Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ
Stability of non-aqueous solutions and catalytic reaction of benzoyl peroxide (BP) decomposition by samples of carbon materials (CM) – apricot shell stone activated carbon KAU, its nitrogen- and oxygen-containing (N-KAU, O?KAU) modified forms, and enzyme catalase have been examined. It has been show...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/438 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543893019951104 |
|---|---|
| author | Haliarnyk, D. M. Demianenko, E. M. Bakalinska, O. M. Kulyk, T. V. Palyanytsya, B. B. Grebenyuk, A. G. Kuts, V. S. Kartel, M. T. |
| author_facet | Haliarnyk, D. M. Demianenko, E. M. Bakalinska, O. M. Kulyk, T. V. Palyanytsya, B. B. Grebenyuk, A. G. Kuts, V. S. Kartel, M. T. |
| author_sort | Haliarnyk, D. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:14:22Z |
| description | Stability of non-aqueous solutions and catalytic reaction of benzoyl peroxide (BP) decomposition by samples of carbon materials (CM) – apricot shell stone activated carbon KAU, its nitrogen- and oxygen-containing (N-KAU, O?KAU) modified forms, and enzyme catalase have been examined. It has been shown that catalytic activity of CMs, quantitatively estimated by Michaelis constants, is determined by the surface functional groups nature rather than by structural-sorption characteristics. The catalytic activity of nitrogen-containing CM in non-aqueous media is by an order of magnitude higher than that of enzyme catalase. Catalyst capability to decompose benzoyl peroxide decreases in a sequence N–KAU > catalase > KAU > O-KAU. A comparative analysis of the experimental data with the results of quantum chemical calculations of the bond breaking energy in the BP molecule in different media, electronic structure of model carbon nanoclusters (CNC) and energy parameters of BP decomposition reaction has been carried out. It has been shown that the O-O bond is the weakest in BP molecule in spite of the media polarity. Free radical of BP (С6Н5-СОО•, BP•) more easily (both kinetically and thermodynamically) interacts with nitrogen-containing graphite-like plane model CNC as compared to pristine and oxygen-containing ones. The thermodynamic and kinetic characteristics of the interaction between BP? radical and CNC surfaces are determined by their electron donor capabilities (ionization potentials). |
| first_indexed | 2025-07-22T19:33:02Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-438 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:48Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4382022-06-29T10:14:22Z Benzoyl peroxide decomposition on the surface of carbon materials on the base of activated carbon KAU Разложение пероксида бензоила на поверхности углеродных материалов на основе активированного угля КАУ Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ Haliarnyk, D. M. Demianenko, E. M. Bakalinska, O. M. Kulyk, T. V. Palyanytsya, B. B. Grebenyuk, A. G. Kuts, V. S. Kartel, M. T. KAU-type activated carbons benzoyl peroxide catalytic decomposition Michaelis constants reaction mechanism TPD MS method quantum chemical calculations DFT method різновиди активованого вугілля КАУ пероксид бензоїлу каталітичне розкладання константи Міхаеліса механізм реакції метод ТПД МС квантово-хімічні розрахунки DFT-метод разновидности активированного угля КАУ пероксид бензоила каталитическое разложение константы Михаэлиса механизм реакции метод ТПД МС квантово-химические расчеты DFT-метод Stability of non-aqueous solutions and catalytic reaction of benzoyl peroxide (BP) decomposition by samples of carbon materials (CM) – apricot shell stone activated carbon KAU, its nitrogen- and oxygen-containing (N-KAU, O?KAU) modified forms, and enzyme catalase have been examined. It has been shown that catalytic activity of CMs, quantitatively estimated by Michaelis constants, is determined by the surface functional groups nature rather than by structural-sorption characteristics. The catalytic activity of nitrogen-containing CM in non-aqueous media is by an order of magnitude higher than that of enzyme catalase. Catalyst capability to decompose benzoyl peroxide decreases in a sequence N–KAU > catalase > KAU > O-KAU. A comparative analysis of the experimental data with the results of quantum chemical calculations of the bond breaking energy in the BP molecule in different media, electronic structure of model carbon nanoclusters (CNC) and energy parameters of BP decomposition reaction has been carried out. It has been shown that the O-O bond is the weakest in BP molecule in spite of the media polarity. Free radical of BP (С6Н5-СОО•, BP•) more easily (both kinetically and thermodynamically) interacts with nitrogen-containing graphite-like plane model CNC as compared to pristine and oxygen-containing ones. The thermodynamic and kinetic characteristics of the interaction between BP? radical and CNC surfaces are determined by their electron donor capabilities (ionization potentials). Исследованы стабильность неводных растворов и каталитическая реакция разложения пероксида бензоила (ПБ) образцами углеродных материалов (УМ) - активного угля из абрикосовых косточек КАУ, его модифицированными азот- и кислородсодержащими формами (N-КАУ, О-КАУ), энзимом каталазой. Показано, что каталитическая активность углеродных материалов, количественно оцененная по константам Михаэлиса, определяется природой поверхностных функциональных групп носителя, а не его структурно-сорбционными характеристиками. Установлено, что каталитическая активность азотсодержащих УМ в неводной среде на порядок выше, чем у энзима каталазы. Способность катализаторов разлагать ПБ уменьшается в последовательности N–КАУ> каталаза > КАУ > O-КАУ. Проведен сравнительный анализ полученных экспериментальных данных с результатами квантовохимических расчетов энергии разрыва связи в молекуле ПБ в разных средах, электронного строения модельных углеродных нанокластеров (УНК) и энергетических параметров реакции разложения ПБ. Установлено, что в молекуле БП, независимо от полярности среды, самой слабой