ДЕСТРУКЦИЯ КРАСИТЕЛЯ КИСЛОТНОГО ОРАНЖЕВОГО 52 ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИМ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДАМИ С ОБНАРУЖЕНИЕМ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Аннотация
Изучена эффективность деструкции красителя кислотного оранжевого 52 в водных растворах при совмещении электрокаталитического и фотокаталитического процессов. Электрокаталитический и фотокаталитический методы на практике относят к высокоэффективным окислительным процессам (ВОП). При проведении фотокаталитического процесса изучали влияние дозы катализатора B и времени облучения на степень деструкции красителя. Нами было показано, что при обработке в оптимальных условиях электрокаталитическим методом с катализатором A модельных сточных вод, содержащих краситель кислотный оранжевый 52, эффективность обесцвечивания составила 95% в видимой области спектра (464 нм) и 38,6% в ультрафиолетовой области (270 нм), соответственно. При использовании комбинации электрокаталитического и фотокаталитического процессов с катализаторами A и B, эффективность удаления окраски может достигать 99,3% (464 нм) и 91,5% (270 нм), соответственно. В ходе реакции окисления образуется большое количество продуктов с низкой молярной массой. Кроме того, полученные значения величин химического потребления кислорода (ХПК) и общего органического углерода (ООУ) свидетельствуют о том, что сочетание электрокаталитического и фотокаталитического методов обработки может значительно повысить способность к биологическому разложению красителя в целом. Было показано, что степень снижения величин ХПК и ООУ составила, соответственно, 54,3% и 72,8%. Промежуточные продукты реакции определяли методом электроспрей-ионизационной масс-спектрометрии (ESI-MS), что позволило в результате предложить механизм (путь) процесса деструкции красителя. Результаты работы могут быть полезными в качестве теоретической основы для проектирования эффективной ресурсосберегающей, технически эффективной и экономически обоснованной системы обработки сточных вод, содержащих труднобиоразлагаемые азокрасители.
Для цитирования:
Чжао Х., Чжун Х., Сунь Л., Ся Д., Невский А. В. Деструкция красителя кислотного оранжевого 52 электрокаталитическим и фотокаталитическим методами с обнаружением промежуточных продуктов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. С. 111-118
Литература
Wang K., Chen Y.X., Ye F.X. Degradation of Dye Pollutants on SiO2-Supported TiO2 Photocatalyst under Visible Light Irradia-tion. J. Catalysis. 2004. V. 25. N 12. P. 931-936.
Huang Y. Methods and development of azo dye wastewater treatment. J. Yi bin University. 2007. V. 6. P. 54-57.
Novotný Č., Dias N., Kapanen A., Malachová K., Vándrovcová M., Itävaara M., Lima N. Comparative use of bacteri-al, algal and protozoan tests to study toxicity of azo and anthraquinone dyes. Chemosphere. 2006. V. 63. P. 1436-1442.
All`egre C., Moulin P., Maisseu M., Charbit F. Treatment and reuse of reactive dyeing effluents. J. Membr. Sci. 2006.
V. 269. P. 15-34.
Rajkumar D., Song B.J., Kim J.G. Electrochemical degradation of Reactive Blue 19 in chloride medium for the treatment of textile dyeing wastewater with identification of intermediate compounds. Dyes Pigments. 2007. V. 72. P. 1–7.
Mohan N., Balasubramanian N., Ahmed Basha C. Electrochemical oxidation of textile wastewater and its reuse. Hazard Mater. 2007. V. 147. P. 644–651.
Rizzo L., Koch J., Belgiorno V., Anderson M.A. Removal of methylene blue in a photocatalytic reactor using polymethylmethacry-late supported TiO2 nanofilm. Desalination. 2007. V. 211. P. 1–9.
Lee D.K., Cho I.C., Lee G.S., Kim S.C., Kim D.S., Yang Y.K. Catalytic wet oxidation of reactive dyes with H2/O2 mixture on Pd-Pt/Al2O3 catalysts. Purif. Technol. 2004. V. 34. P. 43–50.
