Адсорбция красителей на каталитически активных частицах диоксида титана

И.О. Цыбук, студент

Руководитель: Е.И. Туркин

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

E-mail: tu2-060@bk.ru

Диоксид титана (TiO₂) представляет большой интерес для фотокатализа [1]. TiO₂ является, пожалуй, третьим по важности окисным адсорбентом после Si0₂, Al₂0₃ и их смесей [2]. При использовании TiO₂ в процессах фотокаталитической деструкции красителей в водных средах обесцвечивание растворов возможно как за счёт процесса фотокаталитической деструкции, так и за счёт адсорбции. Следовательно, при использовании частиц TiO₂ или других фотокаталитически активных материалов для фотокаталитической деструкции органических красителей необходимо знать вклад адсорбции в процесс обесцвечивания водных растворов красителей.

Цель данного исследования заключалась в определении количества адсорбированных красителей на поверхности TiO₂. Результаты исследований адсорбции различных красителей приведены в таблице 1.

^{Таблица 1 – Адсорбция красителей на диоксиде титана}*

Краситель	Равновесная концентрация, мг/л	Степень извлечения, %	Величина адсорбции, мг/г
Кислотный алый 2Ж	6,6	34	3,4
Кислый красный 4Ж	3,3	67	6,6
Кислый фиолетовый К	2,7	73	7,3
Кислотный антрахиноновый синий	3,7	63	6,3
Метиленовый голубой	0,9	91	9,1

* Температура 20 ^oC; модуль ванны 1000 мл/г; время адсорбционного равновесия 120 мин.; исходная концентрация 10 мг/л

Анализ результатов, представленных в таблице, показывает, что адсорбция красителей на поверхности TiO₂ имеет большие значения. В наибольшей степени сорбируется краситель метиленовый голубой (степень извлечения 91 %), в наименьшей степени сорбируется краситель кислотный алый (степень извлечения 34 %).

Полученные результаты свидетельствуют, что при изучении фотокаталитической деструкции красителей в водной среде необходимо учитывать вклад процессов адсорбции.

Список использованных источников

1. И.О. Цыбук, Л.А. Лысенко, С. Брошье и др. // Вестник СПГУТД. – 2012. – № 4. Серия 1. – С. 13 – 15.

2. Дубинин М.М. // Адсорбция и пористость. Наука, 1976. – С. 89.

Фотокаталитическая деструкция красителей

И.О. Цыбук, студент

Руководитель: Е.И. Туркин

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Удаление органических загрязнителей из сточных вод занимает важное место в исследованиях, посвященных защите окружающей среды [1]. Одним из методов очистки воды и воздуха является фотокаталитическое окисление [2]. Наибольший интерес имеет применение в процессах фотокатализа нанодисперсных частиц диоксида титана (TiO₂).

Для изучения эффективности фотокаталитической очистки воды был построен реактор, внутрь которого помещена оптоволоконная ткань, покрытая нанодисперсным TiO₂. Использование оптоволоконных тканей в совокупности с УФ светодиодами позволяет правильно технически организовать подвод УФ излучения, обеспечив минимальное рассеивание УФ [3]. В качестве поллюантов воды были использованы органические красители. Результаты исследований фотокаталитической деструкции различных красителей приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Обесцвечивание красителей^*

Краситель	Степень адсорбционного обесцвечивания, %	Степень фотокаталитического обесцвечивания после адсорбции, %	Степень фотокаталитического обесцвечивания, %
Кислотный антрахиноновый синий	55	35	20
Кислотный алый 2Ж	50	35	15
Кислый красный	50	35	15
Кислотный алый	83	69	14
Метиленовый голубой	28	15	13

* Объём раствора 212 мл; исходная концентрация 2 мг/л; время адсорбционного равновесия 24 ч.

Анализ результатов, представленных в таблице, показывает, что в наибольшей степени фотокаталитической деструкции подвержен краситель Кислотный антрахиноновый синий (степень фотокаталитического обесцвечивания 20 %), в наименьшей степени деструктируется краситель метиленовый голубой (степень фотокаталитического обесцвечивания 13 %).