ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЕДОВЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована возможность очистки воды от фенола и ацетона с применением железосодержащих металлокерамических композитов на основе нитрида кремния, модифицированных полупроводниковыми соединениями, в условиях облучения УФ/видимым светом и озонирования. Композиты получены при азотировании ферросилиция в отсутствие и с добавкой природного минерала шунгита (для введения карбида кремния) в режиме горения. Для введения в керамическую матрицу композитов полупроводниковых фаз оксида железа(III) и нитрида углерода использовали мочевину. Установлен фазовый состав, изучена морфология и оптические свойства композитов. Проведена оценка адсорбционной и фотокаталитической активности композитов в отсутствие и с добавкой пероксида водорода при облучении УФ, видимым светом (процесс Фентона) и озонировании. Установлена высокая степень деградации фенола (~100%) с применением модифицированных композитов с добавкой пероксида водорода при облучении видимым светом. Показана устойчивость фотокатализаторов в восьми повторных циклах. Наиболее эффективным для окислительной деструкции ацетона (100%) в воде является озонирование, в том числе при облучении видимым светом. Исследованы продукты деградации ацетона и фенола методом ГХ и ГХ-МС.

Об авторах

Л. Н Скворцова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: lnskvorcova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-1496-2214
к.х.н., доцент кафедры аналитической химии Томск

М. Е Матвеева

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0003-9271-2258
Томск

В. М Макарова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0008-6922-5466
Томск

О. Г Крюкова

Томский научный центр СО РАН

Email: lnskvorcova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-9031-4799

к.т.н., н.с.

Томск

К. А Дычко

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: lnskvorcova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7711-8248

к.х.н., доцент кафедры органической химии

Томск

Список литературы

  1. Guillossou R., Le Roux J., Mailler R., Vulliet E., Morlay C., Nauleau F., Gasperi J., Rocher V. Organic micropollutants in a large wastewater treatment plant: What are the benefits of an advanced treatment by activated carbon adsorption in comparison to conventional treatment? // Chemosphere. 2019. V. 218. P. 1050–1060. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.11.182
  2. You Y., He Z. Phenol degradation in iron-based advanced oxidation processes through ferric reduction assisted by molybdenum disulfide // Chemosphere. 2023. V. 312. P. 137278. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137278
  3. Schwarze M., Borchardt S., Frisch M. L., Collis J., Walter C., Menezes P. W., Strasser P., Driess M., Tashihi M. Degradation of phenol via an advanced oxidation process (AOP) with immobilized commercial titanium dioxide (TiO2) photocatalysts // Nanomaterials. 2023. V. 13. N 7. P. 1249. https://doi.org/10.3390/nano13071249
  4. Moraes M. F., Oliveira T., Cuellar J., Castiglioni G. L. Phenol degradation using adsorption methods, advanced oxidative process (H2O2/UV) and H2O2/UV/ activated carbon coupling: Influence of homogeneous and heterogeneous phase // Desalin. Water Treat. 2017. V. 100. P. 38–45. https://doi.org/10.5004/dwt.2017.21808
  5. Sable S. S., Shah K. J., Chiang P.-C., Lo S. L. Catalytic oxidative degradation of phenol using iron oxide promoted sulfonated-ZrO2 by advanced oxidation processes (AOPs) // J. Taiwan Ins. Chem. Eng. 2018. V. 91. P. 434–440. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2018.06.030
  6. Firoozi M., Hashemi M., Naroote M.R., Daraei H. Evaluation of phenol degradation rate using advanced oxidation/reduction process (AORP) in the presence of sulfite and zinc oxide under UV // Optik. 2023. V. 279. P. 170787. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2023.170787
  7. Wang Q., Qin H., Fan J., Xie H. New insight into the mechanism of ferric hydroxide-based heterogeneous Fenton-like reaction // J. Hazard. Mater. 2023. V. 443. P. 130278. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130278
  8. Wei X., Wu H., Sun F. Magnetic/Fe-Al-montmorillonite as a Fenton catalyst with efficient degradation of phenol // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 504. P. 611–619. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.05.110
  9. Gao J., Liu Y., Xia X., Wang L., Dong W. Fe1-Zn2S ternary solid solution as an efficient Fenton-like catalyst for ultrafast degradation of phenol // J. Hazard. Mater. 2018. V. 353. P. 393–400. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.04.029
  10. Oppenländer T. Photochemical purification of water and air [S. I]. Wiley-VCH, 2007. P. 145–187.
  11. De Laat J., Gallard H., Ancelin S., Legube B. Comparative study of the oxidation of atrazine and acetone by H2O2/UV, Fe(III)/UV, Fe(III)/H2O2/UV and Fe(II) or Fe(III)/H2O2 // Chemosphere. 1999. V. 39. N 15. P. 2693–2706.
  12. Ku Y., Huang Y.-J., Chen H.-W., Hou W.-M. Decomposition of acetone by hydrogen peroxide/ ozone process in a rotating packed contactor // Water Environ. Res. 2011. V. 83. N 7. P. 588–593. https://doi.org/10.2175/106143010X128510091569
  13. Скворцова Л. Н., Чухломина Л. Н., Мокроусов Г. М., Баталова В. Н., Wu J. J. Каталитическое окисление фенола в присутствии железосодержащих композиций на основе нитридов кремния и бора // ЖПХ. 2011. Т. 84. № 9. С. 41–45.
  14. Скворцова Л. Н., Чухломина Л. Н., Мокроусов Г. М., Баталова В. Н. Исследование сорбционной и каталитической активности композиции B-N-Fe при очистке воды от щавелевой кислоты // ЖПХ. 2010. Т. 83. № 9. С. 1444–1447.
  15. Lopez R., Gomez R. Band-gap energy estimation from diffuse reflectance measurements on sol-gel and commercial TiO2: A comparative study // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2012. V. 61. P. 1–7. https://doi.org/10.1007/s10971-011-2582-9
  16. Dolgonos A., Mason T. O., Poeppelmeier K. R. Direct optical band gap measurement in polycrystalline semiconductors: A critical look at the Tauc method // J. Solid State Chem. 2016. V. 240. P. 43–48. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.05.010
  17. Новиков Ю. Д., Ласточкина К. О., Болдина З. Н. Методы исследования качества воды водоемов. М.: Медицина, 1990. 400 с.
  18. Bauer J. Optical properties, band gap, and surface roughness of Si3N4// Phys. Status Solidi. 1977. V. 39. N. 2. P. 411–418. https://doi.org/10.1002/pssa.2210390205
  19. Cornell R. M., Schwertmann U. The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurrences and uses [S. I]. Wiley-VCH, 2003. 664 p.
  20. Levinshtein M. E., Rumyantsev S. L., Shur M. S. Properties of advanced semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe. New York: John Wiley & Sons, 2001. 216 p.
  21. Sambhun P., Behera A., Satyabadi M., Rashmi A., Kulamani P. Facile synthesis of exfoliated graphitic carbon nitride for photocatalytic degradation of Ciprofloxacin under solar irradiation // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. https://doi.org/10.1007/S10853-018-03266-X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

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».