minerals mixtures. Akt. Probl. Sov-rem. Nauki. 2006. N 4. P. 143-146 (in Russian).
Neudachkina L.К., Petrova Yu.S., Zasykhin А.S., Оsipova V.А., Gorbunova E.М., Larina Т.Yu. Kinetics of sorption of heavy metal ions by pyridylethylated ami-nopropylpolysiloxane. Analitika Kontrol. 2011. V. 15. N 1. P. 87-95 (in Russian).
Кrizhanovskaya О.О., Sinyaeva L.А., Каrpov S.I., Sel-emenev V.F., Borodina Е.V., Ressner F. Kinetic models in describing the sorption of fat-soluble physiologically active substances by highly ordered inorganic siliceous materials. Sorpts. Khroma-togr. Protsessy. 2014. V. 14. N 5. P. 784-794 (in Russian).
Romantsova I.V., Burakov A.E., Kucherova A.E. Study of the kinetics process of the liquid-phase adsorption of or-ganic substances on hybrid nanostructured carbon sorbents. Abstracts of VI Russian scientific-practical conference "Modern science-intensive innovative technologies". Samara: Samara Scientific Center of the Russian Academy of Scienc-es. 2014. P. 611-614. (in Russian).
Kupova O.Yu., Vakulin I.V., Talipov R.F. Ab initio study of 1,3-dioxanes formation from formaldehyde dimer and al-kenes. Computat. Theor. Chem. 2013. V. 1013. P. 57-61. DOI: 10.1016/j.comptc.2013.02.024.
Kupova O.Yu., Vakulin I.V., Talipova G.R., Talipov R.F. Quantum-chemical study of the formation of 1,3-dioxanes from formaldehyde dimer and alkenes. Butlerov Soobshch. 2012. V. 32. N 13. P. 123-127 (in Russian).
Vakulin I.V., Kupova O.Yu., Talipov R.F. Quantum-chemical study of the features of addition of oligomers of formaldehyde to alkenes. Vest. Bashkir Gos. Un-ta. 2010. V. 15. N 2. P. 294-297 (in Russian).
