2,4,6-triklorofenolün çeşitli oksidantlarla demir(ııı)-tetrafenilporfirin tetrasülfonat katalizörlüğünde oksidasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında demir-tetrafenilporfirin tetrasülfonat ([FeTSPP]), kobalt-tetrafenilporfirin tetrasülfonat ([CoTSPP]), nikel-tetrafenilporfirin tetrasülfonat ([NiTSPP]), paladyum-tetrafenilporfirin tetrasülfonat ([PdTSPP]) ve bakır-tetrafenilporfirin tetrasülfonat ([CuTSPP]) katalizörleri tarafından katalizlenen 2,4,6-triklorofenolün (TCP) oksidasyonu araştırılmıştır. Oksidasyon reaksiyonlarında oksidant olarak okzon (potasyum peroksimonosülfat), tert-bütilhidroperoksit (ButOOH) ve hidrojen peroksit (H2O2) kullanılmıştır.Reaksiyonlar hacimce %10-15 su içeren metanol çözeltilerinde oda sıcaklığında yürütülmüş ve oksidasyonlar üzerine substrat, katalizör ve oksidant derişimlerinin etkileri incelenmiştir. Reaksiyon karışımlarının ürün bileşimleri GC-MS, nicel analizleri ise GC kullanılarak yapılmıştır. Kullanılan metalo-tetrafenil porfirin tetrasülfonat katalizörleri içerisinde TCP oksidasyonunda [FeTSPP] katalitik aktivite gösterirken kobalt-, nikel-, paladyum- ve bakır-tetrafenilporfirin tetrasülfonat katalizörlerinin aktivite göstermediği belirlenmiştir. [FeTSPP] katalizörünün kullanıldığı TCP oksidasyonunda H2O2 varlığında katalizör:substrat:oksidant oranı 1:500:300 iken en yüksek katalitik döngü sayısı (Turnover number, TON) ve katalitik döngü frekansı (Turnover frequency, TOF) değerleri elde edilmiştir. Tekrar kullanılabilirliğini iyileştirmek amacıyla katalizör Amberlite IRA-900 reçinesine ve %50 kuaternize amonyum grubu içeren katyonik latekse bağlanmıştır. Elde edilen [FeTSPP]-IRA varlığında katalizörün tekrar kullanılabilirliği artarken, TCP dönüşümünün azaldığı ve optimum oksidasyon süresinin ise arttığı saptanmıştır.

In this study, the oxidation of 2,4,6-trichlorophenol (TCP) catalyzed by iron-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate ([FeTSPP]), cobalt-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate ([CoTSPP]), nickel-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate ([NiTSPP]), paladium-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate ([PdTSPP]) and copper-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate ([CuTSPP]) has been investigated. TCP was oxidized by oxone (potassium peroxymonosulfate), tert-butylhydroperoxide (ButOOH) and hydrogen peroxide (H2O2). The reactions were carried out in %10-15 of water in methanol solutions by volume at room temperature and the effects of the concentration of substrate, catalyst and oxidant on the outcome of the reactions were investigated. The product compositions of the reaction mixtures were identified using GC-MS and amounts of the products were calculated using GC chromatograms. While [FeTSPP] showed high catalytic activity in the oxidation of TCP, cobalt-, nickel-, palladium- and copper-tetraphenylporphyrin tetrasulfonate did not show any activity. When the catalyst:substrate:oxidant mole ratios were kept in 1:500:300 in the catalysis by [FeTSPP], the highest turnover number (TON) and turnover frequency (TOF) values were obtained. In order to improve recycling number of the catalyst, [FeTSPP] was bound to Amberlite IRA-900 resin and a cationic latex which contains 50% quaternized ammonium group. When the [FeTSPP]-IRA was used, its recycling numbers were increased, but optimum time of reaction was decreased.