Группа жидкофазных каталитических и электрокаталитических процессов (№34)

• Исследование редокс свойств монопероксидов и бипероксидов методами циклической вольтамперометрии и гравиметрии в неводных и водных средах.
• Исследование процессов коррозии золотого электрода в водных растворах органических аминов.
• Адсорбция биологически активных органических соединений на активированных углях различного генезиса и методики изготовления. Изучение микроволнового облучения для регенерации использованных адсорбентов.

✓  Было  исследовано электрохимическое поведение мостикового 1,2,4-диоксазолидина в ацетонитрильной среде на гладком золотом электроде методами ЦВА и гравиметрии. В процессе катодного восстановления происходит перенос двух электронов, перенос первого электрона является обратимым, что не свойственно для пероксидных структур. Предложен механизм процесса, в котором ацетонитрил выступает в роли источника протонов для C-центрированных анионов. При анодном окислении установлено образование коллоидных частиц золота размером 40-80 нм за счет коррозии золотого электрода.

М. V. Polyakov M. D. Vedenyapina, A. M. Skundin, I. A. Yaremenko and P. S. Radulov and Yu. Yu. Belyakova Electrochemical behavior of bridged 1,2,4-dioxazolidine derivative in acetonitrile medium on the smooth gold // Mend. Comm. – 2025. – V. 35. – Р. 417. DOI: 10.71267/mencom.7714  (F= 1,7)

М. В. Поляков, М. Д. Веденяпина, А. М. Скундин, И. А. Ярёменко, П.С. Радулов  Электрохимическое поведение гладкого золотого электрода в растворе 1,2,4,5-тетраоксана в ацетонитриле /  // Изв. РАН. Серия химическая — 2024.- Т. 73. — № 4. — С.863-870. (IF=1.7 )

✓  Изучено электрохимическое поведение гладкого золота в водных растворах диэтилентриамина и метил-диэтилентриамина методами ЦВА и гравиметрии. Определены кинетические параметры и механизмы реакций.  Решена проблема подбора методов определения состава полученных комплексных соединений: ЯМР ¹Н продукта реакции в D₂O, масс-спектрометрический анализ, строение продукта реакции определяли 2D спектр COSY (¹Н-¹Н корреляция). Согласно всем данным выделенный продукт реакции существует в нескольких изомерных формах.  По интегральной интенсивности рассчитано соотношение форм А и B равное 43:57. Можно определить этими методами число лигандов комплексного соединения, у этилендиамина это число равно трем. В случае уротропина вещество не образует устойчивого комплексного соединения, а существует без электрохимической реакции в свободном виде, может быть образование внутренней соли карбаминовой кислоты.

А. А. Лаптев, М. Д. Веденяпина, В. В. Кузнецов, С. А. Кулайшин, М. М. Казакова, Е. Д. Стрельцова.   Кинетика и механизм коррозии золотого анода в слабоосновном водном растворе триэтилентетрамина // Изв. РАН  Серия химическая, 2022, № 6 с.1128.

✓  Изучались адсорбенты на основе активированного угля различного генезиса, полученные разными методами карбонизации и активации.   определение адсорбционных характеристик (адсорбционная емкость q_t, время контакта адсорбент-адсорбат, степень извлечения опасного компонента, отношение массы адсорбента к объёму раствора адсорбата); исследование возможности регенерации. Исследовалась зависимость степени извлечения хлорсодержащих биологически активных органических соединений на активированных углях разного генезиса с разным соотношением массы адсорбента к объему выброса раствора адсорбата при различных его концентрациях. Такого рода исследования необходимы для разработки технологий ликвидации аварийных выбросов (разливов), содержащих биологически активные органические соединения и для очистки сточных вод методом адсорбции. Была изучена возможность регенерации отработанных адсорбентов. На примере 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты показано, что метод микроволнового облучения дает положительный эффект для мезопористых образцов активированных углей и непригоден для микропористых образцов при адсорбции на них хлорсодержащих гербицидов.

С.А. Булкин, М.Д. Веденяпина, Л. Р. Шарифуллина, А. К. Ракишев, Е.Д. Стрельцова Адсорбция 3,5,6-трихлор-4-аминопиколиновой кислоты на сибуните в водной среде // Химия твердого топлива. –   2025.  –  № 4.– с. 64-69   DOI: 10.31857/S0023117725040073

М.Д. Веденяпина, С.А. Кулайшин, Г.И. Константинов, М.В. Цодиков Влияние микроволнового облучения на адсорбционный процесс 2,4-дихлорфеноксиуксуной кислоты микропористым активированным углем // Химия твердого топлива. –   2025.  –  № 4.–  c. 22–28 DOI: 10.31857/S0023117725040026

А. Ю. Курмышева  М. Д. Веденяпина, Е. В. Кузнецова, Н. В. Солис Пинарготеа Адсорбция диклофенака на композите оксид аллюминия/оксид графена // Изв. РАН  Серия химическая. 2025. т. 74, № 11.с.3342-3349 

✓   Проведено исследование электрохимического восстановления спироциклопентил-малонилпероксида в водной среде методом циклической вольтамперометрии на золотом стационарном электроде. На основании расчетов, произведенных по параметрам циклических вольтамперограмм, снятых при разных скоростях развертки, сделан вывод о двух одноэлектронных последовательных процессах восстановления исследуемого пероксида и предложена схема его катодного восстановления.

Веденяпина М.Д., Скундин А.М., Виль В.А., Казакова М.М., Барсегян Я.А. Электрохимическое восстановление спироциклопентилмалонилпероксида в водной среде// Журнал физической химии — 2020. -Т. 94. -№ 4. -с. 624-628. DOI: 10.31857/S0044453720040238

✓   Проведено исследование электрохимического поведения аскорбиновой кислоты (АК) методами циклической вольтамперометрии (ЦВА) и квадратно-волновой вольтамперометрии (КВВА) на алмазном электроде, допированном бором (АЭДБ). Показана возможность использования сигнала вольтамперометрического отклика для количественного определения концентрации АК в водном растворе. Получена аналитическая прямая для КВВА на АЭДБ и показано, что определяемый предел для АК составляет 1.87 мкМ. Показана применимость метода КВВА для определения содержания АК в фармацевтических препаратах.

Веденяпина М.Д., Казакова М.М., Скундин А.М. Вольтамперометрическое определение аскорбиновой кислоты в лекарственных формах на алмазном электроде, допированном бором  // Журнал физической химии.- 2019.- № 6.- с. 938–941. DOI: 10.1134/S0044453719060335

✓   Впервые коррозия Pd-анода была обнаружена во время электролиза в слабощелочном водном растворе этилендиамина. Кинетика и механизм процесса были исследованы методами циклической вольтамперометрии и гравиметрии. Сканирующая электронная микроскопия показала коррозию Pd-анода и отложение Pd на поверхности катода, в то время как образование коллоидного Pd в рабочем растворе было идентифицировано с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

M.D. Vedenyapina, V.V. Kuznetsov, S.A. Kulaishin, N.N. Makhova, M.M. Kazakova, The first example of anodic corrosion of Pd in aqueous ethylenediamine with formation of colloidal palladium, Mendeleev Commun., 31, 5, 638-640, DOI: 10.1016/j.mencom.2021.09.015.

✓  Изучалась адсорбция салициловой кислоты на образцах активированных углей, содержащих соединения железа, которые придают углям магнитные свойства. Такие свойства позволяют технологически упростить разделение фаз после проведения адсорбции. Хотя адсорбционная емкость образцов, модифицированных соединениями железа, несколько снижена, эти образцы обладают адсорбционной способностью, позволяющей их использовать в очистке сточных вод от салициловой кислоты.

М. Д. Веденяпина, С. А. Кулайшин, А. Ю. Курмышева, Д. А. Сандуляк, А. К. Ракишев, Д. Вайхгребе, Р. Р. Наир, Адсорбция салициловой кислоты на модифицированном активированном угле из водной среды, Известия АН. Серия химическая, 2023, 72, № 5, 1099-1106, DOI: нет. [M.D. Vedenyapina, S.A. Kulayshin, A.Y. Kurmysheva, D.A. Sandulyak, A.K. Rakishev, D. Weichgrebe, R.R. Nair, Adsorption of salicylic acid on modified active carbon from an aqueous medium, Russ. Chem. Bull, 2023, 72, 1099-1106]

✓  A series of flexible metal–organic frameworks (MOFs) belonging to the MIL-53 family, such as MIL-53(Al), its amino-functionalized analog NH2-MIL-53(Al), and MIL-53(Al) type materials with Al3+ ions and mixed benzene-1,4-dicarboxylate and 2-aminobenzene-1,4-dicarboxylate linkers (MixLR) in various proportions were prepared in a nanocrystalline form using MW-activation under atmospheric pressure according to the original solvothermal procedure. The MIL-53(Al) and NH2-MIL-53(Al) samples feature nanocrystals with sizes of 200–300 nm, while MixLR matrices synthesized in this manner are composed of small nanoparticles with sizes of about 20–30 nm. MIL-53(Al) type materials (MIL-53(Al), NH2-MIL-53(Al) and MixLR) were probed in the adsorption of a typical herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) in an aqueous medium. This study revealed a strong impact of the flexibility and porosity of the synthesized MIL-53(Al) type matrices on their physicochemical characteristics. MIL-53(Al) type materials show much higher 2,4-D adsorption rates than an activated carbon matrix (CSAC). The structural characteristics of the studied MIL-53(Al) type materials were established with a high resolution X-ray powder diffractometer equipped with a synchrotron radiation source. The obtained results can be used for the development of advanced adsorbents based on MIL-53(Al) type materials for water remediation.

V. I. Isaeva, M. D. Vedenyapina, S. A. Kulaishin, A. A. Lobova, V. V. Chernyshev, G. I. Kapustin, O. P. Tkachenko, V. V. Vergun, D. A. Arkhipov, V. D. Nissenbaum, L. M. Kustov, Adsorption of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in an aqueous medium on nanoscale MIL-53(Al) type materials, Dalton Trans., 2019, 48, 15091-15104. DOI: 10.1039/ C9DT03037A.