Nitroaramatik bileşiklerin subkritik su oksidasyonu

Abstract

öz Subkritik su oksidasyonu (Islak hava oksidasyonu), yakıp kül etme ve biyolojik yöntemler için oldukça derişik olan atık suların ve kirleticilerin temizlenmesinde başvurulan etkin yöntemlerin başında gelmektedir. Nitroaromatik bileşiklerin çevresel kirliliğe katkısı başlıca patlayıcı ve polimer endüstrisinde kullanımından kaynaklanmaktadır. Modern patlayıcılar azot içerikli organik bileşikler olup, bunların patlamasıyla daha küçük gaz molekülü oluşmaktadır ( N2, H2 ve CO2). Nitroaromatik bileşiklerin kendilerinin zehirli olmasının yanında, bu bileşiklerin çevresel ortamda biyokimyasal dönüşüm ürünlerinin de bu bileşikler kadar zehirli veya daha zehirli olabildikleri bilinmektedir. Bu çalışmada, nitroaromatik bileşiklerin farklı sıcaklık ve oksijen basınçlarında subkritik su oksidasyonu (Islak hava oksidasyonu) hızı araştırılmıştır. Oksidasyon deneyleri, farklı sıcaklıklarda ve oksijen kısmi basınçlarında içi cam kaplı yüksek basınç reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Katalizör olarak Bakır sülfat (CuS04.5H20) kullanılmış, farklı katalizör derişimlerinde katalitik etki incelenmiştir. Tepkime ortamında eser miktarda Cu2+ iyonun bulunduğu duruma göre bu iyonun derişiminin arttırılmasıyla 2-nitrotoluidin ve 4-nitrofenol oksidasyon hızı yaklaşık olarak on kat artmıştır, bakır iyonu 2,4-dinitrotoluen için katalitik etki göstermemiştir. Anahtar Kelimeler: Subkritik su oksidasyonu, Islak hava oksidasyonu, Nitroaromatik bileşik, Bakır sülfat, 2,4-dinitrotoluen, 2-nitrotoluidin, 4-nitrofenol.

ABSRTACT Wet air oxidation (WAO) is an attractive treatment for waste streams which are too dilute to incinerate and too concentrated for biological treatment. Environmental contamination by aromatic nitro compounds is associated mainly with explosive and polymer industries. Modern explosives are nitrogen-containing organic compounds with the potential for self-oxidation to small gaseous molecules (N2, H2 and CO?). Nitroaromatic compounds are toxic. In addition to this, their environmental transformation products are also more toxic as the parent nitro aromatic compounds. In this study the rates of wet air oxidation of Nitroaromatic compounds in the presence of excess oxygen and at different temperature and oxygen pressure were investigated. Oxidation experiments were carried out at different temperatures and oxygen partial pressures in glass vessel-inserted stainless steel reactor. Copper sulphate (CUSO4.5H2O) was used as a catalyst, and effect of catalyst loading was studied by varying the concentration. In this research, addition of trace amounts of Cu2+ ions in the reaction media, 2-nitrotoluidine and 4-nitrophenol oxidation nearly ten times even if it exists in trace amounts in reaction medium. On the other hand, copper did not show catalytic effect on the oxidation of 2,4-dinitrotoluene. Key words: Wet Air Oxidation, Nitroaromatic compounds, Copper sulfate, 2,4-dinitrotoluene, 2-nitrotoluidine, 4-Nitrophenol