является связь О-О. Показано, что свободный радикал ПБ (С6Н5-СОО•, ПБ?) легче (и кинетически, и термодинамически) взаимодействует с азотсодержащей графитоподобной плоскостью модельного УНК, чем с поверхностью исходного и функционализированного гетероатомами кислорода нанокластеров. Установлено, что термодинамические и кинетические характеристики взаємодействия ПБ? с поверхностью УНК определяются их электронодонорной способностью (потенциалом ионизации). Досліджено стабільність неводних розчинів та каталітичну реакцію розкладання пероксиду бензоїлу (ПБ) зразками вуглецевих матеріалів (ВМ) – активованого вугілля з кісточок абрикоса КАУ, його азот- та кисеньвмісними (N-КАУ, О-КАУ) модифікованими формами і ензимом каталазою. Показано, що каталітична активність ВМ, кількісно оцінена за константами Міхаеліса, визначається природою поверхневих функціональних груп носія, а не його структурно-сорбційними характеристиками. Встановлено, що каталітична активність азотвмісних ВМ у неводному середовищі на порядок вища, ніж у ензиму каталази. Здатність каталізаторів розкладати пероксид бензоїлу зменшується в послідовності N–КАУ > каталаза > КАУ > O-КАУ. Проведено порівняльний аналіз одержаних експериментальних даних з результатами квантовохімічних розрахунків енергії розриву зв’язків в молекулі ПБ в різних середовищах, електронної будови модельних вуглецевих нанокластерів (ВНК) та енергетичних параметрів реакції розкладання пероксиду. Встановлено, що в молекулі ПБ, незалежно від полярності середовища, найслабшим є зв'язок О-О. Визначено, що термодинамічні і кінетичні характеристики взаємодії радикала ПБ (С6Н5-СОО•, ПБ?) з поверхнею модельних ВНК (чисто вуглецевих, азот- та кисеньвмісних) визначаються їхньою електронодонорною здатністю (потенціалом іонізації). Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2017-11-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/438 10.15407/hftp08.04.357 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 8 No. 4 (2017): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 357-368 Химия, физика и технология поверхности; Том 8 № 4 (2017): Химия, физика и технология поверхности; 357-368 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 8 № 4 (2017): Хімія, фізика та технологія поверхні; 357-368 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp08.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/438/438 Copyright (c) 2017 D. M. Haliarnyk, E. M. Demianenko, O. M. Bakalinska, T. V. Kulyk, B. B. Palyanytsya, A. G. Grebenyuk, V. S. Kuts, M. T. Kartel |
| spellingShingle | різновиди активованого вугілля КАУ пероксид бензоїлу каталітичне розкладання константи Міхаеліса механізм реакції метод ТПД МС квантово-хімічні розрахунки DFT-метод Haliarnyk, D. M. Demianenko, E. M. Bakalinska, O. M. Kulyk, T. V. Palyanytsya, B. B. Grebenyuk, A. G. Kuts, V. S. Kartel, M. T. Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title | Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title_alt | Benzoyl peroxide decomposition on the surface of carbon materials on the base of activated carbon KAU Разложение пероксида бензоила на поверхности углеродных материалов на основе активированного угля КАУ |
| title_full | Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title_fullStr | Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title_full_unstemmed | Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title_short | Розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля КАУ |
| title_sort | розкладання пероксиду бензоїлу на поверхні вуглецевих матеріалів на основі активованого вугілля кау |
| topic | різновиди активованого вугілля КАУ пероксид бензоїлу каталітичне розкладання константи Міхаеліса механізм реакції метод ТПД МС квантово-хімічні розрахунки DFT-метод |
| topic_facet | KAU-type activated carbons benzoyl peroxide catalytic decomposition Michaelis constants reaction mechanism TPD MS method quantum chemical calculations DFT method різновиди активованого вугілля КАУ пероксид бензоїлу каталітичне розкладання константи Міхаеліса механізм реакції метод ТПД МС квантово-хімічні розрахунки DFT-метод разновидности активированного угля КАУ пероксид бензоила каталитическое разложение константы Михаэлиса механизм реакции метод ТПД МС квантово-химические расчеты DFT-метод |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/438 |
| work_keys_str_mv | AT haliarnykdm benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT demianenkoem benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT bakalinskaom benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT kulyktv benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT palyanytsyabb benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT grebenyukag benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT kutsvs benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT kartelmt benzoylperoxidedecompositiononthesurfaceofcarbonmaterialsonthebaseofactivatedcarbonkau AT haliarnykdm razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT demianenkoem razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT bakalinskaom razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT kulyktv razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT palyanytsyabb razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT grebenyukag razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT kutsvs razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT kartelmt razloženieperoksidabenzoilanapoverhnostiuglerodnyhmaterialovnaosnoveaktivirovannogouglâkau AT haliarnykdm rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT demianenkoem rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT bakalinskaom rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT kulyktv rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT palyanytsyabb rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT grebenyukag rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT kutsvs rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau AT kartelmt rozkladannâperoksidubenzoílunapoverhnívuglecevihmateríalívnaosnovíaktivovanogovugíllâkau |