Oxidation of o-phenylenediamine using reactive oxygen species generated with the use of oxide catalysts.

Zaawansowane procesy utleniania są wciąż rozwijającą się, innowacyjną dziedziną katalizy. Ich rozwój wiąże się z poszukiwaniem nowych, wydajnych, tanich i przyjaznych środowisku technologii oczyszczania wody z zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych. Indywiduami chemicznymi centralnymi dla zaawansowanych procesów utleniania są rodniki hydroksylowe jako bardzo silne, niespecyficzne utleniacze. Jedną z najważniejszych metod ich wytwarzania jest rozkład nadtlenku wodoru. Wiele układów opartych na tlenkach metali przejściowych posiada pożądane cechy katalizatorów tej reakcji. Najważniejszymi mechanizmami rozkładu H2O2 do reaktywnych form tlenu są mechanizmy typu Fentona oraz mechanizmy elektroprotyczne. Wykazano, że materiały kompozytowe wykazujące aktywność w obu tych mechanizmach, mogą wykazywać znacząco podwyższoną użyteczność w katalizowaniu reakcji neutralizacji modelowych zanieczyszczeń organicznych przez nadtlenek wodoru. Celem niniejszej pracy było zbadanie kilku układów tlenkowych, w tym serii mieszanych materiałów opartych na CuO i Nb2O5, pod kątem ich użyteczności w reakcji rozkładu H2O2. Jedną z najważniejszych reakcji testowych stosowanych w przedstawionej pracy było selektywne utlenianie o-fenylenodiaminy do 2,3-diaminofenazyny.

Advanced oxidation processes (AOPs) are a constantly evolving, innovative field of catalysis. They are being developed through the search for new, efficient, inexpensive and environmentally-friendly processes of removing organic and inorganic pollutants from wastewater. The chemical species central to AOPs is the hydroxyl radical, a powerful, non-specific oxidising agent. One of the main means of its generation is the decomposition of hydrogen peroxide. Many oxide systems based on transition-metal oxides, possess characteristics desirable in a catalyst for this reaction. The two main mechanisms of the decomposition of H2O2 are Fenton-like mechanisms and electroprotic mechanisms. It has been shown that composite materials active in both of these mechanisms may show a significantly increased potential as catalysts of the degradation of model organic pollutants by hydrogen peroxide. The aim of the present thesis was the study of several oxide systems, among them a series of mixed CuO/Nb2O5 materials, as catalysts of this reaction. One of the techniques most extensively utilised in this research was the selective oxidation of o-phenylenediamine to 2,3-diaminophenazine by hydroxyl radicals.