Сорбционно-каталитическое повышение эффективности деструкции красителя родамина б в плазме барьерного разряда гранулами цеолита NaX и диатомита C покрытием TiO₂
- Authors: Бутман M.Ф.1, Овчинников Н.Л.1, Виноградов Н.M.1, Мостова E.M.1, Гусев Г.I.1, Гущин A.A.1, Гордина Н.Е.1
-
Affiliations:
- Ивановский государственный химико-технологический университет
- Issue: Vol 61, No 2 (2025)
- Pages: 133-141
- Section: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0044-1856/article/view/689090
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185625020048
- EDN: https://elibrary.ru/KRGKFQ
- ID: 689090
Cite item
Abstract
В работе приведены результаты исследований комбинированного процесса плазменно-фотокаталитической деструкции водных растворов родамина Б (RhB) с высокими концентрациями (до 40 мг л–1) с использованием двух композитных каталитических систем, состоящих из диоксида титана, закрепленного на гранулах цеолита NaX, и диатомита. Нанесение покрытия TiO2 осуществлялось гидротермальной пропиткой носителя растворами, содержащими крупноразмерные гидроксокомплексы титана. Изучены сорбционные и фотокаталитические свойства пропитанных гранул в статических условиях. В плазмохимическом реакторе диэлектрического барьерного разряда проведена оценка вклада сорбционно-каталитических процессов в эффективность разложения RhB. Показано, что присутствие обоих типов катализаторов в плазме приводит к росту скорости деструкции красителя не менее чем на 20%. Максимальная эффективность разложения в плазме наблюдается при использовании катализатора TiO2/цеолит и достигает 100% (2 г катализатора в объеме реактора – 25 см3, мощность разряда – 8.6 Вт/см3) при степени минерализации более 80%, что свидетельствует о высокой степени протекания окислительных процессов.
Full Text

About the authors
M. Ф. Бутман
Ивановский государственный химико-технологический университет
Author for correspondence.
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
Н. Л. Овчинников
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
Н. M. Виноградов
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
E. M. Мостова
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
Г. I. Гусев
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
A. A. Гущин
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
Н. Е. Гордина
Ивановский государственный химико-технологический университет
Email: butman@isuct.ru
Russian Federation, Шереметевский пр., 7, Иваново, 153000
References
- Shen Y., Wang Y., Chen Y. et al. // Arab. J. Chem. 2023. V. 16. № 4. 104571.
- Kim S.H., Seo J., Hong Y. et al. // J. Water Process Eng. 2023. V. 52. 103519.
- Butman M.F., Gushchin A.A., Ovchinnikov N.L. et al. // Catalysts. 2020. V. 10. № 4. P. 359.
- Gushchin A.A., Grinevich V.I., Shulyk V.Y. et al. // Plasma Chem. Plasma Process. 2018. V. 38. P. 123.
- Assadi A.A., Bouzaza A., Vallet C., Wolbert D. // Chem. Eng. J. 2014. V. 254. P. 124.
- Abdel-Fattah E., Alotibi S. // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 18. 10045.
- Attri P., Tochikubo F., Park J.H. et al. // Sci. Rep. 2018. V. 8. 2926.
- Lu N., Hui Y., Shang K. et al. // Plasma Chem. Plasma Process. 2018. V. 38. P. 1239–1258.
- Neyts E.C. // Plasma Chem. Plasma Process. 2016. V. 36. P. 185.
- Butman M.F., Ovchinnikov N.L. Karasev N.S. et al. // Beilstein J. Nanotechnol. 2018. V. 9. P. 364.
- Xu H., Liu Y. // Catalysts. 2023. V. 13. № 5. 840.
- Ovchinnikov N.L., Vinogradov N.M., Gordina N.E. et al. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2023. V. 59. P. 570.
- Jarullah A.T., Ahmed A.N., Altabbakh B.A. et al. // Tikrit J. Eng. Sci. 2023. V. 30. № 2. P. 46.
- Van X., Zhu T., Sun Y. et al. // J. Hazard. Mater. 2011. V. 196. P. 380.
- Ogata A., Saito K., Kim H.-H. et al. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2010. V. 30. № 1. P. 33.
- Jia Z., Vega-Gonzalez A., Amar M.B. et al. // Catal. Today. 2013. V. 208. P. 82.
- Roland U., Holzer F., Kopinke F.D. // Catal. Today. 2002. V. 73. № 3. P. 315.
- Wallis A.E., Whitehead J.C., Zhang K. // Catal. Lett. 2007. V. 113. № 1. P. 29.
- Mzimela N., Tichapondwa S., Chirwa E. // RSC Adv. 2022. V. 12. № 53. P. 34652.
- Mandlimath T.R., Moliya A., Sathiyanarayanan K.I. // Appl. Catal. A: Gen. 2016. V. 519. P. 34.
- Al-Shamiri H.A., Abou Kana M.T. // Appl. Phys. B. 2010. V. 101. № 1–2. P. 129.
- Asano M., Doi M., Baba K. et al. // J. Biosci. Bioeng. 2014. V. 118. № 1. P. 98.
- Gong Y.-J., Zhang X.-B., Mao G.-J. et al. // Chem. Sci. 2016. V. 7. № 3. P. 2275.
- Li J., Li S., Wei X. et al. // Anal. Chem. 2012. V. 84. № 22. P. 9951.
- Baviskar P., Zhang J., Gupta V. et al. // J. Alloys Compd. 2012. V. 510. № 1. P. 33.
- Dire D.J., Wilkinson J.A. // J. Toxicol.: Clin. Toxicol. 1987. V. 25. № 7. P. 603.
- Adegoke K.A., Adegoke O.R., Araoye A.O. et al. // Bioresour. Technol. Rep. 2022. V. 18. 101082.
- Bernier A., Admaiai L.F., Grange P. // Appl. Catal. 1991. V. 77. P. 269.
- Chen X., Xue Z., Yao Y. et al. // Int. J. Photoenergy. 2012. V. 2012. 754691.
- Gusev G.I., Gushchin A.A., Grinevich V.I. et al. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. № 7. P. 88.
- ПНД Ф 14.1:2:4.190-2003. Методика измерения бихроматной окисляемости (химического потребления кислорода) в пробах природных, питьевых и сточных вод фотометрическим методом с использованием анализатора жидкости Флюорат-02. ООО “Люмекс”. 2003.
- JCPDS: Powder Diffraction File (PDF-2): Sets 1–45 JCPDS-ICDD, International Centre for Diffraction Data, Newtown Square, PA, 19073 USA.
- Ezzeddine Z., Batonneau-Gener I., Pouilloux Y. et al. // Colloids Interfaces. 2018. V. 2. 22.
- Li G., Feng Y., Zhu W., Zhang X. // Korean J Chem. Eng. 2015. V. 32. № 10. P. 2109.
- Silverstein R.M., Bassler G.C. // J. Chem. Educ. 1962. V. 39. № 11. 546.
- Wang J., Sun Y., Jiang H. et al. // J. Saudi Chem. Soc. 2017. V. 21. № 5. P. 545.
Supplementary files
