- Код статьи
- S30345545S0044461825090084-1
- DOI
- 10.7868/S3034554525090084
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 98 / Номер выпуска 11-12
- Страницы
- 638-648
- Аннотация
- Исследована возможность очистки воды от фенола и ацетона с применением железосодержащих металлокерамических композитов на основе нитрида кремния, модифицированных полупроводниковыми соединениями, в условиях облучения УФ/видимым светом и озонирования. Композиты получены при азотировании ферросилиция в отсутствие и с добавкой природного минерала шунгита (для введения карбида кремния) в режиме горения. Для введения в керамическую матрицу композитов полупроводниковых фаз оксида железа(III) и нитрида углерода использовали мочевину. Установлен фазовый состав, изучена морфология и оптические свойства композитов. Проведена оценка адсорбционной и фотокаталитической активности композитов в отсутствие и с добавкой пероксида водорода при облучении УФ, видимым светом (процесс Фентона) и озонировании. Установлена высокая степень деградации фенола (~100%) с применением модифицированных композитов с добавкой пероксида водорода при облучении видимым светом. Показана устойчивость фотокатализаторов в восьми повторных циклах. Наиболее эффективным для окислительной деструкции ацетона (100%) в воде является озонирование, в том числе при облучении видимым светом. Исследованы продукты деградации ацетона и фенола методом ГХ и ГХ-МС.
- Ключевые слова
- железосодержащие металлокерамические композиты гетерогенный фотокатализ процесс Фентона процесс «Пероксон» фотолитическое озонирование фенол ацетон
- Дата публикации
- 31.12.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 49
Библиография
- 1. Guillossou R., Le Roux J., Mailler R., Vulliet E., Morlay C., Nauleau F., Gasperi J., Rocher V. Organic micropollutants in a large wastewater treatment plant: What are the benefits of an advanced treatment by activated carbon adsorption in comparison to conventional treatment? // Chemosphere. 2019. V. 218. P. 1050–1060. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.11.182
- 2. You Y., He Z. Phenol degradation in iron-based advanced oxidation processes through ferric reduction assisted by molybdenum disulfide // Chemosphere. 2023. V. 312. P. 137278. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137278
- 3. Schwarze M., Borchardt S., Frisch M. L., Collis J., Walter C., Menezes P. W., Strasser P., Driess M., Tashihi M. Degradation of phenol via an advanced oxidation process (AOP) with immobilized commercial titanium dioxide (TiO) photocatalysts // Nanomaterials. 2023. V. 13. N 7. P. 1249. https://doi.org/10.3390/nano13071249
- 4. Moraes M. F., Oliveira T., Cuellar J., Castiglioni G. L. Phenol degradation using adsorption methods, advanced oxidative process (HO/UV) and HO/UV/ activated carbon coupling: Influence of homogeneous and heterogeneous phase // Desalin. Water Treat. 2017. V. 100. P. 38–45. https://doi.org/10.5004/dwt.2017.21808
- 5. Sable S. S., Shah K. J., Chiang P.-C., Lo S. L. Catalytic oxidative degradation of phenol using iron oxide promoted sulfonated-ZrO by advanced oxidation processes (AOPs) // J. Taiwan Ins. Chem. Eng. 2018. V. 91. P. 434–440. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2018.06.030
- 6. Firoozi M., Hashemi M., Naroote M.R., Daraei H. Evaluation of phenol degradation rate using advanced oxidation/reduction process (AORP) in the presence of sulfite and zinc oxide under UV // Optik. 2023. V. 279. P. 170787. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2023.170787
- 7. Wang Q., Qin H., Fan J., Xie H. New insight into the mechanism of ferric hydroxide-based heterogeneous Fenton-like reaction // J. Hazard. Mater. 2023. V. 443. P. 130278. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130278
- 8. Wei X., Wu H., Sun F. Magnetic/Fe-Al-montmorillonite as a Fenton catalyst with efficient degradation of phenol // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 504. P. 611–619. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.05.110
- 9. Gao J., Liu Y., Xia X., Wang L., Dong W. Fe-ZnS ternary solid solution as an efficient Fenton-like catalyst for ultrafast degradation of phenol // J. Hazard. Mater. 2018. V. 353. P. 393–400. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.04.029
- 10. Oppenländer T. Photochemical purification of water and air [S. I]. Wiley-VCH, 2007. P. 145–187.
