DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-67-73


УДК 618.7.03; 628.58; 57.083

ОСОБЕННОСТИ ФОТОРАЗЛОЖЕНИЯ ДИАЗОКРАСИТЕЛЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, СОДЕРЖАЩИХ СОЛИ ЦИНКА, АЛЮМИНИЯ И ЭРБИЯ

Евстропьев К.С., Масленников С.Ю., Дукельский К.В., Колобкова Е.В., Никоноров Н.В., Болтенков И.С., Евстропьев С.К.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Евстропьев К.С., Масленников С.Ю., Дукельский К.В., Колобкова Е.В., Никоноров Н.В., Болтенков И.С., Евстропьев C.К. Особенности фоторазложения диазокрасителя в водных растворах, содержащих соли цинка, алюминия и эрбия // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 67–73. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-67-73

Аннотация

Предмет исследования. Исследованы водные растворы, содержащие органический диазокраситель Chicago Sky Blue 6B, нитраты цинка и алюминия и соли эрбия. Проанализировано влияние типа и концентрации солей этих металлов на спектральные свойства растворов и кинетические закономерности процессов разложения диазокрасителя под действием ультрафиолетового излучения ртутной лампы высокого давления ДРТ-240. Метод. Методика проведенных исследований состояла в последовательном измерении спектров поглощения растворов на спектрофотометре Perkin-Elmer Labda 650 в ультрафиолетовой и видимой части спектра после облучения ультрафиолетовым светом различной продолжительности и анализе наблюдаемых спектральных изменений. Основные результаты. Исследования показали, что в присутствии солей металлов в растворах спектр поглощения красителя изменяется, и на характерной широкой и интенсивной полосе поглощения красителя в видимой части спектра (λ=540–680 нм) появляется дополнительный максимум, что позволяет предположить протекание процессов структурирования молекул красителя. При введении в раствор солей металлов существенно изменяется и механизм его разложения под действием ультрафиолетового излучения. В присутствии солей металлов наряду с уменьшением интенсивности полосы поглощения красителя в видимой части спектра наблюдается ее существенный сдвиг в коротковолновую область. Исследования кинетики разложения красителя при ультрафиолетовом облучении показали, что в присутствии в растворах нитратов металлов резко увеличивается скорость фоторазложения красителя. Особенно сильное влияние на процессы фоторазложения красителя в водном растворе оказывает введение в раствор нитрата цинка. Практическая значимость. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы при разработке фотохимических процессов очистки воды от органических загрязнений.


Ключевые слова: фотолиз, диазокраситель, раствор, нитрат, УФ облучение

Благодарности. Работа была выполнена при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ (Проект 16.1651.2017/4.6).

