Articolul precedent |
Articolul urmator |
487 7 |
Ultima descărcare din IBN: 2023-04-12 13:23 |
SM ISO690:2012 MATVEEVICI, Vera, GONŢA, Maria, IAMBARŢEV, Viorica, MOCANU, Larisa. Diminuarea concentraţiei amestecului de coloranţi textili şi surfactant cationic din soluţiile-model la oxidarea lor fotocatalitică cu peroxid de hidrogen. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe naturale, exacte şi inginereşti , 26-28 septembrie 2013, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2013, R, SNEI, pp. 80-82. |
EXPORT metadate: Google Scholar Crossref CERIF DataCite Dublin Core |
Integrare prin cercetare şi inovare. R, SNEI, 2013 |
||||||
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare" Chișinău, Moldova, 26-28 septembrie 2013 | ||||||
|
||||||
Pag. 80-82 | ||||||
|
||||||
Descarcă PDF | ||||||
Rezumat | ||||||
Coloranţii sintetici se produc şi se consumă în cantităţi mari în industria textilă, de piele, fotografică, cosmetică şi farmaceutică. Însă cea mai mare parte de coloranţi se folosesc în industria textilă. Apele reziduale textile conţin o serie largă de coloranţi din diferite clase şi o gamă largă de compuşi auxiliari textili, ca surfactanţii, substanţele pentru dispersie, fixare, strălucire, polialcooli şi fenoli, diferiţi polimeri pentru îmbunătăţirea procesului de vopsire a ţesăturilor. Toate aceste substanţe sunt toxice, nebiodegradabile şi în prezent se înlătură prin aplicarea metodelor clasice de coagulare şi adsorbţie pe cărbune activ [1, 2]. Însă prin aceste metode apele reziduale textile se epurează neeficient (în jurul de 50-60%), fiindcă s-a mărit numărul şi diversitatea compuşilor auxiliari textili şi ei nu sunt eficient reţinuţi prin metodele indicate, fie că concentraţia lor este prea mare, fie că natura componentelor nu permite coagularea eficientă şi nici adsorbţia lor completă de către cărbunele activ. În ultimul timp, cercetătorii studiază aplicarea metodelor de oxidare avansată cu aplicarea ozonului sau peroxidului de hidrogen, care poate fi descompus la iradierea cu razele UV, în prezenţa ionilor de fier (II) (metoda foto-Fenton) sau a dioxidului de titan. Aplicarea acestor metode reprezintă un interes atât teoretic, cât şi practic, deoarece concentraţia radicalilor OH* se măreşte în procesul de fotocataliză datorită faptului că o parte din radicalii OH* se obţin şi din moleculele de peroxid la descompunerea lor cu ajutorul razelor UV, iar altă parte de radicali se obţin ca rezultat al interacţiunii moleculelor de peroxid de hidrogen cu ionii de fier (II). Din literatură se cunoaşte că peroxidul de hidrogen se descompune în prezenţa catalizatorului de dioxid de titan după mecanismul [3], iar electronul eliberat este adsorbit de oxigenul dizolvat din apă. În prezenţa peroxidului de hidrogen, procesul decurge cu formarea suplimentară a radicalilor de OH*, a căror concentraţie depinde de concentraţia dioxidului de titan, lungimea de undă a razelor UV şi timpul de iradiere: TiO2(e-cb)+ H2O2→HO. + OH-. În lipsa oxidanţilor acceptori, electronul de pe banda de conducere poate fi acceptat de către radicalii OH* şi aceasta duce la diminuarea concentraţiei lor în soluţie: TiO2(e-cb)+ HO. →OH-. Metodele de oxidare avansată duc la micşorarea componentelor organice prin mineralizarea lor parţială şi la mărirea procesului de adsorbţie a compuşilor oxidaţi de către cărbunii activi. Ei îşi măresc capacitatea de adsorbţia faţă de compuşii remanenţi, fie prin micşorarea maselor moleculare, datorită oxidării lor cu radicalii OH*, ori prin micşorarea aceleiaşi concentraţii, datorită mineralizării componentelor organice până la dioxid de carbon şi apă. Aceste metode se încadrează bine în fluxul tehnologic de epurare al apelor reziduale, fiind amplasate