- 11. De Laat J., Gallard H., Ancelin S., Legube B. Comparative study of the oxidation of atrazine and acetone by HO/UV, Fe(III)/UV, Fe(III)/HO/UV and Fe(II) or Fe(III)/HO // Chemosphere. 1999. V. 39. N 15. P. 2693–2706.
- 12. Ku Y., Huang Y.-J., Chen H.-W., Hou W.-M. Decomposition of acetone by hydrogen peroxide/ ozone process in a rotating packed contactor // Water Environ. Res. 2011. V. 83. N 7. P. 588–593. https://doi.org/10.2175/106143010X128510091569
- 13. Скворцова Л. Н., Чухломина Л. Н., Мокроусов Г. М., Баталова В. Н., Wu J. J. Каталитическое окисление фенола в присутствии железосодержащих композиций на основе нитридов кремния и бора // ЖПХ. 2011. Т. 84. № 9. С. 41–45. @@ Skvortsova L. N., Chukhlomina L. N., Mokrousov G. M., Batalova V. N., Wu J. J. Catalytic oxidation of phenol in the presence of iron-containing composites based on silicon and boron nitrides // Russ. J. Appl. Chem. 2012. V. 85. N. 1. P. 2021–2025. https://doi.org/10.1134/S1070427212010089
- 14. Скворцова Л. Н., Чухломина Л. Н., Мокроусов Г. М., Баталова В. Н. Исследование сорбционной и каталитической активности композиции B-N-Fe при очистке воды от щавелевой кислоты // ЖПХ. 2010. Т. 83. № 9. С. 1444–1447. @@ Skvortsova L. N., Chukhlomina L. N., Mokrousov G. M., Batalova V. N. Analysis of the sorption and catalytic activity of a B-N-Fe composite in water purification to remove oxalic acid // Russ. J. Appl. Chem. 2010. V. 83. N. 9. P. 1544–1547. https://doi.org/10.1134/S1070427210090077
- 15. Lopez R., Gomez R. Band-gap energy estimation from diffuse reflectance measurements on sol-gel and commercial TiO: A comparative study // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2012. V. 61. P. 1–7. https://doi.org/10.1007/s10971-011-2582-9
- 16. Dolgonos A., Mason T. O., Poeppelmeier K. R. Direct optical band gap measurement in polycrystalline semiconductors: A critical look at the Tauc method // J. Solid State Chem. 2016. V. 240. P. 43–48. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.05.010
- 17. Новиков Ю. Д., Ласточкина К. О., Болдина З. Н. Методы исследования качества воды водоемов. М.: Медицина, 1990. 400 с.
- 18. Bauer J. Optical properties, band gap, and surface roughness of SiN// Phys. Status Solidi. 1977. V. 39. N. 2. P. 411–418. https://doi.org/10.1002/pssa.2210390205
- 19. Cornell R. M., Schwertmann U. The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurrences and uses [S. I]. Wiley-VCH, 2003. 664 p.
- 20. Levinshtein M. E., Rumyantsev S. L., Shur M. S. Properties of advanced semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe. New York: John Wiley & Sons, 2001. 216 p.
- 21. Sambhun P., Behera A., Satyabadi M., Rashmi A., Kulamani P. Facile synthesis of exfoliated graphitic carbon nitride for photocatalytic degradation of Ciprofloxacin under solar irradiation // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. https://doi.org/10.1007/S10853-018-03266-X
