Адсорбция метилового оранжевого и ализаринового красного С на мезопористом диоксиде титана, допированном лантаном
Аннотация
Одним из эффективных методов очистки водных сред от загрязнителей является адсорбция. Актуальной задачей является модифицирование и допирование структуры TiO2, что позволяет улучшить его адсорбционные характеристики. Целью работы являлось изучение влияние лантана на адсорбционные характеристики диоксида титана при адсорбции метилового оранжевого и ализаринового красного С.
Методом темплатного синтеза были получены образцы мезопористого диоксида титана, допированного различным количеством лантана – 2.2 масс.%, 9.5 масс.% и 17.9 масс.% - La(2.2)/TiO2, La(9.5)/TiO2, La(17.9)/TiO2 соответственно, и образец недопированного TiO2. Полученные материалы были изучены при помощи методов рентгенофазового анализа и низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Адсорбционные свойства полученных диоксидов титана изучали на примере адсорбции из водных растворов метилового оранжевого и ализаринового красного С.
На дифрактограммах синтезированных образцов присутствовали только рефлексы, характерные для фазы TiO2 типа анатаза. Показано, что при допировании TiO2 лантаном происходит уменьшение размера кристаллитов по сравнению с размером недопированного образца. Допирование образца лантаном позволило увеличить удельную площадь поверхности материалов с 67 м2/г у недопированного образца, до 104-108 м2/г у допированных образцов. Допирование лантаном улучшило адсорбционные свойства полученных допированных образцов La/TiO2, по сравнению с недопированным TiO2. Метиловый оранжевый и ализариновый красный С лучше всего адсорбировались на образце La(2.2)/TiO2, что согласуется с его наибольшим, по сравнению с другими образцами, объемом пор. Адсорбция на La(2.2)/TiO2 метилового оранжевого через 3 часа составила 66%, адсорбция ализаринового красного С из его водного раствора произошла полностью через 2 часа от начала процесса.
Скачивания
Литература
Tursi A., De Vietro N., Beneduci A., Milella A., Chidichimo F., Fracassi F., Chidichimo G. Low pressure plasma func-tionalized cellulose fiber for the remediation of petroleum hydrocarbons polluted water. J. Hazard. Mater. 2019; 373: 773-782. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.04.022
Sippel I.Y., Akhmetgaleeva G.A., Re-moval of Petroleum Products from Water Surface by Chemically Modified Wood Waste. J. Comput. Theor. Nanos. 2019; 16: 5261-5264. https://doi.org/10.1166/jctn.2019.8597
Lin Z.-J., Zheng H.-Q., Zeng Y.-N., Wang Y.-L., Chen J., Cao G.-J., Gu J.-F., Chen B. Effective and selective adsorption of organoarsenic acids from water over a Zr-based metal-organic framework. Chem. Eng. J. 2019; 378: 122196. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122196
Namini A.S., Delbari S.A., Mousavi M., Ghasemi J.B. Synthesis and characteriza-tion of novel ZnO/NiCr2O4 nanocomposite for water purification by degradation of tet-racycline and phenol under visible light irra-diation. Mater. Res. Bull. 2021; 139: 111247. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111247
Chi Y., Tian C., Li H., Zhao Y. Pol-ymerized Titanium Salts for Algae-Laden Surface Water Treatment and the Algae-Rich Sludge Recycle toward Chromium and Phe-nol Degradation from Aqueous Solution. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019; 7: 12964-12972. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b02016
Syafrudin M., Kristanti R.A., Yuniarto A., Hadibarata T., Rhee J., Al-onazi W.A., Algarni T.S., Almarri A.H., Al-Mohaimeed A.M. J. Pesticides in Drinking Water - A Re-view. Environ. Res. Public Health. 2022; 19: 2840. https://doi.org/10.3390/ijerph.18020468
Paramasivan T., Sivarajasekar N., Mu-thusaravanan S., Subashini R., Prakashmaran J., Sivamani S., Ajmal Koya P. Graphene Family Materials for the Removal of Pesti-cides from Water. A New Generation Mate-rial Graphene: Applications in Water Tech-nology. 2018; 309-327. https://doi.org/10.1007/978-3-319-75484-0_13
Palmer M., Hatley H. The role of sur-factants in wastewater treatment: Impact, re-moval and future techniques: a critical re-view. Water Res. 2018; 147: 60-72. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.09.039
Ain Q.-U., Farooq M.U., Jalees M.I. J. Application of Magnetic Graphene Oxide for Water Purification: Heavy Metals Removal and Disinfection. Water Process Eng. 2020; 33: 101044. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.101044
Nayal S. Water purification: Removal of Heavy metals Using Metal-Organic Frameworks (MOFs). Metal-Organic Frameworks in Biomedical and Environmen-tal Field. 2021; 239-268. https://doi.org/10.1007/978-3-030-63380-6_7
An H.J., Bhadra B.N., Khan N.A., Jhung A.H. Adsorptive removal of wide range of pharmaceutical and personal care products from water by using metal azolate framework-6-derived porous carbon. Chem. Eng. J. 2018; 343: 447-454. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.03.025
Liu Y., Zhang F., Zhu W., Su D., Sang Z., Yan X., Li S., Liang J., Dou S.X. A multi-functional hierarchical porous SiO2/GO membrane for high efficiency oil/water sepa-ration and dye removal. Carbon. 2020; 160: pp. 88-97. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.01.002
Wei Y., Zhu Y., Jiang Y. Photocata-lytic self-cleaning carbon nitride nanotube intercalated reduced graphene oxide mem-branes for enhanced water purification. Chem. Eng. J. 2019; 356: 915-925. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.09.108
Singh R.P., Singh P.K., Gupta R., Singh R.L. Treatment and Recycling of Wastewater from Textile Industry. Advances in Biological Treatment of Industrial Waste Water and their Recycling for a Sustainable Future. 2019; 225-266. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1468-1_8
Tkaczyk A., Mitrowska K., Posyniak A. Synthetic organic dyes as contaminants of the aquatic environment and their implica-tions for ecosystems: A review. Sci. Total Environ. 2020; 717: 137222. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137222
Svedman C., Engfeldt M., Ma-linauskiene L. Textile Contact Dermatitis: How Fabrics Can Induce Dermatitis. Current Treatment Options in Allergy. 2019; 6: 103-111. https://doi.org/10.1007/s40521-019-0197-5
Ahrensbøll-Friis U., Simonsen A.B., Dahlin J., Isaksson M., Zachariae C., Johan-sen J.D. Allergic contact dermatitis from dyes used in the temple of spectacles. Con-tact Dermatitis, 2021; 86: 25-28. https://doi.org/10.1111/cod.13989
Jacob S.L., Cornell E., Kwa M., Funk W.E., Xu S. Cosmetics and Cancer: Adverse Event Reports Submitted to the Food and Drug Administration. JNCI Cancer Spec-trum. 2018; 2: pky012. https://doi.org/10.1093/jncics/pky012
Mathew S., Ganguly P., Kumaravel V., Harrison J., Hinder J.S., Bartlett J., Pillai S.C. Effect of chalcogens (S, Se, and Te) on the anatase phase stability and photocatalytic antimicrobial activity of TiO2. Matr. Today: Proc. 2020; 33: 2458-2464. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.01.336