Список литературы
1. Chatterjee D., Dasgupta S. Visible light induced photocatalytic degradation of organic pollutants // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2005. V. 6. N 2. P. 186–205. doi: 10.1016/j.jphotochemrev.2005.09.001
2. Warneck P., Wurzinger C. Product quantum yields for the 305-nm photodecomposition of nitrate in aqueous solution // Journal of Physical Chemistry. 1988. V. 92. N 22. P. 6278–6283. doi: 10.1021/j100333a022
3. Minero C., Chiron S., Falletti G., Maurino V., Pelizzetti E., Ajassa R., Carlotti M.E., Vione D. Photochemical processes involving nitrite in surface water samples // Aquatic Sciences. 2007. V. 69. N 1. P. 71–85. doi: 10.1007/s00027-007-0881-6
4. Киселев В.М., Евстропьев С.К., Стародубцев А.М. Фотокаталитичнеская деградация и сорбция метиленового синего на поверхности оксидов металлов в водном растворе красителя // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 123. № 5. С. 798–805. doi: 10.7868/S0030403417090173
5. Mohamed R.M., Mkhalid I.A., Al-Thabaiti S.A., Mokhtar Mohamed. Nano Cu metal doped on TiO2-SiO2 nanoparticle catalysts in photocatalytic degradation of direct blue dye // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2013. V. 13. N 7. P. 4975–4980. doi: 10.1166/jnn.2013.7602
6. Othman I., Tabet M., Farag A. Characterization and photocatalytic activity of sulphated V2O5-ZrO2 catalysts for the degradation of Direct Blue-1 dye // Journal of International Environmental Application and Science. 2012. V. 7. N 3. P. 661–672.
7. El-Bahy Z.M., Ismail A.A., Mohamed R.M. Enhancement of titania by doping rare earth for photodegradation of organic dye (Direct Blue) // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 166. N 1. P. 138–143. doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.11.022
8. Zavastin D.E., Gherman S., Cretescu I. Removal of Direct Blue dye from aqueous solution using new polyurethane-cellulose acetate blend micro-filtration membrane // Revista de Chimie. 2012. V. 63. N 10. P. 1075–1078.
9. Evstropiev S.K., Karavaeva A.V., Dukelskii K.V., Kiselev V.M., Evstropyev K.S., Nikonorov N.V., Kolobkova E.V. Transparent bactericidal coatings based on zinc and cerium oxides // Ceramics International. 2017. V. 43. N 16. P. 14504–14510. doi: 10.1016/j.ceramint.2017.07.093
10. Zainal Z., Hui L.K., Hussein M.Z., Taufiq-Yap Y.H., Abdullah A.H., Ramli I. Removal of dyes using immobilized titanium dioxide illuminated by fluorescent lamp // Journal of Hazardous Materials. 2005. V. 125. N 1-3. P. 113–120. doi: 10.1016/j.jhazmat.2005.05.013
11. Evstropiev S.K., Karavaeva A.V., Dukelskii K.V., Evstropyev K.S., Nikonorov N.V., Kolobkova E.V. Transparent ZnO-Y2O3 coatings: bactericidal effect in the lighting and in the darkness // Ceramics International. 2018. V. 44. N 8. P. 9091–9096. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.02.116
12. Rajendran S., Khan M.M., Gracia F., Qin J., Gupta V.K., Arumainathan S. Ce3+-ion induced visible-light photocatalytic degradation and electrochemical activity of ZnO/CeO2 nanocomposite // Scientific Reports. 2016. V. 6. N 1. doi: 10.1038/srep31641
13. Vuppala V., Motappa M.G., Venkata S.S., Sadashivaiah P.H. Photocatalytic degradation of methylene blue using a zinc oxide-cerium oxide catalyst // European Journal of Chemistry. 2012. V. 3. N 2. P. 191–195. doi: 10.5155/eurjchem.3.2.191-195.564
14. Shahmoradi B., Yavari S., Zandsalimi Y., Shivaraju H.P., Negahdari M., Maleki A., Mckay G., Pawar R.R., Lee S.-M. Optimization of solar degradation efficiency of bio-composting leachate using Nd:ZnO nanoparticles // Journal of Phochemistry and Photobiology. A: Chemistry. 2018. V. 356. P. 201–211. doi: 10.1016/j.jphotochem.2018.01.002
15. Волкова Н.А., Евстропьев С.К., Истомина О.В., Колобкова Е.В. Фотолиз диазокрасителя в водных растворах нитратов металлов // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 124. № 4. С. 472–476. doi: 10.21883/OS.2018.04.45746.266
16. Болтенков И.С., Колобкова Е.В., Евстропьев С.К., Дукельский К.В. Фотолиз диазокрасителя Chicago Sky Blue 6B в водных растворах, содержащих нитраты цинка и самария // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 7. С. 84–86. doi: 10.17586/1023-5086-2018-85-07-84-86
17. Пронин И.А., Донкова Б.В., Димитров Д.Ц., Аверин И.А, Пенчева Ж.А., Мошников В.А. Взаимосвязь фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств оксида цинка, легированного медью и марганцем // Физика и техника полупроводников. 2014. Т. 48. № 7. С. 868–874.
18. Abbott L.C., Batchelor S.N., Oakes J., Lindsay Smith J.R., Moore J.N. Spectroscopic studies of the intermolecular interactions of a Bis-Azo Dye, Direct Blue 1, on Di and trimerization in aqueous solution and in cellulose // Journal of Physical Chemistry B. 2004. V. 108. N 36. P. 13786–13735. doi: 10.1021/jp0485542
19. Серова В.Н., Носкова Э.Н. Оптические характеристики и светостойкость полимерных упаковочных пленок и нанесенных на них красочных слоев // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 15. С. 61–63.
20. Теренин А.Н. Фотохимия красителей и родственных органических соединений. М.: Наука, 1947. 343 с.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика