Elektrochemische Oxidation sprengstoffspezifischer Nitroaromaten

Renwrantz, Arne

Die Kinetik des lichtinduzierten Abbaus von TNT und 16 anderen nitroaromatischen Verbindungen (Nitrotoluene, Nitrobenzene, Nitrotoluidine und Nitrophenole) in wässriger Lösung durch die Photo-Fenton-Reaktion wurde untersucht. Die homogenen Lösungen enthielten Fentons-Reagenz, d.h., Wasserstoffperoxid und Eisen(III)-sulfat oder organische Eisen(III)-Komplexe. Die Transformation der nitroaromatischen Verbindungen durch die Fenton-Reaktion, durch eine Photolyse in Gegenwart von Wasserstoffperoxid oder Eisen(III)-sulfat oder organische Eisen(III)-Komplexen wurde ebenfalls studiert. Im Vergleich zu den anderen Oxidationsprozessen waren die Reaktionsgeschwindigkeiten der Photo-Fenton-Reaktion in der Regel größer. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Photo-Fenton-Reaktion wurde in Gegenwart von Eisen(III)-oxalat- oder Eisen(III)-gluconat-Komplexen gesteigert. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Abbaus der nitroaromatischen Verbindungen ist Abhängig von der Art und der Anzahl der Substituenten am aromatischen Ring. Die Reaktivität der untersuchten Verbindungen nimmt mit zunehmender Zahl der Nitro-Gruppen am aromatischen Ring ab. Die Methyl-Gruppe der Toluole steigert die Reaktivität. Die folgende Reihenfolge der Reaktivität wurde beobachtet: Nitrotoluidine > Nitrophenole > Nitrotoluene > Nitrobenzene. Diese Reihenfolge kann mit der elektronenanziehenden Kraft der Nitro-Gruppen erklärt werden.

The kinetics of the light-induced degradation of TNT and 16 other nitroaromatic compounds (nitrotoluenes, nitrobenzenes, nitrotoluidines and nitrophenols) in aqueous solutions by the photo-Fenton reaction has been investigated. The homogeneous solutions containing Fenton's reagent, i.e., hydrogen peroxide and iron(III)-sulphate or organic iron(III) complexes. Also the transformation of the nitroaromatic compounds by the Fenton reaction, by the photolysis in the presence of hydrogen peroxide or iron(III)-sulphate or organic iron(III) complexes has been studied. Reaction rates were always found to be higher in the photo-Fenton reaction in comparison with the other oxidation processes. The reaction rates of the photo-Fenton reaction is enhanced in the presence of iron(III)-oxalate or -gluconate complexes. The reaction rates of the degradation of the nitroaromatic compounds depend on the kind and number of substituents attached to the aromatic ring. The reactivity of the compounds investigated decreased with increasing numbers of nitro groups on the aromatic ring. The methyl group of the toluenes enhanced their reactivity. The following order of reactivity was observed: nitrotoluidines > nitrophenols > nitrotoluenes > nitrobenzenes. This gradation can be explained with the electron-withdrawing power of the nitro group.

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Renwrantz, Arne: Elektrochemische Oxidation sprengstoffspezifischer Nitroaromaten. 2002.

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