ДОСЛІДЖЕННЯ ТИТАНУ (ІV) ОКСИДУ МОДИФІКОВАНОГО НАНОЧАСТИНКАМИ СРІБЛА ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД ТЕКСТИЛЬНИХ ВИРОБНИЦТВ

УДК:554.526.5, 54.057+544.77.051

DOI:10.25140/2411-5363-2020-1(19)-272-279

Автор:

Скиба Маргарита Іванівна , ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» (просп. Гагаріна, 8, м. Дніпропетровськ, 49005, Україна)

Воробйова Вікторія Іванівна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені І. Сікорського» (просп. Перемоги, 37, м. Київ, 03056, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Екологічні проблеми водних екосистем України пов'язані з безповоротним водозабором і скидом забруднюючих речовин у водні об’єкти. Тому актуальним є дослідження спрямовані на удосконалення відомих методів та засобів очищення стічних вод виробництв для запобігання шкідливого впливу на довкілля та життєдіяльності людини.

Постановка проблеми. На сьогодні не достатньо наукової інформації про підвищення ефективності фотокаталізаторів (діоксину титану) нанорозмірними металами та їх використання для розкладання барвників, тому необхідно здійснення досліджень в цьому напрямку. 

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні вітчизняні та закордонні публікації у відкритому доступі, щодо модифікування фотокаталізатору титану (ІV) оксиду наночастинками срібла, одержаними різними способами, та їх ефективність до розкладання полютантів (барвників).

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Інформація про допування фотокаталізатора (титану (ІV) оксиду) плазмохімічно одержаними наночастками срібла та вивчення його ефективності щодо розкладання барвників є дуже обмеженою.

Постановка завдання. Дослідження ефективності використання плазмохімічно одержаних дисперсій срібла в якості допуючої складової фотокаталізатора та дослідження його ефективності очищення стічних вод від барвників. 

Виклад основного матеріалу. Одержано модифікований плазмохімічно одержаними наночастинками срібла титан (ІV) оксид. Фазовий склад модифікованого фотокаталізатора (2% Ag НЧ) було досліджено рентгеноструктурним аналізом. Аналіз морфології поверхні зразків проаналізовано із використанням скануючої і просвічуючої мікроскопії. Оцінено можливість застосування композитного фотокаталізатора для видалення барвника катіонного барвника метиленового синього. Встановлено, що одержаний композитний фотокаталізатор виявляли більшу фотокаталітичну активність щодо барвника, в порівнянні з промисловим TiO2. Досліджено вплив домішок Cl−, NO3−, SO42-, Fe3+ на ефективність фотокаталітичного розкладання барвника.

Висновки відповідно до статті. Серед багатьох полютантів особливу увагу привертають барвники. Модифікування промислових зразків фотокаталізатора металевими наночастинками, одержаними плазмовим способом є перспективним способом для підвищення ефективності промислових зразків титан (ІV) оксиду. 

Ключові слова:

фотокаталізатор; наночастинки срібла; модифікування; розкладання; метиленовий синій; модельні стічні води

Список використаних джерел:

1. Bakardjieva S. Photoactivity of anatase–rutile TiO2 nanocrystalline mixtures obtained by heat treatment of homogeneously precipitated anatase. Appl. Catal. B. 2005. № 58. P. 193–202.

2. Chen X., Mao S. S. Titanium dioxide nanomaterials: Synthesis, properties, modifications, and applications. Chem. Rev. 2007. № 107. Р. 2891–2959.

3. Ahmed S., Rasul M. G., Martens,\ W. N. Advances in heterogeneous photocatalytic degradation of phenols and dyes in wastewater: a revie. Water, Air, & Soil Pollution. 2011. Vol. 215. P. 27–31.

4. Sahoo C., Gupta A. K., Sasidharan Pillai I. M. Photocatalytic degradation of methylene blue dye from aqueous solution using silver ion-doped TiO2 and its application to the degradation of real textile wastewater. Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2012. № 47(10). P. 1428–1438.

