ДЕСТРУКЦИЯ КРАСИТЕЛЯ КИСЛОТНОГО ОРАНЖЕВОГО-7 В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (III), ПЕРСУЛЬФАТА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

  • Heng Zhong Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Jun Li Уханьский текстильный университет
  • Hui Zhao Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Lei Sun Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Aihua Xu Уханьский текстильный университет
  • Dongsheng Xia Уханьский текстильный университет
  • Alexander V. Nevsky Ивановский государственный химико-технологический университет
DOI: https://doi.org/10.6060/tcct.2017603.5544
Ключевые слова: разложение красителя, кислотный оранжевый 7, персульфат, фотокаталитическое окисление, видимый свет, неорганические отрицательные ионы

Аннотация

В работе изучена деструкция красителя кислотного оранжевого-7 (AO7) в водных растворах при воздействии иона железа (III), активации процесса окисления ионом персульфата (PS, S2O82-) и воздействии видимого излучения (Vis) (≥420 нм). Проведена оценка эффективности различных систем, включая Fe3+/Vis, Fe3+/PS, PS/Vis и Fe3+/PS/Vis. Установлено, что эффективность системы Fe3+/PS и PS/Vis оказалась невысокой, при этом окислению подвергалось лишь порядка 48% AO7 в течение 20 мин под воздействием системы Fe3+/Vis с последующим ростом эффекта до почти 95% в течение 20 мин под воздействием системы Fe3+/PS/Vis. С целью оптимизации процесса изучено влияние на него таких технологических параметров, как концентрация PS, Fe3+, красителя, а также значения начальной величины рН. В результате показано, что эффективность деструкции красителя увеличивается с ростом концентрации PS и Fe3+ в исследуемом диапазоне времени воздействия. Значение рН не оказывает существенного влияния на деструкцию AO7. Изучено также влияние присутствия в воде неорганических анионов, при этом показано, что их эффект ингибирования процесса может быть ранжирован в порядке возрастания: Cl-≈NO3- <SO42- <HCO3-≈HPO42-.

Для цитирования:

Хен Чжун, Чжун Ли, Хуэй Чжао, Лей Сунь, Айхуа Сюй, Донгшен Ся, Невский А.В. Деструкция красителя кислотного оранжевого-7 в водных растворах в присутствии ионов железа (III), персульфата при воздействии видимого излучения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 3. С. 48-54.

Литература

Huang K.C., Couttenye R.A., Hoag G.E. Kinetics of heat-assisted persulfate oxidation of methyl tert -butyl ether (MTBE). Chemosphere. 2002. V. 49. N 4. P. 413-420. DOI: 10.1016/S0045-6535(02)00330-2.

Lei Y., Chen C.S., Tu Y.J., Huang Y.H., Zhang H. Heterogeneous degradation of organic pollutants by persulfate activated by CuO-Fe3O4: Mechanism, stability, and effects of pH and bicarbonate ions. Environmental Science & Technology. 2015.

V. 49. N 11. P. 6838-6845. DOI: 10.1021/acs.est.5b00623.

Oh S.Y., Kim H.W., Park J.M., Park H.S., Yoon C. Oxidation of polyvinyl alcohol by persulfate activated with heat, Fe2+, and zero valent iron. J. Hazard Mater. 2009. V. 168. N 1. P. 346-351. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.02.065.

Tan C., Gao N., Yang D., Rong W., Zhou S., Lu N. Degradation of antipyrine by heat activated persulfate. Separation & Purification Technology. 2013. V. 109. N 19. P. 122-128. DOI: 10.1016/j.seppur.2013.03.003.

Huang K.C., Zhao Z., Hoag G.E., Dahmani A., Block P.A. Degradation of volatile organic compounds with thermally activated persulfate oxidation. Chemosphere. 2005. V. 61. N 4. P. 551-560. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2005.02.032.

Furman O.S., Teel A.L., Watts R.J. Mechanism of base activation of persulfate. Environmental Science & Technology. 2010. V. 44. N 16. P. 6423-6428. DOI: 10.1021/es1013714.

Xie P., Ma J., Liu W., Zou J., Yue S., Li X.C., Wiesner M.R., Fang J.Y. Removal of 2-MIB and geosmin using UV/persulfate: Contributions of hydroxyl and sulfate radicals. Water Res. 2015. V. 69. P. 223-233. DOI: 10.1016/j.watres.2014.11.029.

Lin Y.T., Liang C., Chen J.H. Feasibility study of ultraviolet activated persulfate oxidation of phenol. Chemosphere. 2011. V. 82. N 8. P. 1168-1172. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.027.

Torres-Luna J.R., Ocampo-Pérez R., Sánchez-Polo M., Utrilla J.R., Velo-Gala I., Bernal-Jacome L.A. Role of HO and SO4- radicals on the photodegradation of remazol red in aqueous solution. Chem. Eng. J. 2013. V. 223. P. 155–163. DOI: 10.1016/j.cej.2013.02.127.

Criquet J., Leitner N.K.V. Degradation of acetic acid with sulfate radical generated by persulfate ions photolysis. Chemosphere. 2009. V. 77. N 2. P. 194-200. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2009.07.040.

Price G.J., Clifton A.A., Keen F. Ultrasonically enhanced persulfate oxidation of polyethylene surfaces. Polymer. 1996. V. 37. N 26. P. 5825-5829. DOI: 10.1016/S0032-3861(96)00451-X.

