Effect of Br-grafted multi-walled carbon nanotubes on the model oxidative environment

Abstract

Two samples of brominated multi-walled carbon nanotubes [(Br)n-MWCNTs] produced by the plasma-chemical technique were involved in the liquidphase initiated oxidation of cumene. The powerful catalytic effect of (Br)n-MWCNTs has been confirmed to recommend the substances for the use in oxidation of alkyl aromatic hydrocarbons as active additives. Obviously this phenomenon originates from the peculiarities of electronic configuration of (Br)n-MWCNTs pattern. To elucidate a mechanism of the acceleration action of the functionalized CNTs the model experiment with a singlewalled carbon nanotubes [(Br)n-SWCNTs] at standard model conditions was conducted. There has been established that Br-groups are consumed during the reaction and (Br)n-CNTs act in the model cumene oxidation as an additional source of free radicals and may be considered as a complementary initiator. The general scheme of oxidation has been proposed and additional initiation rates promoted by (Br)n-MWCNTs have been calculated. Досліджено два зразки бромвмісних багатошарових вуглецевих нанотрубок [(Br)n-MWCNTs], отриманих плазмохімічним методом, в рідкофазному ініційованому окисненні кумолу. Підтверджено потужний каталітичний ефект [(Br)n-MWCNTs] і рекомендовано використовувати їх як активні додатки при окисненні алкілароматичних вуглеводнів. Показано, що такий ефект викликаний особливостями електронної конфігурації [(Br)n-MWCNTs]. Для з'ясування механізму прискореної дії функціоналізованих трубок проведено модельний експеримент з одношаровими вуглецевими нанотрубками [(Br)n-SWCNTs] за стандартних умов. Встановлено, що Br-групи витрачаються під час реакції, а нанотрубки є додатковим джерелом вільних радикалів і можуть розглядатися як додатковий ініціатор. Запропоновано загальну схему окиснення та розраховані швидкості додаткового ініціювання.