5. Ko S., Banerjee C. K., Sankar, J. Photochemical synthesis and photocatalytic activity in simulated solar light of nanosized Ag doped TiO2 nanoparticle composite’. Composites Part B: Eng. 2011. Vol. 42, No. 3. P. 579–583.

6. Bouhadjar S. I., Deowan S. A., Galiano F., Figoli A., Hoinkis J., Djennad M. Performance of commercial membranes in a side-stream and submerged membrane bioreactor for model textile wastewater treatment. Desalination and Water Treatmen. 2015. Vol. 57(12), P. 5275–5285.

7. Kaur Aulakh M., Sharma R., Pal B., Prakash R. Photo-induced oxidation and reduction by plasmonic Ag-TiO2 nanocomposites under UV/sunlight. Solar Energy. 2020. Vol. 196, P. 427–436.

8. Haider A. J., AL-Anbari R. H., Kadhim G. R., Salame C.T . Exploring potential environmental applications of TiO2 Nanoparticle. Energy Procedia. 2017. Vol. 119. P. 332–345.

9. Ghosh M., Mondal M., Mandal S., Roy A., Chakrabarty S., Chakrabarti G., Pradhan S. K. Enhanced photocatalytic and antibacterial activities of mechanosynthesized TiO2-Ag nanocomposite in wastewater treatment. Journal of Molecular Structure. 2020. Vol. 1211. Р. 128076.

10. Ivanenko I. N., Dontsova T. A., Astrelin I. M., Trots V. V. Low-temperature synthesis, structure-sorption characterisics and photocatalytic activity of TiO2 nanostructures. J. Water Chem. Technol. 2016. Vol. 37 (1). P. 14–20.

11. Ohno T., Mitsui T., Matsumura M. Photocatalytic activity of S-doped TiO2 photocatalyst under visible light. Chemistry letters. 2003. Vol. 32(4). Р. 364–365.

12. Sobana N., Muruganadham M., Swaminathan M. Nano-Ag particles doped TiO2 for efficient photodegradation of Direct azo dyes’. J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. Vol. 258 (1–2). Р. 124–132.

13. Mahmoudabadi Z. D., Eslami E., Narimisa M. Synthesis of Ag/TiO2 nanocomposite via plasma liquid interactions: Improved performance as photoanode in dye-sensitized solar cell. Journal of Colloid and Interface Science. 2018. Vol. 529. Р. 538–546.

14. Chen Q., Li J., Li Y. A review of plasma–liquid interactions for nanomaterial synthesis. Journal of Physics D: Applied Physics. 2015. Vol. 48(42). Р. 1-27.

15. Dong P., Yang F., Cheng X., Huang Z., Nie X., Xiao Y., Zhang X. Plasmon enhanced photocatalytic and antimicrobial activities of Ag-TiO2 nanocomposites under visible light irradiation prepared by DBD cold plasma treatment. Materials Science and Engineering: C. 2018. Vol. 96. Р. 197–204.

16. Pivovarov О. А., Skіba М. І., Makarova А. K., Vorobyova V. І., Pasenko О. О. Plasmachemical obtaining of silver nanoparticles in the presence of sodium alginate. Вопросы химии и химической технологии. 2017. Vol. 6, Issue 115. P. 82–88. 

17. Skіba M., Pivovarov A., Makarova A., Vorobyova V. Plasma-Chemical Synthesis of Silver Nanoparticles in the Presence of Citrate. Chemistry Journal of Moldova. 2018. Vol. 13, № 1. P. 7–14. 

18. Skiba M. I., Vorobyova V. I., Pivovarov О. A., Makarshenko N. P. Green synthesis of silver nanoparticles in the presence of polysaccharide: Optimization and characterization. Journal of Nanomaterials. 2020. Vol. 2020. P. 1–10.

19. Skiba M. I., Vorobyova V. I. Synthesis of Silver Nanoparticles Using Orange Peel Extract Prepared by Plasmochemical Extraction Method and Degradation of Methylene Blue under Solar Irradiation. Advances in Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 2019. Р. 1–8. 

Завантажити