การเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน Catalytic Oxidation
Main Article Content
Abstract
บทคัดย่อ
การเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นพื้นฐานเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับใช้ในการทำลายสารมลพิษ การผลิต
สารเคมีที่มีมูลค่าสูง และการผลิตพลังงาน ในบทความนี้จะได้นำเสนอการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ทั้งการเรง่ ปฏิกิริยาชนิดเอกพันธ ์ และชนิดวิวิธพันธ์โดยใชแ้ กส๊ ออกซิเจน (หรืออากาศ) โอโซน ไฮโดรเจน
เปอร์ออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และนํ้าเป็นตัวออกซิแดนต์ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน ได้แก่
แพลทินัม ทองคำ และโลหะที่วอ่ งไวในการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ ์ คือ เหล็ก ทองแดง โคบอลต ์ แพลเลเดียม
และโมลิบดีนัม และตัวเรง่ ปฏิกิริยาอินทรีย ์ มากไปกวา่ นั้นยังมีการปรับปรุงตัวเรง่ ปฏิกิริยาโดยใชวั้สดุรองรับ
เช่น โลหะออกไซด์ ซิลิกาที่มีรูพรุนขนาดกลาง ซีโอไลต์ และมัลติวอลล์คาร์บอนนาโนทิวบ์เพื่อช่วยเพิ่ม
อัตราการเกิดปฏิกิริยาหรือเพิ่มการเลือกสรรสารผลิตภัณฑ์ และยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่ง
ปฏิกิริยาโดยใช้คลื่นเสียงที่มีความถี่สูง การฉายแสงอุลตราไวโอเลตและแสงขาว และการเกิดออกซิเดชัน
โดยใช้ไฟฟ้า
Abstract
Catalytic oxidation is an area of key technologies for the degradation of pollutants,
production of valuable chemicals, and the production of energy. Oxidation catalysis
which is conducted by both homogeneous catalysis and heterogeneous catalysis are
the focus of this article. In the oxidation processes, O2 (or air), O3, H2O2, CO2 and H2O
are used as oxidant. Such oxidation catalysts are platinum, gold and redox-active metal
of iron, copper, cobalt, palladium, and molybdenum, and organocatalyst. In many cases,
catalysts are modified with a supporting material such as metal oxide, mesoporous silica,
zeolite, and multi-wall carbon nanotube that enhance rates or selectivities. Moreover,
the catalytic activity can be pronounced by using ultrasound, UV and visible light
irradiation, and electrochemical oxidation.
Article Details
References
[2] Shang, J., Sun, W., Zhao, L. and Yuan, W.-K. (2015). Modeling of CO2-Assisted Liquid Phase Oxidation of para-Xylene Catalyzed by Transition Metals/Bromide. Chemical Engineering Science. Vol. 127. pp. 52-59
[3] Taha, M.R. and Ibrahim, A.H. (2014). Characterization of Nano Zero-Valent Iron (nZVI) and its Application in Sono-Fenton Process to Remove COD in Palm Oil Mill Effluent. Journal of Environmental Chemical Engineering. Vol. 2. pp. 1-8
[4] Gao, J., Ren, Z.-G. and Lang, J.-P. (2015). Oxidation of Benzyl Alcohols to Benzaldehydes in Water Catalyzed by a Cu(II) Complex with a Zwitterionic Calix[4]arene Ligand. Journal of Organometallic Chemistry. Vol. 792. pp. 88-92
[5] Sheldon, R.A. and Arends, I.W.C.E. (2006). Catalytic Oxidations Mediated by Metal Ions and Nitroxyl Radicals. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. Vol. 251. pp. 200-214
[6] Khorshidifard, M., Rudbari, H.A., Askari, B., Sahihi, M., Farsani, M.R., Jalilian, F. and Bruno, G. (2015). Cobalt(II), Copper(II), Zinc(II) and Palladium(II) Schiff Base Complexes: Synthesis, Characterization and Catalytic Performance in
Selective Oxidation of Sulfides Using Hydrogen Peroxide under Solvent-Free Conditions. Polyhedron. Vol. 95. pp. 1-13
[7] Bakhtchadjian, R., Manucharova, L.A. and Tavadyan, L.A. (2015). Selective Oxidation of DDT by Dioxygen on the Dioxo-Mo(VI) Complex Anchored on a TiO2 under UV-Irradiation. Catalysis Communications. Vol. 69. pp. 193-195
[8] Nikoorazm, M., Ghorbani-Choghamarani, A., Mahdavi, H. and Esmaeili, S.M. (2015). Efficient Oxidative Coupling of Thiols and Oxidation of Sulfides Using UHP in the Presence of Ni or Cd Salen Complexes Immobilized on MCM-41 Mesoporous as Novel and Recoverable Nanocatalysts. Microporous and Mesoporous Materials. Vol. 211. pp. 174-181
[9] Modi, C.K., Chudasama, J.A., Nakum, H.D., Parmar, D.K. and Patel, A.L. (2014). Catalytic Oxidation of Limonene Over Zeolite-Y Entrappedoxovanadium(IV) Complexes as Heterogeneous Catalysts. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. Vol. 395. pp. 151-161
