Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2022, выпуск 9 » Статья стр. 1455
<<<>>>
Кинетика адсорбции и фотокаталитического разложения диазокрасителя нанокомпозитом ZnO-MgO
DOI: 10.21883/OS.2022.09.53309.3617-22
Переводная версия: 10.21883/EOS.2022.09.54839.3617-22
Российский научный фонд, 20-19-00559
Булыга Д.В.1, Евстропьев С.К.1,2,3
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия
3Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия
Email: dmbulyga@yandex.ru, evstropiev@bk.ru
Поступила в редакцию: 27 апреля 2022 г.
В окончательной редакции: 6 июня 2022 г.
Принята к печати: 8 июня 2022 г.
Выставление онлайн: 15 августа 2022 г.
PDF версия
Осуществлен синтез нанокомпозита ZnO-MgO модифицированным методом Печини, методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии исследованы его кристаллическая структура и морфология. Проведено изучение кинетики процессов адсорбции диазокрасителя и его фотокаталитического разложения на поверхности нанокомпозита. Показано, что скорость адсорбции красителя из водного раствора описывается кинетическим уравнением первого порядка. Применение нанокомпозита позволяет значительно увеличить эффективность УФ обработки воды и очистки ее от молекул красителя. При этом наблюдается некоторое отклонение экспериментальных значений скорости процесса фоторазложения красителя от величин, соответствующих кинетическому уравнению первого порядка, традиционно и широко используемого для описания кинетики фотокатализа. Ключевые слова: фотокатализ, адсорбция, ZnO-MgO, нанокомпозит, кинетика.
  1. Organic Pollutants-Monitoring, Risk and Treatment, ed. by M. Nageeb (InTech, Rijeka, Croatia, 2013)
  2. X. Chen, Z. Wu, D. Liu, Z. Gao. Nanoscale Res. Lett., 12 (1), 1 (2017). DOI: 10.1186/s11671-017-1904-4
  3. S.-Y. Lee, S.-J. Park. J. Industrial and Engineering Chemistry, 19 (6), 1761 (2013). DOI: 10.1016/j.jiec.2013.07.012
  4. C. Karunakaran, V. Rajeswari, P. Gomathisankar. Solid State Sciences, 13 (5), 923 (2011). DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2011.02.016
  5. A. Sierra-Fernandez, S.C. De la Rosa-Garci a, L.S. Gomez-Villaba, S. Gomez-Cornelio, M.E. Rabanal, P. Quintana. ACS Appl. Mater. Interfaces, 9 (29), 24873 (2017). DOI: 10.1021/acsami.7b06130
  6. R. Saravanan, N. Karthikeyan, S. Govindan. Advanced Materials Research, 584, 381 (2012). DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.584.381
  7. S. Yadav, A. Mittal, S. Sharma. Semiconductor Science and Technology, 35, 055008 (2020). DOI: 10.1088/1361-6641/ab7776
  8. M. Zhang, G. Sheng, J. Fu, T. An, X. Wang, X. Hu. Materials Lett., 59, 3641 (2005). DOI: 10.1016/j.matlet.2005.06.037
  9. L. Zheng, M. Liu, H. Zhang, Z. Zheng, Z. Wang, H. Cheng, P. Wang, Y. Liu, B. Huang, Nanomaterials, 11 (10), 2506 (2021). DOI: 10.3390/nano11102506
  10. P.A. Rodnyi, K.A. Chernenko, I.D. Venevtsev. Opt. Spectrosc., 125, 372 (2018)
  11. J.P. Wang, Z.Y. Wang, B.B. Huang, Y.D. Ma, Y.Y. Liu, X.Y. Zhang, Y. Dai. ACS Appl. Mater. Interfaces, 4, 4024 (2012)
  12. L.S. Liu, Z.X. Mei, A.H. Tang, A. Azarov, A. Kuznetsov, Q.K. Xue, X.L. Du. Phys. Rev. B, 93, 235305 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevB.93.235305