Jie W., Hui Z., Qiu J. Degradation of Acid Orange 7 in aqueous solution by a novel electro/Fe2+/peroxydisulfate process. J. Hazard. Materials. 2012. N 4. P. 138-145.

Jiang X., Wu Y., Wang P., et al. Degradation of bisphenol A in aqueous solution by persulfate activated with ferrous ion. Environ-mental Science & Pollution Research. 2013. V. 20. N 7. P. 4947-4953. DOI: 10.1007/s11356-013-1468-5.

Gong Y., Lin L. Oxidative decarboxylation of levulinic acid by silver(I)/persulfate. Molecules. 2011. V. 16. N 3. P. 2714-2725. DOI: 10.3390/molecules16032714.

Zhu L.L., Ai Z.H., Ho W.K., Zhang L.Z. Core–shell Fe–Fe2O3, nanostructures as effective persulfate activator for degradation of methyl orange. Separation & Purification Technology. 2013. V. 108. N 16. P. 159-165. DOI: 10.1016/j.seppur.2013.02.016.

Zhao Y.S., Sun C., Sun J.Q., Zhou R. Kinetic modeling and efficiency of sulfate radical-based oxidation to remove p-nitroaniline from wastewater by persulfate/Fe3O4, nanoparticles process. Separation & Purification Technology. 2015. V. 142. P. 182-188. DOI: 10.1016/j.seppur.2014.12.035.

Xu X.R., Li X.Z. Degradation of azo dye Orange G in aqueous solutions by persulfate with ferrous ion. Separation & Purification Technology. 2010. V. 72. N 1. P. 105-111. DOI: 10.1016/j.seppur.2010.01.012.

Han D.H., Wan J.Q., Ma Y.W., Wang Y., Li Y., Li D.Y., Guan Z.Y. New insights into the role of organic chelating agents in Fe(II) activated persulfate processes. Chem. Eng. J. 2015. V. 269. P. 425-433. DOI: 10.1016/j.cej.2015.01.106.

Weng C.H., Ding F., Lin Y.T., Liu N. Effective decolorization of polyazo direct dye Sirius Red F3B using persulfate activated with Fe0 aggregate. Separation & Purification Technology. 2015. V. 147. P. 147-155. DOI: 10.1016/j.seppur.2015.03.062.

Rastogi A., Al-Abed S.R., Dionysiou D.D. Sulfate radical-based ferrous-peroxymonosulfate oxidative system for PCBs degrada-tion in aqueous and sediment systems. Applied Catalysis B Environmental. 2009. V. 85. N 3. P. 171-179. DOI: 10.1016/j.apcatb.2008.07.010.

Rastogi A., Al-Abed S.R., Dionysiou D.D. Effect of inorganic, synthetic and naturally occurring chelating agents on Fe(II) mediated advanced oxidation of chlorophenols. Water Research. 2009. V. 43. N 3. P. 684-694. DOI: 10.1016/j.watres.2008.10.045.

Zou J., Ma J., Chen L.W., Li X.C., Guan Y.H., Xie P.C., Pan C. Rapid acceleration of ferrous iron/peroxymonosulfate oxidation of organic pollutants by promoting Fe(III)/Fe(II) cycle with hydroxylamine. Environmental Science & Technology. 2013. V. 47. N 20. P. 11685-11691. DOI: 10.1021/es4019145.

Lin H., Wu J., Zhang H. Degradation of clofibric acid in aqueous solution by an EC/Fe3+ /PMS process. Chem. Eng. J. 2014. V. 244. N 1. P. 514-521. DOI: 10.1016/j.cej.2014.01.099.

Mavronikola C., Demetriou M., Hapeshi E., Partassides D., Michael C., Mantzavinos D., Kassinos D. Mineralisation of the antibiotic amoxicillin in pure and surface waters by artificial UVA‐and sunlight‐induced Fenton oxidation. J. Chem. Technology & Biotechnology. 2009. V. 84. N 8. P. 1211-1217. DOI: 10.1002/jctb.2159.

Su M., He C., Sharma V.K., Asi M.A., Xia D.H., Li X.Z., Deng H.Q., Xiong Y. Mesoporous zinc ferrite: Synthesis, characteriza-tion, and photocatalytic activity with H2O2/visible light. J. Hazard. Materials. 2012. V. 211-212. N 8. P. 95-103. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2011.10.006.

Xie Y., Chen F., He J., et al. Photoassisted degradation of dyes in the presence of Fe3+ and H2O2 under visible irradiation. J. Photo-chemistry & Photobiology A Chemistry. 2000. V. 136. N 3. P. 235-240.

Hussain I., Zhang Y., Huang S. Degradation of aniline with zero-valent iron as an activator of persulfate in aqueous solution. Rsc Advances. 2014. V. 4. N 7. P. 3502-3511. DOI: 10.1039/C3RA43364A.

Nevsky A.V., Meshalkin V.P., Sharnin V.A. Analysis and Synthesis of Water Resource-Saving Chemical Processes. M.: Science PH. 2004. 212 p.

Опубликован
2017-04-13
Как цитировать
Zhong, H., Li, J., Zhao, H., Sun, L., Xu, A., Xia, D., & Nevsky, A. V. (2017). ДЕСТРУКЦИЯ КРАСИТЕЛЯ КИСЛОТНОГО ОРАНЖЕВОГО-7 В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (III), ПЕРСУЛЬФАТА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 60(3), 48-54. https://doi.org/10.6060/tcct.2017603.5544
Выпуск
Том 60 № 3 (2017)
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы