Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів
It is shown that fullerenes (C60, tert-C4H9C60H, Sc@C82) are antioxidative additives to oil products (mineral and synthetic oils, fuel). Fullerene C60 breaks the oxidation chains of basic oil MAC-35 by interacting with alkyl and peroxyl radicals simultaneously (120 ºС).
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6241 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів / Г.О. Ковтун, Р.С. Жила, Т.М. Каменєва, В.О. Плужнiков // Доп. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 134-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-6241 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-62412010-02-23T12:01:19Z Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів Ковтун, Г.О. Жила, Р.С. Каменєва, Т.М. Плужніков, В.О. Хімія It is shown that fullerenes (C60, tert-C4H9C60H, Sc@C82) are antioxidative additives to oil products (mineral and synthetic oils, fuel). Fullerene C60 breaks the oxidation chains of basic oil MAC-35 by interacting with alkyl and peroxyl radicals simultaneously (120 ºС). 2008 Article Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів / Г.О. Ковтун, Р.С. Жила, Т.М. Каменєва, В.О. Плужнiков // Доп. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 134-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6241 0.83.72:541.64:541.427:541.128 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Ковтун, Г.О. Жила, Р.С. Каменєва, Т.М. Плужніков, В.О. Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| description |
It is shown that fullerenes (C60, tert-C4H9C60H, Sc@C82) are antioxidative additives to oil products (mineral and synthetic oils, fuel). Fullerene C60 breaks the oxidation chains of basic oil MAC-35 by interacting with alkyl and peroxyl radicals simultaneously (120 ºС). |
| format |
Article |
| author |
Ковтун, Г.О. Жила, Р.С. Каменєва, Т.М. Плужніков, В.О. |
| author_facet |
Ковтун, Г.О. Жила, Р.С. Каменєва, Т.М. Плужніков, В.О. |
| author_sort |
Ковтун, Г.О. |
| title |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| title_short |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| title_full |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| title_fullStr |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| title_full_unstemmed |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| title_sort |
фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6241 |
| citation_txt |
Фулерени — антиокисні присадки до нафтопродуктів / Г.О. Ковтун, Р.С. Жила, Т.М. Каменєва, В.О. Плужнiков // Доп. НАН України. — 2008. — № 11. — С. 134-136. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT kovtungo fulereniantiokisníprisadkidonaftoproduktív AT žilars fulereniantiokisníprisadkidonaftoproduktív AT kamenêvatm fulereniantiokisníprisadkidonaftoproduktív AT plužníkovvo fulereniantiokisníprisadkidonaftoproduktív |
| first_indexed |
2025-07-02T09:11:53Z |
| last_indexed |
2025-07-02T09:11:53Z |
| _version_ |
1836525828422238208 |
| fulltext |
УДК 0.83.72:541.64:541.427:541.128
© 2008
Член-кореспондент НАН України Г. О. Ковтун , Р.С. Жила,
Т.М. Каменєва, В. О. Плужнiков
Фулерени — антиокиснi присадки до нафтопродуктiв
It is shown that fullerenes (C60, tert-C4H9C60H, Sc@C82) are antioxidative additives to oil
products (mineral and synthetic oils, fuel). Fullerene C60 breaks the oxidation chains of basic
oil MAC-35 by interacting with alkyl and peroxyl radicals simultaneously (120 ◦С).
Розробка з 1990 р. препаративного методу синтезу фулеренiв сприяла активному пошуку
перспективних напрямiв їх застосування [1].
Нами вперше показано, що вiльнi фулерени C60 (C70) (I), їх екзо-(II) та ендопохiднi
Sc@C82 (III)
здатнi iнгiбувати радикально-ланцюгове окиснення товарних нафтопродуктiв на мiнераль-
нiй та синтетичнiй основах.
Матерiали та методи дослiдження. У процесi роботи використовували зразки фу-
лерену C60, що були наданi канд. хiм. наук Р.О. Кочканяном (ступiнь чистоти 99,5%, метод
мас-спектрометрiї [1]). Зразки сполук C70, (II) й (III) синтезували за методиками роботи [1]
(ступiнь чистоти 99,1%).
Ефективнiсть антиокисної дiї фулеренiв визначали за початковою швидкiстю iнiцiйова-
ного окиснення нафтопродуктiв (W ) та за величиною перiоду iндукцiї їх автоокиснення (τ)
при температурi 120–180 ◦С [2].
Дизельне паливо Л-0,5, базова мiнеральна (I-12А) та синтетичнi оливи (фракцiя алкiл-
бензолiв МАС-35, естери на основi пентаеритриту та фракцiї кислот C5 — C9) очищували
вiд можливих iнгiбуючих домiшок шляхом одноразового пропускання через колонку з акти-
вованим оксидом алюмiнiю в атмосферi аргону (50 ◦С). Як iнiцiатор вiльних радикалiв
використовували пероксид кумолу [2].