  13. A.A. Shelemanov, S.K. Evstropiev, A.V. Karavaeva, N.V. Nikonorov, V.N. Vasilyev, Y.F. Podruhin, V.M. Kiselev. Mater. Chem. Phys., 276, 125204 (2022). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.125204
  14. V.E. Etacheri, R. Roshan, V. Kumar. ACS Appl. Mater. Interfaced, 4 (5), 2717 (2012). DOI: 10.1021/am300359h
  15. A.N.P. Madathil, K.A. Vanaja, M.K. Jayaraj. Intern. Society for Optics and Photonics, 6639, 66390J (2007). DOI: 10.1117/12.730364
  16. A.A. Shelemanov, S.K. Evstropiev, V.M. Kiselev, N.V. Nikonorov. Opt. Spectrosc., 129, 1300 (2021). DOI: 10.1134/S0030400X21090198
  17. J.N. Hasnidawani, H.N. Azlina, H. Norita, N.N. Bonnia, S. Ratim, E.S. Ali. Procedia Chemistry, 19, 211 (2016). DOI: 10.1016/j.proche.2016.03.095
  18. A. Moussaoui, D.V. Bulyga, S.K. Evstropiev, A.I. Ignatiev, N.V. Nikonorov, Y.F. Podruhin, R.V. Sadovnichii. Ceramics International, 47 (24). 34307 (2021). DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.08.341
  19. S.K. Evstropiev, V.N. Vasilyev, N.V. Nikonorov, E.V. Kolobkova, N.A. Volkova, I.A. Boltenkov. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 134, 45 (2018). DOI: 10.1016/j.cep.2018.10.020
  20. I.S. Boltenkov, E.V. Kolobkova, S.K. Evstropiev. J. Photochem. and Photobiol. A: Chemistry, 367, 458 (2018). DOI: 10.106/j.photochem.2018.09.016
  21. S.K. Evstropiev, L.V. Lesnykh, A.V. Karavaeva, N.V. Nikonorov, K.V. Oreshkina, L.Yu. Mironov, S.Yu. Maslennikov, E.V. Kolobkova, I.V. Bagrov. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 142, 107587 (2019). DOI: 10.1016/j.cep.2019.107587
  22. N.A. Volkova, S.K. Evstropiev, O.V. Istomina, E.V. Kolobkova. Opt. Spectrosc., 124 (4), 489 (2018)
  23. S. Noreen, U. Khalid, S.M. Ibrahim, T. Javed, A. Ghani, S. Naz, M. Iqbal. J. Materials Research and Technology, 9 (3), 5881 (2020). DOI: 10.1016/j.jmrt.2020.03.115
  24. A.S. Saratovskii, D.V. Bulyga, S.K. Evstrop'ev, T.V. Antropova. Physics and Chemistry, 48 (1), 10 (2022). DOI: 10.1134/S1087659622010126
  25. A.L. Patterson. Phys. Rev., 56 (10), 978 (1939)
  26. H. Zeng, G. Duan, Y. Li, S. Yang, X. Xu, W. Cai. Advanced Functional Materials, 20 (4), 561 (2010). DOI: 10.1002/adfm.200901884
  27. S. Vempati, J. Mitra, P. Dawson. Nanoscale Research Lett., 7 (1), 1(2012)
  28. D. Das, P. Mondal. RSC Adv., 4, 35735 (2014). DOI: 10.1039/C4RA06063F
  29. G. Liao, W. He, Y. He. Catalysts, 9, 502 (2019). DOI:10.3390/catal9060502
  30. J. Arana, J.L. Marti nez Nieto, J.A. Herrera Melian, J.M. Dona Rodri guez, O. Gonzalez Di az, J. Perez Pena, O. Bergasa, C. Alvarez, J. Mendez. Chemosphere, 55 (6), 893 (2004). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2003.11.060Get
  31. X. Chen, Z. Wu, D. Liu, Z. Gao. Nanoscale Res. Lett., 12, 143(2017)
  32. E.J. Wolfrum, J. Huang, D.M. Blake, P.C. Maness, Z. Huang, J. Fiest, W.A. Jacoby, Environ. Sci. Technol., 36 (5), 3412 (2002). DOI: 10.1021/es011423
  33. I.S. Boltenkov, E.V. Kolobkova, S.K. Evstropiev. J. Photochem. and Photobiol. A: Chemistry, 367, 458 (2018). DOI: 10.106/j.photochem.2018.09.016
