Photocatalytic oxidation of oxalic acid by oxygen and ozone in aqueous solution

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Experimental study of mineralization of oxalic acid Н2С2О4 and some other oxidation-resistant organic compounds in an aqueous solution under the action of oxygen, ozone, and ultraviolet radiation is performed. It is found that in acidic solutions Н2С2О4 is not oxidized under the action of ozone or UV-irradiation in the presence of oxygen; under simultaneous action of O3 + UV, oxidation with low rate is observed. The possibility of photocatalysis of mineralization process by ions Mn2+, MnO4–, Fe3+, Со2+, BrO3–, or IO3– is studied. Fe3+ ions are the most effective photocatalyst as there is a rather fast oxidation of oxalic acid to CO2 in their presence and under UV-irradiation both under the action of O3 and O2. The conditions of maximum ozone conversion at oxalic acid photomineralization are found. The possibility of oxidative destruction of more oxidation-resistant substrate - acetic acid - at ozonation and UV-irradiation of solutions with Fe(III) and Н2С2О4 additives is shown.

About the authors

A. V. Levanov

M. V. Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: levanovav@my.msu.ru

Department of Chemistry

Russian Federation, Moscow

A. V. Lapina

Branch of M. V. Lomonosov Moscow State University in Baku

Email: levanovav@my.msu.ru
Azerbaijan, Baku

O. Y. Isaikina

M. V. Lomonosov Moscow State University

Email: levanovav@my.msu.ru

Department of Chemistry

Russian Federation, Moscow

References

  1. Baird C., Cann M. Environmental Chemistry. 5 ed. New York: W.H. Freeman & Co., 2012.
  2. Beltran F.J. Ozone Reaction Kinetics for Water and Wastewater Systems. Boca Raton (Florida, USA): Lewis Publishers, CRC Press LLC, 2004.
  3. Lim S., Shi J.L., Von Gunten U., Mccurry D.L. // Water Res. 2022. V. 213. P. 118053.
  4. Marcì G., García-López E., Palmisano L. // J. Appl. Electrochem. 2008. V. 38. № 7. P. 1029.
  5. Bangun J., Adesina A.A. // Applied Catalysis A: General. 1998. V. 175. № 1. P. 221.
  6. Michael K.M., Rizvi G.H., Mathur J.N., Ramanujam A. // J. Radioanalyt. Nucl. Chem. 2000. V. 246. № 2. P. 355.
  7. Ganesh S., Desigan N., Chinnusamy A., Pandey N.K. // Ibid. 2021. V. 328. № 3. P. 857.
  8. Ананьев А.В., Тананаев И.Г., Шилов В.П. // Успехи химии. 2005. Т. 74. № 11. С. 1132. [Ananiev A.V., Tananaev I.G., Shilov V.P. // Russ. Chem. Rev. 2005. V. 74. № 11. P. 1039.]
  9. Von Sonntag C., Von Gunten U. Chemistry of Ozone in Water and Wastewater Treatment. From Basic Principles to Applications. London: IWA Publishing, 2012.
  10. Hoigné J., Bader H. // Water Res. 1983. V. 17. № 2. P. 185.
  11. Kuhn H.J., Braslavsky S.E., Schmidt R. // Pure Appl. Chem. 2004. V. 76. № 12. P. 2105.
  12. Parker C.A., Bowen E.J. // Proc. Roy. Soc. London A. 1953. V. 220. № 1140. P. 104.
  13. Hatchard C.G., Parker C.A., Bowen E.J. // Proc. Roy. Soc. London A. 1956. V. 235. № 1203. P. 518.
  14. Rabani J., Mamane H., Pousty D., Bolton J.R. // Photochem. Photobiol. 2021. V. 97. № 5. P. 873–902.
  15. Goldstein S., Rabani J. // J. Photochem. Photobiol. A. 2008. V. 193. № 1. P. 50.
  16. Леванов А.В., Исайкина О.Я., Грязнов Р.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 2. С. 203. [Levanov A.V., Isaikina O.Y., Gryaznov R.A. // Kinetics and Catalysis. 2022. V. 63. № 2. P. 180.]
  17. Леванов А.В., Исайкина О.Я., Гасанова Р.Б., Лунин В.В. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 8. С. 1307. [Levanov A.V., Isaikina O.Y., Gasanova R.B., Lunin V.V. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2017. V. 91. № 8. P. 1427.]
  18. Леванов А.В., Кусков И.В., Зосимов А.В. и др. // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58. № 5. С. 496. [Levanov A.V., Kuskov I.V., Zosimov A.V. et al. // J. Anal. Chem. 2003. V. 58. № 5. P. 439.]
  19. Леванов А.В., Исайкина О.Я., Харланов А.Н. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 11. С. 1616. [Levanov A.V., Isaikina O.Y., Kharlanov A.N. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. V. 94. № 11. P. 2219.]
  20. Mao S., Chen Z., An X., Shen W. // J. Phys. Chem. A. 2011. V. 115. № 22. P. 5560.
  21. Wayne R.P. // Atmospheric Environment. 1987. V. 21. № 8. P. 1683.
  22. Bauer D., D’ottone L., Hynes A.J. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000. V. 2. № 7. P. 1421.
  23. Smith G.D., Molina L.T., Molina M.J. // J. Phys. Chem. A. 2000. V. 104. № 39. P. 8916.
  24. Taniguchi N., Takahashi K., Matsumi Y. // Ibid. 2000. V. 104. № 39. P. 8936.
  25. Wilkinson F., Helman W.P., Ross A.B. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1995. V. 24. № 2. P. 663.
  26. Biedenkapp D., Hartshorn L.G., Bair E.J. // Chem. Phys. Lett. 1970. V. 5. № 6. P. 379.
  27. Reisz E., Schmidt W., Schuchmann H.P., Von Sonntag C. // Env. Sci. Tech. 2003. V. 37. № 9. P. 1941.
  28. Sehested K., Getoff N., Schwoerer F. et al. // J. Phys. Chem. 1971. V. 75. № 6. P. 749.
  29. Ершов Б.Г., Яната Э., Алам М.С., Гордеев А.В. // Изв. Академии наук. Сер. химическая. 2008. № 6. С. 1165. [Ershov B.G., Janata E., Alam M.S., Gordeev A.V. // Russ. Chem. Bull. 2008. V. 57. № 6. P. 1187.]
  30. Ершов Б.Г., Яната Э., Алам М.С., Гордеев А.В. // Химия высоких энергий. 2008. Т. 42. № 1. С. 5. [Ershov B.G., Janata E., Alam M.S., Gordeev A.V. // High Energy Chem. 2008. V. 42. № 1. P. 1.]
  31. Zuo Y., Hoigne J. // Env. Sci. Tech. 1992. V. 26. № 5. P. 1014.
  32. Zuo Y., Hoigné J. // Atmospheric Environment. 1994. V. 28. № 7. P. 1231.
  33. Martell A.E., Smith R.M. Critical Stability Constants. V. 5. First Supplement. New York: Plenum Press, 1982.
  34. Pilz F.H., Lindner J., Vöhringer P. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. V. 21. № 43. P. 23803.
  35. Pozdnyakov I.P., Kel O.V., Plyusnin V.F. et al. // J. Phys. Chem. A. 2008. V. 112. № 36. P. 8316.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».