Новые деградируемые фотокатализаторы для очистки сточных вод

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Ослабление техногенной нагрузки на природную среду стало глобальной задачей человечества. Накопление токсичных веществ в природных водах может вызывать ускорение загрязнения водосборных бассейнов планеты, что приведёт к загрязнению биоты. Для решения данной проблемы необходимо создание фотокатализаторов, которые способны функционировать самопроизвольно под действием солнечного света. Также важными параметрами фотокатализаторов являются простота синтеза и низкая стоимость. В данной статье продемонстрирован одностадийный подход к синтезууглеродных наноструктур (УНС), обладающих фотокаталитической активностью. Для этой цели применен метод «зеленой химии» – гидротермальная обработка различных полисахаридов (декстран сульфат натрия, крахмал, пектин), открывающий возможность использования вторичного сырья. Осуществлено комплексное изучение свойств синтезированных УНС. Для изучения их оптических свойств использовали абсорбционную и люминесцентную спектроскопии, а также ИК-спектроскопию. Полученные УНС успешно продемонстрировали фотокаталитическую активность на модельном органическом красителе тартразине, широко используемом в пищевой и текстильной промышленности. 

Об авторах

Мария Сергеевна Степухович

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Анна Михайловна Абрамова

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0003-0666-7685
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Артем Алексеевич Бакал

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0002-3260-4744
Scopus Author ID: 57202158705
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Ирина Юрьевна Горячева

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0003-1781-6180
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Hennig H. Homogeneous photo catalysis by transition metal complexes // Coordination Chemistry Reviews. 1999. Vol. 182, № 1. P. 101–123.
  2. Gonçalves A. A., Gagnon G. A. Recent technologies for ballast water treatment // Ozone: Science & Engineering. 2012. Vol. 34, № 3. P. 174–195.
  3. Lathasree S., Rao A. N., SivaSankar B., Sadasivam V., Rengaraj K. Heterogeneous photocatalytic mineralisation of phenols in aqueous solutions // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2004. Vol. 223, № 1-2. P. 101–105.
  4. Ola O., Maroto-Valer M. M. Review of material design and reactor engineering on TiO2 photocatalysis for CO2 reduction // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2015. Vol. 24. P. 16–42.
  5. Zhao H., Tian F., Wang R., Chen R. A review on bismuthrelated nanomaterials for photocatalysis // Reviews in Advanced Sciences and Engineering. 2014. Vol. 3, № 1. P. 3–27.
  6. Gonçalves J. M., da Silva M. I., Angnes L., Araki K. Vanadium-containing electro and photocatalysts for the oxygen evolution reaction: A review // Journal of Materials Chemistry A. 2020. Vol. 8, № 5. P. 2171–2206.
  7. Yang P., Zhao J., Zhang L., Li L., Zhu Z. Intramolecular hydrogen bonds quench photoluminescence and enhance photocatalytic activity of carbon nanodots // ChemistryA European Journal. 2015. № 21 (23). P. 8561–8568
  8. Wang R., Lu K. Q., Tang Z. R., Xu Y. J. Recent progress in carbon quantum dots: Synthesis, properties and applications in photocatalysis // Journal of Materials Chemistry A. 2017. Vol. 5, № 8. P. 3717–3734.
  9. Zhang H., Ming H., Lian S., Huang H., Li H., Zhang L., Lee S. T. Fe2O3/carbon quantum dots complex photocatalysts and their enhanced photocatalytic activity under visible light // Dalton Transactions. 2011. Vol. 40, № 41. P. 10822–10825.
  10. Wang W., Serp P., Kalck P., Faria J. L. Visible light photodegradation of phenol on MWNT-TiO2 composite catalysts prepared by a modifi ed sol–gel method // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2005. Vol. 235. № 1-2. P. 194–199.
  11. Zhou Y., Zahran E. M., Quiroga B. A., Perez J., Mintz K. J., Peng Z., Leblanc R. M. Size-dependent photocatalytic activity of carbon dots with surface-state determined photoluminescence // Applied Catalysis B: Environmental. 2019. Vol. 248. P. 157–166.
  12. Ma Z., Ming H., Huang H., Liu Y., Kang Z. One-step ultrasonic synthesis of fl uorescent N-doped carbon dots from glucose and their visible-light sensitive photocatalytic ability // New Journal of Chemistry. 2012. Vol. 36, № 4. P. 861–864.
  13. Aoudjit L., Martins P. M., Madjene F., Petrovykh D. Y., Lanceros-Mendez S. Photocatalytic reusable membranes for the effective degradation of tartrazine with a solar photoreactor // Journal of Hazardous Materials. 2018. Vol. 344. P. 408–416.
  14. Hill S., Galan M. C. Fluorescent carbon dots from mono-and polysaccharides: synthesis, properties and applications // Beilstein Journal of Organic Chemistry. 2017. Vol. 13, № 1. P. 675–693.
  15. Xiong Y., Schneider J., Ushakova E. V., Rogach A. L. Infl uence of molecular fl uorophores on the research fi eld of chemically synthesized carbon dots // Nano Today. 2018. Vol. 23. P. 124–139.
  16. Behnajady M. A., Modirshahla N., Hamzavi R. Kinetic study on photocatalytic degradation of CI Acid Yellow 23 by ZnO photocatalyst // Journal of Hazardous Materials. 2006. Vol. 133, № 1–3. P. 226–232.
  17. Demina P. A., Voronin D. V., Lengert E. V., Abramova A. M., Atkin V. S., Nabatov B. V., Bukreeva T. V. Freezing-induced loading of TiO2 into porous vaterite microparticles: Preparation of CaCO3/TiO2 composites as templates to assemble UV-responsive microcapsules for wastewater treatment // ACS Omega. 2020. Vol. 5, № 8. P. 4115–4124.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».