[10] Islam, Sk.M., Ghosh, K., Molla, R.A., Roy, A.S., Salam, N. and Iqubal, Md.A. (2014). Synthesis of a Reusable Polymer Anchored Cobalt(II) Complex for the Aerobic Oxidation of Alkyl Aromatics and Unsaturated Organic Compounds. Journal of Organometallic Chemistry. Vol. 774. pp. 61-69
[11] Choi, P.-G., Ohno, T., Masui, T. and Imanaka, N. (2015). Catalytic Liquid-Phase Oxidation of Acetaldehyde to Acetic Acid over a Pt/CeO2-ZrO2-SnO2/Y-Alumina Catalyst. Journal of Environmental Sciences. Vol. 36. pp. 63-66
[12] Yuan, M.-H., Chang, C.- C., Chang, C.-Y., Liao, W.-C., Tu, W.-K., Tseng, J.-Y., Ji, D.-R., Shie, J.-L. and Chen, Y-H. (2015). Ozone-Catalytic Oxidation for 1,2-Dichloroethane in Air over Pt/Al2O3 Catalyst. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. Vol. 53. pp. 52-57
[13] Weerachawanasak, P., Hutchings, G.J., Edwards, J.K., Kondrat, S.A., Miedziak, P.J., Prasertham, P. and Panpranot, J. (2015). Surface Functionalized TiO2 Supported Pd Catalysts for Solvent-Free Selective Oxidation of Benzyl Alcohol. Catalysis Today. Vol. 250. pp. 218-225
[14] Wu, W., Huang, Z.-H. and Lim, T.-T. (2015). Enhanced Electrochemical Oxidation of Phenol Using a Hydrophobic TiO2-NTs/SnO2-Sb-PTFE Electrode Prepared by Pulse Electrodeposition. RSC Advances. Vol. 5. pp. 32245-32255
[15] Li, X., Wei, J., Chai, Y. and Zhang, S. (2015). Carbon Nanotubes/Tin Oxide Nanocomposite-Supported Pt Catalysts for Methanol Electro-Oxidation. Journal of Colloid and Interface Science. Vol. 450. pp. 74-81
[16] Yongprapat, S., Therdthianwong, A. and Therdthianwong, S. (2013). Au/C Catalysts Promoted with Metal Oxides for Ethylene Glycol Electro-Oxidation in Alkaline Solution. Journal of Electroanalytical Chemistry. Vol. 697. pp. 46-52
[17] Yongprapat, S., Therdthianwong, A. and Therdthianwong, S. (2012). Au/C Catalyst Prepared by Polyvinyl Alcohol Protection Method for Direct Alcohol Alkaline Exchange Membrane Fuel Cell Application. Journal of Applied Electrochemistry. Vol. 42. Issue 7. pp. 483-490
[18] Hu, Y., Song, X., Jiang, S. and Wei, C. (2015). Enhanced Photocatalytic Activity of Pt-Doped TiO2 for NOx Oxidation Both under UV and Visible Light Irradiation: A Synergistic Effect of Lattice Pt4+ and Surface PtO. Chemical Engineering
Journal. Vol. 274. pp. 102-112
[19] Zhong, W., Qiao, T., Dai, J., Mao, L., Xu, Q., Zou, G., Liu, X., Yin, D. and Zhao, F. (2015). Visible-Light-Responsive Sulfated Vanadium-Doped TS-1 with Hollow Structure: Enhanced Photocatalytic Activity in Selective Oxidation of Cyclohexane. Journal of Catalysis. Vol. 330. pp. 208-221
[20] Rosseler, O., Ulhaq-Bouillet, C., Bonnefont, A., Pronkin, S., Savinova, E., Louvet, A., Keller, V. and Keller, N. (2015). Structural and Electronic Effects in Bimetallic PdPt Nanoparticles on TiO2 for Improved Photocatalytic Oxidation of CO in
the Presence of Humidity. Applied Catalysis B: Environmental. Vol. 166-167. pp. 381-392
[21] Ausavasukhi, A. and Sooknoi, T. (2015). Oxidation of Tetrahydrofuran to Butyrolactone Catalyzed by Iron-Containing Clay. Green Chemistry. Vol. 17. Issue 1. pp. 435-441
[22] Ausavasukhi, A. and Sooknoi, T. (2014). Catalytic Activity Enhancement by Thermal Treatment and Re-Swelling Process of Natural Containing Iron-Clay for Fenton Oxidation. Journal of Colloid and Interface Science. Vol. 436. pp. 37-40
[23] Taketoshi, A., Takenouchi, S., Takei, T. and Haruta, M. (2014). Reprint of “Synergetic Combination of an Enzyme and Gold Catalysts for Glucose Oxidation in Neutral Aqueous Solution. Applied Catalysis A: General. Vol. 474. pp. 257-262
[24] Popiel, S. and Nawaa, J. (2013). Detoxification of Sulfur Mustard by Enzyme-Catalyzed Oxidation Using Chloroperoxidase. Enzyme and Microbial Technology. Vol. 53. pp. 295-301
[25] Deuber, O., Luderer, G. and Edenhofer, O. (2013). Physico-Economic Evaluation of Climate Metrics: A Conceptual Framework. Environmental Science & Policy. Vol. 29. pp. 37-45
[26] Keller, J.K., Weisenhorn, P.B. and Megonigal, J.P. (2009). Humic Acids as Electron Acceptors in Wetland Decomposition. Soil Biology & Biochemistry. Vol. 41. pp. 1518-1522
[27] Klavins, M., Dipane, J. and Babre, K. (2001). Humic Substances as Catalysts in Condensation Reactions. Chemosphere. Vol. 44. pp. 737-742