Liu Y., Sun D.Z. Development of Fe2O3–CeO2–TiO2/Al2O3 as catalyst for catalytic wet air oxidation of methyl orange azo dye under room condition. Appl. Catal. B Environ. 2007. V. 72. P. 205–211.
Sogut O., Akgun M. Treatment of textile wastewater by SCWO in a tube reactor. Supercrit. Fluid. 2007. V. 43. P. 106–111.
Oguz E., Keskinler B., Celik Z. Ozonation of aqueous Bomaplex Red CR-L dye in a semi-batch reactor. Dyes Pigments. 2005. V. 64. P. 101–108.
Zainal Z., Lee C.Y., Hussein M.Z., Kassim A., Yusof N.A. Electrochemical-assisted photodegradation of mixed dye and textile effluents using TiO2 thin films. Hazard Mater. 2007. V. 146. P. 73–80.
Hui Zhao, Heng Zhong, Lei Sun, Dongsheng Xia, Nevsky A.V. Acid Orange 52 dye degradation efficiency by electrocatalytic method. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 3. P. 64-69 (in Russian).
Lopez C, Valade A G, Combourieu B. Mechanism of enzymatic degradation of the azo dye Orange II determined by ex situ 1H nuclear magnetic resonance and electrospray ionization-ion trap mass spectrometry. Analytical Biochemistry. 2004. V. 335. N 1. P. 135-149.
Urzedo de A.P.F.M., Nascentes C.C., Diniz M.E.R., Catharino R.R., Eberlin M.N., Augusti R. Indigo carmine degradation by hypochlorite in aqueous medium monitored by electrospray ionization mass spectrometry. J. Mass Spectrometer. 2007. V. 21. P. 1893-1899.
Liu X.L., Yan Y., Da Z.L. Significantly enhanced photocatalytic performance of CdS coupled WO3 nanosheets and the mechanism study. J. Chem. Eng. J. 2014, V. 241. P. 243-250.
Guo X.Y., Chen C.F., Song W.Y. CdS embedded TiO2 hybrid nanospheres for visible light photocatalysis. J. Molecul. Catal. A Chem. 2014. 387(6). P. 1-6.
Wang S.M., Guan Y., Wang L.P. Fabrication of a novel bifunctional material of BiOI/Ag3VO4 with high adsorption-photocatalysis for efficient treatment of dye wastewater. J. Appl. Catal. B: Environm. 2015. V. 25. P. 448-457.
Haque F., Vaisman E., Langford C.H., et al. Preparation and performance of integrated photocatalyst adsorbent (IPCA) employed to degrade model organic compounds in synthetic wastewater. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2005. V. 169. N 1. P. 21-27.
Telke A., Kalyani D., Jadhav J. Kinetics and mechanism of Reactive Red 141 degradation by a bacterial isolate Rhizobium radiobac-ter MTCC 8161. Acta Chimica Slovenica. 2008. V. 55(2). P. 320.
Pandey A., Singh P., Iyengar L. Bacterial decolorization and degradation of azo dyes. J. Internat. Biodeteriorat. Biodegrad. 2007. V. 59. N 2. P. 73-84.
Tian Chang-Shun, Liu Zu-Wen. Quantitative relationship between molecular structure of azo dyes and their decolorization perfor-mance. J. Industrial Water & Wastewater. 2008. V. 39. N 4. P. 10-12.
Chen Ye, Chen Gang, Chen Liang. Review of studies on effects of molecular structure on azo dye microbial decolorization. J. En-vironm. Sci. Technol. 2011. V. 34. N 8. P. 65-69.
Nevsky A.V., Meshalkin V.P., Sharnin V.A. Analysis and Synthesis of Water Resource-Saving Chemical Processes. M.: Nauka. 2004. 212 p.