Результати дослiджень та їх обговорення. Фулерени (I) — (III) гальмують авто- та
iнiцiйоване окиснення нафтопродуктiв (рис. 1; 2). При цьому вони конкурують з вiдоми-
ми промисловими антиокисними присадками до нафтопродуктiв. Наприклад, при [C60]0 =
= 0,1% (мас.) перiод iндукцiї на кiнетичнiй кривiй поглинання кисню базовою мiнеральною
оливою I-12А (160 ◦С) τ = (43 ± 4) хв. При тих самих умовах експерименту для вiдомого
промислового антиоксиданта 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенолу τ = (19 ± 3) хв.
На прикладi iнiцiйованого окиснення базової оливи МАС-35 показано, що початкова
швидкiсть її окиснення обернено пропорцiйна концентрацiї фулерену C60 (див. рис. 2, а)
134 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №11
Рис. 1. Кiнетика поглинання кисню (процес автоокиснення) базовою оливою МАС-35 (фракцiя алкiл-
бензолiв) при 160 ◦С у вiдсутностi антиокисних присадок (1 ) та при початковiй концентрацiї фулеренiв
2,8 · 10−2 моль/л: трет-C4H9C60H (2 ); C60 (3 ); Sc@C82 (4 )
Рис. 2. Залежнiсть швидкостi iнiцiйованого окиснення базової оливи МАС-35: а — вiд початкової концентра-
цiї фулерену C60 при 120 ◦С, Wi = 1,1 · 10−7 моль/(л · с); б — вiд швидкостi iнiцiювання Wi при початковiй
концентрацiї фулерену [C60]0 = 1,2 · 10−3 моль/л, парцiальному тиску кисню 0,1 МПа при 120 ◦С
та прямо пропорцiйна швидкостi iнiцiювання ланцюгiв окиснення (Wi), тобто описується
кiнетичним рiвнянням:
W = const
Wi
[C60]0
. (1)
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №11 135
Однак залежнiсть швидкостi W вiд парцiального тиску кисню — нелiнiйна. При 120 ◦С,
Wi = 1,2 · 10−7 моль/(л · с) та [C60]0 = 2,5 · 10−3 моль/л порядок швидкостi окиснення за
концентрацiєю кисню дорiвнює 0,71 ± 0,05. Одержанi закономiрностi є характерним кiне-
тичним тестом щодо участi в обривi ланцюгiв окиснення базової оливи як алкiльних R·, так
одночасно i пероксильних ROO· радикалiв [2–4].
Дослiдження кiнетичних закономiрностей, складу промiжних та кiнцевих продуктiв
окиснення iндивiдуальних органiчних сполук (стирол, алкiлбензоли, гексаметилфосфотри-
амiд), iнгiбованого фулереном C60, вперше дозволило обгрунтувати механiзм обриву лан-
цюгiв окиснення [1, 3–5]. Показано, що фулерен C60 стехiометрично обриває ланцюги окис-
нення одночасно з R· i ROO· радикалами [3, 4]:
де X = R, ROO.
Залежно вiд природи радикалiв X·, брутто-стехiометричний коефiцiєнт iнгiбування (f),
який показує скiльки вiльних радикалiв взаємодiє з молекулою фулерену i продуктами
його перетворення, перш нiж процес окиснення досягне неiнгiбованого стану, змiнюється
вiд 2 (бензиловий спирт) до 5 (гексаметилфосфотриамiд) (50 ◦С) [3, 4]. Зазначимо, що
вiдомi антиокиснi присадки до нафтопродуктiв на основi хiнонiв, фенолiв або ароматичних
амiнiв стехiометрично обривають ланцюги окиснення з алкiльними чи з пероксильними
радикалами (f = 1–2) [2].
Роботу виконано за фiнансової пiдтримки комплексної програми фундаментальних дослiд-
жень НАН України: “Наносистеми, наноматерiали, нанотехнологiї” та цiльової наукової про-
грами IБОНХ НАН України “Альтернативна сировина нафтохiмiї: новi продукти та процеси”.
1. Сидоров Л.Н., Юровская М.А., Борщевский А.Я. и др. Фуллерены. – Москва: Экзамен, 2005. – 688 с.
2. Ковтун Г.А., Плужников В.А. Химия ингибиторов окисления. – Киев: Наук. думка, 1995. – 296 с.
3. Ковтун Г.О., Жила Р.С., Каменєва Т.М. Механiзм iнгiбуючої дiї фулерену C60 при окисненнi бен-
зилового спирту // Доп. НАН України. – 2007. – № 12. – С. 138–143.
4. Ковтун Г.О., Жила Р.С., Каменєва Т.М. Кiнетична модель iнгiбуючої дiї фулерену C60 при окис-
неннi бензилового спирту // Катализ и нефтехимия. – 2007. – № 15. – С. 97–100.
5. Liangbing G., Shaohua H., Xiang Z. et al. Fullerenes as a tert-Butylperoxy Radical Trap, Metal Catalyzed
Reaction of tert-Butyl Hydroperoxide with Fullerenes, and Formation of the First Fullerene Mixed Peroxides
C60(O)(OOtBu)4 and C70(OOtBu)10 // J. Amer. Chem. Soc. – 2002. – 124 (45). – P. 13384–13385.
Надiйшло до редакцiї 25.02.2008Iнститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї
НАН України, Київ
136 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №11
|