între etapa de coagulare şi adsorbţie pe cărbunii activi. Optimizarea şi mărirea gradului de mineralizare al compuşilor organici din apele reziduale textile va duce la intensificarea procesului de epurare şi, respectiv, la micşorarea deşeurilor, care se formează în procesul de epurare. Cu acest scop a fost studiat procesul diminuării concentraţiei amestecului de colorant activ portocaliu activ (PA) şi surfactantul cationic din soluţiile-model la oxidarea lor cu peroxid de hidrogen, catalizat de ionii de fier (II) şi de dioxid de titan la iradierea cu razele UV în lipsa şi în prezenţa curentului electric în funcţie de concentraţia colorantului şi de timpul oxidării fotocatalitice. În urma cercetărilor experimentale (Tabel) s-a obţinut, că gradul de oxidare şi de mineralizare depinde de concentraţia radicalilor OH*, care, la rândul lor, depind de concentraţia peroxidului, iar pe de altă, de concentraţia componentelor organice din amestec şi timpul de oxidare. Cu mărirea timpului de oxidare se măreşte gradul de oxidare şi de mineralizare al componentelor organice din amestec, însă cu mărirea concentraţiei iniţiale de colorant, gradul de oxidare şi de mineralizare se micşorează. Tabel Diminuarea concentraţiei amestecului de colorant PA şi surfactant cationic în funcţie de timp, la oxidarea fotocatalitică cu peroxid de hidrogen, în prezenţa ionilor de fier (II) şi TiO2 la tratarea soluţiilor în celula electrochimică şi lipsa curentului electric. [surf.cat.]=60 mg/l, pH=3.5-4.0, Λ=365 nm, [Fe2+]=3*10-4M S-a constatat că drept rezultat al oxidării fotocatalitice, concentraţia compuşilor organici din soluţiile-model se micşorează datorită oxidării moleculelor de coloranţi şi surfactant cu ajutorul radicalilor OH* până la dioxid de carbon şi apă, compuşi organici mai simpli (alcooli, cetone, acizi organici). O parte dintre ei se oxidează şi mineralizează, iar valoarea CCO-Cr se micşorează şi se micşorează şi concentraţia totală a compuşilor organici şi în felul acesta soluţiile se epurează. Diminuarea concentraţiei amestecului de compuşi organici (diminuarea valorii CCO-Cr) mai depinde şi de natura catalizatorului şi prezenţa curentului electric. La oxidarea amestecului de compuşi organici din soluţiile model cu peroxid de hidrogen, gradul de oxidare şi de mineralizare este mai mare în prezenţa ionilor de fier (II) decât în prezenţa dioxidului de titan în lipsa tratării electrochimice. Aceasta se explică prin faptul că la iradierea cu razele UV concentraţia radicalilor OH* este mai mare în prezenţa ionilor de fier (II) decât în prezenţa dioxidului de titan, fiindcă ionii de fier descompun suplimentar peroxidul de hidrogen, iar în prezenţa dioxidului de titan, electronii de pe banda de conducere sunt acceptaţi de radicalii liberi OH*, transformându-se în ioni, conform mecanismului indicat mai sus, şi acesta duce la micşorarea concentraţiei radicalilor OH* din soluţie, şi, respectiv, şi la micşorarea efectului de oxidare. Dimpotrivă, în prezenţa curentului electric, electronii de pe banda de conducere sunt acceptaţi de către electrod, şi în felul acesta concentraţia radicalilor nu se micşorează, dar se măreşte, şi aceasta duce la mărirea efectului de oxidare şi de mineralizare a compuşilor organici. Concluzii 1. S-a constatat că la oxidarea amestecului de colorant PA şi surfactant cationic din soluţiile model, cu peroxid de hidrogen, gradul de oxidare şi de mineralizare este mai mare în prezenţa ionilor de fier (II) decât în prezenţa dioxidului de titan în lipsa tratării electrochimice. 2. S-a stabilit că la tratarea amestecului dat în celula electrochimică, gradul de oxidare şi de mineralizare este mai nare la oxidarea lor cu peroxidul de hidrogen, catalizat de dioxidul de titan. |
||||||
|