Кислотно-основные свойства и адсорбционная активность железосодержащих композитов в процессах фотокаталитической деградации органических загрязнителей

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Установлен фазовый состав железосодержащих металлокерамических композитов на основе нитридов алюминия, хрома и ванадия, полученных методом автоволнового горения ферросплавов (феррованадий, феррохромалюминий, ферроалюмосиликоцирконий) в азоте, и проведена количественная оценка содержания железа на их поверхности методом растровой электронной микроскопии с применением приставки для микрорентгеноспектрального анализа. Индикаторным методом Гаммета и Танабе установлено, что на поверхности композита на основе нитрида хрома доминируют апротонные основные центры Льюиса (рКа –0.29) и сильнокислотные центры Бренстеда (рКа 2.01, 4.1), поверхность образца на основе нитрида ванадия имеет наибольший набор кислотных центров Бренстеда (рКа 1.3–5.5). Корреляция адсорбционной активности композитов к исследуемым органическим загрязнителям (метамизол, циннаризин, метиленовый синий, метиловый оранжевый) с природой и количеством кислотно-основных активных центров на поверхности материала указывает на процесс хемосорбции. Предложены механизмы процессов. Высокая степень окислительной деструкции органических загрязнителей (64–96%) в условиях УФ-облучения обусловлена адсорбционными свойствами композитов и совмещением гетерогенного фотокатализа и гомогенного процесса Фентона.

全文:

受限制的访问

作者简介

Л. Скворцова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: lnskvorcova@inbox.ru
俄罗斯联邦, 634050, Томск

И. Тихонова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
俄罗斯联邦, 634050, Томск

К. Дычко

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
俄罗斯联邦, 634050, Томск

Т. Минакова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
俄罗斯联邦, 634050, Томск

К. Болгару

Томский научный центр СО РАН

Email: lnskvorcova@inbox.ru
俄罗斯联邦, 634021, Томск

参考

  1. Ince N.H., Stefan M.I., Bolton J.R. // J. of Advanced Oxidation Technologies. 1997. V. 2. № 3. P. 442.
  2. Nunes M.J., Lopes A., Pacheco M.J, et. al. // Materials. 2022. V. 15. P. 2465. https://doi.org/10.3390/ma15072465.
  3. Masunga N., Mamba B.B., Kefeni K.K. // J. Water Process Eng. 2022. V. 48. https:// doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.102898.
  4. Guo R.T., Wang J., Bi Z.X., et. al. // Chemosphere. 2022. V. 295. P. 133834. https:// doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133834.
  5. Zhang F.B., Wang X.M., Liu H.N., et. al. // Appl. Sci. 2019. № 9. P. 2489. https:// doi.org/10.3390/app9122489
  6. Bacardit J., Stotzner, J., Chamarro E. // Ind. Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 7615. http://doi.org/10.1021/ie070154o
  7. Chong M.N., Jin B., Chow C.W.K., et. al. // Water Res. 2010. V. 44. P. 2997.
  8. Скворцова Л.Н., Казанцева К.И., Болгару К.А., и др. // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 3. С. 333. [Skvortsova L.N., Kazantseva K.I., Bolgaru K.A., et. al. // Inorgan. Materials. 2023. V. 59. № 3. P. 321.] https:// doi.org/10.1134/S0020168523030123
  9. Скворцова Л.Н., Чухломина Л.Н., Баталова В.Н. // Журн. прикл. химии. 2014. Т. 87. № 11. С. 136. [Skvortsova L.N., Chuklomina L.N., Batalova V.N. // Rus. J. Appl. Chem.. 2014. V. 87. № 11. P. 1649.] https://doi.org/10.1134/S1070427214110196.
  10. Sherstoboeva M.V., Bavykina A.V., Bolgaru K.A., et al. // J. ChemistrySelect. 2020. № 5. P. 1912. https://doi.org/10.1002/slct.201904010
  11. Скворцова Л.Н., Болгару К.А., Шерстобоева М.В. и др. // Журн.физ.химии. 2020. Т. 94. № 6. С. 926. [Skvortsova L.N., Bolgaru K.A., Sherstoboeva M.V., et. al. // Russ. J. Phys. Chem. А. 2020. V. 94. № 6. P. 1248.] https:// doi.org/.31857/S0044453720060242
  12. Mинакова Т.С. Адсорбционные процессы на поверхности твердых тел. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007. 284 с.
  13. Слижов Ю.Г., Матвеева Т.Н., Минакова Т.С. // Журн. физ. химии. 2012. Т. 86. № 3. С. 463 [Slizhov Yu.G., Matveeva T.N., Minakova T.S. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2012. V. 86. № 3. P. 463.] https://doi.org/10.1134/S0036024412030272
  14. Танабе К. Твердые кислоты и основания. М.: Мир, 1973. 183 с.
  15. Нечипоренко А.П., Кудряшова А.И. // Журн. прикл. химии. 1987. Т. 60. № 9. С. 1957.
  16. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. СПб.: Лань, 2017. 2843 с.
  17. Двойченкова Г.П., Тимофеев А.С., Чернышева Е.Н. и др. // ГИАБ. 2015. № 9. C. 41.
  18. Карпова С.С., Мошников В.А., Мякин С.В. и др. // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. № 3. С. 369.
  19. https://drugcentral.org/drugcard/4659?q=metamisol
  20. Terland O., Flatmark T. // Neuropharmacology. 1999. V. 38. № 6. P. 879. https:// doi.org/10.1016/s0028-3908(98)00233-0
  21. Deng J., Xu M.Y., Chen Y.J., et al. // Chem. Eng. J. 2019. V. 366. P. 491. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.02.073.
  22. Miklos D.B., Remy C., Jekel M., et al. // Water Res. 2018. V. 139. P. 118. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.03.042.
  23. Wadley S., Waite T.D. Fenton processes-advanced oxidation processes for water and wastewater treatment. IWA Publishing: London. 2004. P. 111.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Fragments of X-ray diffraction patterns of composites: a – VN (1 – VN, 2 – α-Fe); b – CrN-AlN (1– AlN, 2 – CrN, 3 – (CrFe)2n-х 4 – α-Fe); c – AlN-SiN-ZrN (1– AlN, 2 – ZrN, 3 – α-Fe, 4 – FeSi, 5 – Si3N4).

下载 (37KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Kinetic curves of pH changes in aqueous suspensions of composites over time.

下载 (12KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Distribution curves of acid-base adsorption centers of Hammett indicators on the surface of composites based on chromium, vanadium and aluminum nitride.

下载 (13KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Distribution curves of acid-base adsorption centers of Hammett indicators on the surface of metallic iron.

下载 (8KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Electronic absorption spectra: a – metamizole solution before and after adsorption, b – cinnarizine solution before and after the photocatalytic experiment.

下载 (23KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Degree of degradation of cinnarizine and methylene blue in the presence of VN and CrN-AlN composites in three repeated cycles.

下载 (14KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024