Фотокаталитическая окислительная деструкция диклофенака в воде с применением железосодержащих металлокерамических композитов в условиях облучения и озонирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована фотокаталитическая активность железосодержащих металлокерамических композитов на основе нитрида кремния в процессе окислительной деградации фармацевтического загрязнителя диклофенака (DCF). Композиты получены при азотировании ферросилиция без добавок и ферросилиция с шунгитом (модификатор для получения SiC) в режиме горения. Отмечено, что использование мочевины позволяет дополнительно модифицировать керамическую матрицу композитов полупроводниковыми фазами (Fe2O3, C3N4), способными поглощать в области ближнего УФ и видимого света. Установлен фазовый состав, изучены морфологические особенности и оптические свойства композитов. Проведена оценка кислотно-основных свойств поверхности. Изучена адсорбционная и каталитическая активность композитов в отсутствие и с добавкой Н2О2 при УФ-облучении (фотохимический процесс Фентона), в условиях озонирования при облучении УФ и видимым светом. Наибольшая степень деградации DCF установлена при совмещении гетерогенного фотокатализа и процесса Фентона (84%) и в условиях фотокаталитического озонирования (88%). Исследована кинетика фотокаталитической деградации DCF с использованием модели псевдо-первого порядка. Определены продукты деградации DCF методом ГХ-МС.

Об авторах

В. М. Макарова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: valerym.a.c@yandex.ru
634050, Томск, Россия

Л. Н. Скворцова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

634050, Томск, Россия

К. А. Дычко

Национальный исследовательский Томский государственный университет

634050, Томск, Россия

О. Г. Крюкова

Томский научный центр СО РАН

634021, Томск, Россия

Список литературы

  1. Hernández-Tenorio R., González-Juárez E., Guzmán-Mar J.L. et al. // J. of Hazardous Materials Advances. 2022. V. 8. P. 100172. https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2022.100172
  2. O’Flynn, D., Lawler J., Yusuf A. et al. // Anal. Methods. 2021. V. 13. P. 575. https://doi.org/10.1039/D0AY02098B
  3. Tiedeken E.J., Tahar A., McHugh B. et al. // Science of The Total Environment. 2017. V. 574 P. 1140. 10.1016/j.scitotenv.2016.09.084' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.09.084
  4. Fernandes J.P., Almeida C.M.R, Salgado M.A. et al. // Toxics. 2021. V. 9. P. 257. 10.3390/toxics9100257' target='_blank'>https://doi: 10.3390/toxics9100257
  5. Wilkinson J.L., Boxall A.B.A., Kolpin D.W. et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2022. V. 119. № 8. P. 2113947119. 10.1073/pnas.2113947119' target='_blank'>https://doi: 10.1073/pnas.2113947119
  6. Guillossou R., Le Roux J., Mailler R. et al. // Chemosphere. 2019. V. 218. P. 1050. 10.1016/j.chemosphere.2018.11.182' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.11.182
  7. Ma D., Yi H., Lai C. et al. // Ibid. 2021. V. 275. P. 130104. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130104
  8. Suhag M.H., Khatun A., Tateishi I. et al. // ACS Omega. 2023. V. 8. P. 11824. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c06678
  9. Yu Y., Yan L., Cheng J. et al. // Chemical Engineering Journal. 2017. V. 325 P. 647. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.05.092
  10. Ershov D.S., Besprozvannykh N.V., Sinel’shchikova O.Y. // Russ J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 105. https://doi.org/10.1134/S003602362201003X
  11. Zhang L., Hao J., Jia Z. et al. // J. Solid State Chem. 2023. V. 325. P. 124167. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2023.124167
  12. Su S., Xing Z., Zhang S. et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 537. P. 147890. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147890
  13. Sonhtag C., Gunten U. Chemistry of Ozone in Water and Wastewater Treatment. [S.l.]: IWA Publishing, 2012. 320 p.
  14. Li X., Chen W., Tang Y. et al. // Chemosphere. 2018. V. 206. P. 615. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.05.066
  15. Moreira N.F.F., Sousa J.M., Macedo G. et al. // Water Res. 2016. V. 94. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.02.003
  16. Valério A., Wang J., Tong S. et al. // Chem. Eng. Process. 2020. V. 149. P. 107838. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.107838
  17. Camera-Roda G., Loddo V., Palmisano L. et al. // Appl. Catal. B: Environ. 2019. V. 253. P. 69. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.04.048
  18. Skvortsova L.N., Kazantseva K.I., Bolgaru K.A. et al. // Rev. and adv. in chem. 2022. V. 12. P. 289. https://doi.org/10.1134/S2634827623700137
  19. Sathishkumar P., Meena R.A.A., Palanisami T. et al. // Sci. Total Environ. 2020. P. 134057. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134057
  20. Simon E., Duffek A., Stahl C. et al. // Environ. Int. 2022. V. 159. P. 107033. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.107033
  21. Zhu J., Zhang G., Xian G. et al. // Front. Chem. 2019. V. 7. P. 796. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00796
  22. Vitiello G., Iervolino G., Imparato C. et al. // Sci. Total. Environ. 2021. V. 762. P. 143066. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143066
  23. Conte F., Tommasi M., Degreli S.N. et al. // ChemPhotoChem. 2023. V. 8. P. 202300177. https://doi.org/10.1002/cptc.202300177
  24. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. СПб.: Лань, 2021. 284 с.
  25. Bauer J. // Phys. Status Solidi. 1977. V. 39. № 2. P. 411. http://dx.doi.org/10.1002/pssa.2210390205
  26. Cornell R.M., Schwertmann U. The Iron Oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurences and Uses. [S. l.]: Wiley-VCH Verlang GmbH & Co. KGaA, 2003. 664 p.
  27. Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S. Properties of Advanced Semiconductor Materials: GaN, AIN, InN, BN, SiC, SiGe. New York: John Wiley & Sons, 2001. 216 p.
  28. Pattnaik S.P, Behera A., Martha S. et al. // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. P. 5726. 10.1007/s10853-018-03266-x' target='_blank'>https://doi: 10.1007/s10853-018-03266-x
  29. Oppenlander T. Photochemical purification of water and air. Weinheim: Wiley-VCH, 2007. 368 с.
  30. Smaali A., Berkani M., Merouane F. et al. // Chemosphere. 2021. V. 266. P. 129158. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.129158
  31. Bulyga D.V., Evstropiev S.K. // Optics and Spectroscopy. 2022. V. 130. № 9. P. 1176. http://dx.doi.org/10.21883/EOS.2022.09.54839.3617-22

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025