  34. I.A. Majeed, W.J. Murray, D.W. Newton, S. Othman, W.A. A-Turk, J. Pharm. Pharmacol., 39 (12), 1044 (1987). DOI: 10.1111/j.2042-7158.1987.tb03160.x
  35. V.V. Venkata, P.H. Sadashivaiah. Europ. J. Chem., 3 (2), 191 (2012). DOI: 10.5155/eurjchem.3.2.191-195.564
  36. M.A. Johar, R.A. Afzal, A.A. Alazba, U. Manzoor. Advances in Materials Science and Engineering, 2015, 934587 (2015). DOI: 10.1155/2015/934587
  37. S.K. Evstropiev, L.V. Lesnykh, A.V. Karavaeva, N.V. Nikonorov, K.V. Oreshkina, L.Yu. Mironov, S.Yu. Maslennikov, E.V. Kolobkova, I.V. Bagrov. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 142, 107587 (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cep.2019.107587
  38. Z. Cheng, S. Zhao, L. Han. Nanoscale, 10, 6892 (2018). DOI: 10.1039/c7nr09683f
  39. А.Н. Теренин. Фотохимия красителей и родственных органических соединений (Наука, М., 1967), с. 101
  40. S. Lagergren. Kungliga Sevenska Vetenskapasakademiens Handlingar, 24, 1 (1898)
  41. S. Kaur, S. Rani, R.K. Mahajan. J. Chemistry, 2013, 628582 (2013). DOI: 10.1155/2013/628582
  42. M.J. Weber, J. Morris. ASCE J. Saint Engineering Division, 89, 31 (1963). DOI: 10.1061/JSEDAI.0000430
  43. Y.S. Ho, G. McKay. Process Saf. Environ. Protect, 76B., 183 (1998). DOI: 10.1205/095758298529326
  44. Y.S. Ho, G. McKay. Process Safety and Environmental Protection, 76, 332 (1998). DOI: 10.1205/095758298529696
  45. S. Lagergren. Kungliga Sevenska Vetenskapasakademiens Handlingar, 24, 39 (1898)
  46. О.О. Крижановская, Л.А. Синяева, С.И. Карпов, В.Ф. Селеменев, Е.В. Бородина, Ф. Рёсснер. Сорбционные и хроматографические процессы, 14 (5), 784 (2014)
  47. M. Irani, T. Mohammadi, S. Mohebbi. J. Mex. Chem. Soc., 60 (4), 218 (2016)
  48. Y.-S. Ho, J. Hazard. Mater., 136 (3), 681 (2006). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2005.12.043
  49. Y. Kuang, X. Zhang, S. Zhou. Water, 12, 587 (2020). DOI: 10.3390/w12020587
  50. J. P. Simonin. Chem. Eng. J., 300, 254 (2016). DOI:10.1016/j.cej.2016.04.079
  51. J.C. Bullen, S. Sleesongsom, K. Gallagher, D.J. Weiss. Langmuir, 37 (10), 3189 (2021). DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c00142
  52. V.I. Gaya, A.H. Abdullah, J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev., 9, 1 (2008). DOI: 10.1016/j.jphotochemrev.2007.12.003
  53. I.K. Konstantinou, T. A. Albanis. Appl. Catalysis B: Environmental, 49 (1), 1 (2004). DOI: 10.1016/j.apcatb.2003.11.010
  54. V. Vimonses, M.N. Chong, B. Jin. Microporous and Mesoporous Materials, 132, 201 (2010). DOI: 10.1016/j.micromeso.2010.02.021
  55. W. Liu, T. He, U. Wang, G. Ning, Z. Xu, X. Chen, X. Hu, Y. Wu, Y. Zhao. Sci. Rep., 10, 11903 (2020). DOI: 10.1038/s4158-020-68517-x
  56. J. Chen, Y. Xiong, M. Duan, X. Li, J. Li, S. Fang, S. Qin, R. Zhang. Langmuir, 36 (2), 520 (2020). DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02879
  57. L.C. Abbott, S.N. Batchelor, J. Oakes, J.R. Lindsay Smith, J.N. Moore. J. Phys. Chem. B, 108, 13786 (2004)
  58. Н.Р. Сенаторова, Б.Д. Рыжиков. Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия, 29 (1), 43 (1988)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme