catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2026-1-98-108catal-1242Research ArticleКАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫСATALYSIS AND ENVIRONMENT PROTECTIONФизико-химические аспекты фотокаталитического разложения катионного и анионного органических красителей в присутствии ионов Na+, Cl–, HCO3–Physico-chemical aspects of photocatalytic destruction of cationic and anionic organic dyes in the presence of ions: Na+, Cl-, HCO3-ЗайцевА. В.ZaitsevA. V.ctls@kalvis.ruИнститут тектоники и геофизики имени Ю.А. Косыгина Дальневосточного отделения Российской академии наук, ХабаровскРоссияKosygin Institute of Tectonics and Geophysics, Russian Academy of SciencesRussian Federation20261702202626198108Copyright © LLC "KALVIS", 20262026LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1242

Рассмотрено влияние концентрации ионов Na+, Cl–, HCO3 – на эффективность фотокаталитического разложения модельных органических загрязнителей: катионный – метиленовый синий (МС); анионный – метиловый оранжевый (МО). Исследована кинетика фоторазложения загрязнителей при концентрациях исследуемых ионов 0, 1, 10, 100, 1000, 10000 мг/л (по кристаллическому веществу) с использованием промышленного фотокатализатора диоксида титана (P25). Оценено время фоторазложения (t) при различных значениях степени превращения (α – 0,1, 0,5 и 0,9) модельных загрязнителей. Рассчитаны константы скорости реакции псевдопервого порядка на линейном участке кинетических кривых. Показано, что при концентрациях исследуемых ионов, превышающих концентрацию загрязнителей более чем в 10 раз, эффективность фоторазложения обоих загрязнителей снижается. Присутствие в растворе НСО3 – аниона значительно сильнее снижает эффективность фоторазложения как катионного, так и анионного загрязнителя по сравнению с Cl– анионам. Исследовано влияние концентрации ионов Na+, Cl–, HCO3 – на степень диспергирования диоксида титана по значениям мутности фотокаталитического раствора на темновой стадии. Показано, что эффективность диспергирования частиц фотокатализатора зависит от соотношения концентрации загрязнителя и концентрации добавляемых ионов.

The influence of the concentration of Na+, Cl-, HCO3- ions on the efficiency of photocatalytic destruction of model organic dyes is considered: cationic - methylene blue (MB); anionic - methyl orange (MO). Using monthly monitoring of hydrochemical parameters of polluted rivers of urbanized areas (Khabarovsk, Russia) during 2023, it is shown that the concentration of ions varies in the ranges: 10–450 mg/l for HCO3-; 13–180 mg/l for Na+; 1–360 mg/l for Cl-. The kinetics of photodestruction of model pollutants was studied at concentrations of the studied ions of 0, 1, 10, 100, 1000, 10000 mg/l (for crystalline substance) using the reference photocatalyst titanium dioxide (P25). The photodestruction time (t) was estimated at different values ​​of the conversion degree (α) of model pollutants at: initial – 10%t; middle – 50%t; final – 90%t stages of the photocatalytic process. The pseudo-first-order reaction rate constants were calculated on the linear section of the kinetic curves. The effect of the concentration of Na+, Cl-, HCO3- ions on the degree of titanium dioxide dispersion was studied based on the turbidity values ​​of the photocatalytic solution at the dark stage.

фотокатализметиленовый синийметиловый оранжевыйионные примесимутность фотокаталитического раствораphotocatalysiswater purificationionic compositionhydrochemical indicatorsturbidityРабота выполнена в рамках госзадания ИТиГ ДВО РАН.The work was carried out within the framework of the state assignment of the Institute of Information and Geophysics of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences.ReferencesHassimi A. H., Mohd H. M., Nur 'Izzati I. // Journal of Water Process Engineering. 2020. V. 33. P. 101035. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.101035Hassimi A. H., Mohd H. M., Nur 'Izzati I. // Journal of Water Process Engineering. 2020. V. 33. P. 101035. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.101035Gregory U. S., Nwachukwu A. N., Bridget N. I. // Journal of Hazardous Materials. 2025. V. 494. P. 138508. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138508Gregory U. S., Nwachukwu A. N., Bridget N. I. // Journal of Hazardous Materials. 2025. V. 494. P. 138508. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138508Ravindra S., Alok S. // Journal of Environmental Management. 2025. V. 377. P. 124663. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124663Ravindra S., Alok S. // Journal of Environmental Management. 2025. V. 377. P. 124663. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124663Панченко В.Н., Зубкова Е.Ю., Тимофеева М.Н. // Катализ в промышленности. 2024. № 5. Т. 24. С. 81-96. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-5-81-96Панченко В.Н., Зубкова Е.Ю., Тимофеева М.Н. // Катализ в промышленности. 2024. № 5. Т. 24. С. 81-96. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-5-81-96Сериков T. M., Ибраев Н. Х., Иванова Т. М., Савилов С. В. // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. №. 4 С. 445-452. https://doi.org/10.31857/S0044461821040034Сериков T. M., Ибраев Н. Х., Иванова Т. М., Савилов С. В. // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. №. 4 С. 445-452. https://doi.org/10.31857/S0044461821040034Karthikeyan C., Prabhakarn A., Ramachandran K., Abdullah M. A., Karuppuchamy S. // Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 828. P. 154281. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154281Karthikeyan C., Prabhakarn A., Ramachandran K., Abdullah M. A., Karuppuchamy S. // Journal of Alloys and Compounds. 2020. V. 828. P. 154281. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154281Чебаненко М. И., Захарова Н. В., Попков В. И. // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 4 С. 490-497 https://doi.org/10.31857/S0044461820040039Чебаненко М. И., Захарова Н. В., Попков В. И. // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 4 С. 490-497 https://doi.org/10.31857/S0044461820040039Zaitsev A. V., Astapov I. A. // Materials Letters. 2022. V. 310. P. 131509. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.131509Zaitsev A. V., Astapov I. A. // Materials Letters. 2022. V. 310. P. 131509. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.131509Parul, Kamalpreet K., Rahul B., Prit P. S., Sandeep K. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. V. 8. Is. 2. P. 103666. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103666Parul, Kamalpreet K., Rahul B., Prit P. S., Sandeep K. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. V. 8. Is. 2. P. 103666. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103666Xinyang X., Yingguan X., Rui Z., Zhengliang Y., Hassaan A. B., Manni L., Zeyu W. // Ceramics International. 2025. V.51. Is.10. P. 13586-13596. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.01.203Xinyang X., Yingguan X., Rui Z., Zhengliang Y., Hassaan A. B., Manni L., Zeyu W. // Ceramics International. 2025. V.51. Is.10. P. 13586-13596. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.01.203Riaz S., Park S.J. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2020. Vol. 84. P. 23-41. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.12.021Riaz S., Park S.J. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2020. Vol. 84. P. 23-41. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.12.021Mariana de Souza P., Rafaela P. M., Gécica C. B., Renata M. B., Fábio E., Adriano M. B. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2023. Vol. 435. P. 114304. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2022.114304Mariana de Souza P., Rafaela P. M., Gécica C. B., Renata M. B., Fábio E., Adriano M. B. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2023. Vol. 435. P. 114304. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2022.114304Dong-Eun L., Mo-Keun K., Mohtaram D., Wan-Kuen J. // Catalysis Communications. 2023. Vol. 183. P. 106764. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2023.106764Dong-Eun L., Mo-Keun K., Mohtaram D., Wan-Kuen J. // Catalysis Communications. 2023. Vol. 183. P. 106764. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2023.106764Зайцев А.В., Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М., Андреева Д.В., Ионкин К.В. // Химия в интересах устойчивого развития. 2024. Т. 32. № 4. С. 415-427. https://doi.org/10.15372/KhUR2024571Зайцев А.В., Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М., Андреева Д.В., Ионкин К.В. // Химия в интересах устойчивого развития. 2024. Т. 32. № 4. С. 415-427. https://doi.org/10.15372/KhUR2024571Devagi K., Cherie A. M., Beverley D. G., Michael O. // Chemosphere. 2015. V. 139. 2015, P. 579-588. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.07.070Devagi K., Cherie A. M., Beverley D. G., Michael O. // Chemosphere. 2015. V. 139. 2015, P. 579-588. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.07.070Han H., Haixuan Z., Ya C., Yujia C., Li Z., Huase O. // Chemical Engineering Journal. 2019. V. 368. P. 273-284. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.02.190Han H., Haixuan Z., Ya C., Yujia C., Li Z., Huase O. // Chemical Engineering Journal. 2019. V. 368. P. 273-284. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.02.190Mai L. T., Chun-Chieh F., Ruey-Shin J. // Journal of Molecular Liquids. 2019. V. 276. P. 32-38. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.11.155Mai L. T., Chun-Chieh F., Ruey-Shin J. // Journal of Molecular Liquids. 2019. V. 276. P. 32-38. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.11.155Shi-Lin Z., Shuai Z., Fang L., Jun-Jun L., Jing-Jing X., De-Jun Y., Chang-Tang C. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2016. V. 328. P. 97-104. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.03.037Shi-Lin Z., Shuai Z., Fang L., Jun-Jun L., Jing-Jing X., De-Jun Y., Chang-Tang C. // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2016. V. 328. P. 97-104. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.03.037Petin A. N., Lebedeva M. G., Crimean O. V. Analysis and assessment of the quality of surface waters // Belgorod: Publishing House of BelSU. 2006. P.252Petin A. N., Lebedeva M. G., Crimean O. V. Analysis and assessment of the quality of surface waters // Belgorod: Publishing House of BelSU. 2006. P.252Dulian P., Nachit W., Jaglarz J., Zięba P., Kanak J., Żukowski W. // Optical Materials. 2019. V. 90. P. 264-272. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.02.041Dulian P., Nachit W., Jaglarz J., Zięba P., Kanak J., Żukowski W. // Optical Materials. 2019. V. 90. P. 264-272. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.02.041Zhanying M., Linlin H., Xiaobo L., Lingjuan D., Guang F., Yangqing H. // Ceramics International. 2019. V. 45. Is. 13. P. 15824-15833. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.05.085Zhanying M., Linlin H., Xiaobo L., Lingjuan D., Guang F., Yangqing H. // Ceramics International. 2019. V. 45. Is. 13. P. 15824-15833. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.05.085

The authors declare that there are no conflicts of interest present.