Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Степухович М. С., Абрамова А. М., Бакал А. А., Горячева И. Ю. Новые деградируемые фотокатализаторы для очистки сточных вод // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023. Т. 23, вып. 2. С. 148-158. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-2-148-158, EDN: FJKTJY

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 65)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 38)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
54.061
EDN: 
FJKTJY

Новые деградируемые фотокатализаторы для очистки сточных вод

Авторы: 
Степухович Мария Сергеевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Абрамова Анна Михайловна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Бакал Артем Алексеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Горячева Ирина Юрьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
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. 

Список источников: 
  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.
Поступила в редакцию: 
09.01.2023
Принята к публикации: 
18.01.2023
Опубликована: 
30.06.2023
Краткое содержание:
(загрузок: 26)