catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2015-6-56-61catal-307Research ArticleКАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫСATALYSIS AND ENVIRONMENT PROTECTIONКатализаторы на основе мезопористого диоксида кремния для окисления азокрасителей в сточных водахMesoporous Silica Based Catalysts for Oxidation of Azo Dyes in WastewaterКоньковаТ. В.Kon’kovaT. V.kontat@list.ruГордиенкоМ. Г.GordienkoM. G.mariya.gordienko@gmail.comАлехинаМ. Б.AlekhinaM. B.mbalekhina@yandex.ruМеньшутинаН. В.MenshutinaN. V.chemcom@muctr.ruКирикС. Д.KirikS. D.kiriksd@ya.ruРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, г. МоскваРоссияMendeleyev University of Chemical Technology of Russia, MoscowRussian FederationСибирский федеральный университет, г. КрасноярскРоссияSiberian Federal University, KrasnoyarskRussian Federation2015290120161565661Copyright © LLC "KALVIS", 20162016LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/307

Синтезированы железосодержащие катализаторы, нанесенные на образцы мезопористого диоксида кремния, различающиеся способами их приготовления: промышленный силикагель марки КСС, мезопористый силикатный материал МСМ-41 и силикагели, полученные в лабораторных условиях с использованием распылительной сушки и сушки в сверхкритическом СО2. Образцы носителя различаются способом приготовления. Методом низкотемпературной адсорбции азота исследована пористая структура катализаторов. Проведено сравнение их каталитической активности и устойчивости при окислении анионного красителя – кармуазина – 3 %-ным раствором пероксида водорода в воде при 60 °С и рН 3. Начальная концентрация кармуазина в растворе была 20 мг/л, катализатора – 3 г/л, мольное соотношение Н2О2/кармуазин – 459/1. Наиболее высокую активность и стабильность к вымыванию активного компонента в раствор показал катализатор на основе КСС: конверсия кормуазина на нем за 30 мин составила 99 %, концентрация ионов железа в растворе не превышала норм ПДК и составила 0,27 мг/л. Предварительная пропитка носителя алюминием позволяет снизить степень вымывания железа в раствор более чем в два раза. Полученные катализаторы представляют интерес для процессов очистки сточных вод, содержащих органические примеси.

Iron-containing catalysts were synthesized by supporting on mesoporous silica: commercial KCC silica, μM-41 silicalite and silica gels prepared under laboratory conditions using spray drying and drying in supercritical CO2. The support samples were prepared different ways. The porous structure of the catalysts was characterized by low temperature nitrogen adsorption. The catalytic activities and stabilities were compared during oxidation of an anionic due – carmoisine – with 3 % H2O2 solution in water at 60 °C and pH 3. The initial contained 20 mg/l carmoisine, 3 g/l catalyst at the molar H2O2/carmoisine ratio equal to 459/1. The KCC based catalyst was most active and stable to leaching of the active component to the solution: 99 % conversion of carmoisine was reached in 30 min of the reaction, while the concentration of iron ions was 0,27 mg/l, i.e. below its maximal admissible concentration. When the support was pre-impregnated with aluminium, the iron leaching decreased to a half. The synthesized catalysts seem promising for treatment of wastewater containing organic contaminants.

мезопористый диоксид кремниягетерогенные катализаторы Фентонаокислительная деструкция красителейсточные водыmesoporous silicaheterogeneous Fenton catalystsoxidative destruction of dyeswastewaterReferencesРодионов А.И., Клушин В.Н., Cистер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности // Калуга: Изд-во Н.Ф. Бочкаревой, 2007. 800 с.Родионов А.И., Клушин В.Н., Cистер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности // Калуга: Изд-во Н.Ф. Бочкаревой, 2007. 800 с.Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. Л.: Химия, 1988. 192 c.Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. Л.: Химия, 1988. 192 c.Liotta L.F., Gruttadauria M., Carlo G.D., Perrini G., Librando V. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. P. 588-606.Liotta L.F., Gruttadauria M., Carlo G.D., Perrini G., Librando V. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. P. 588-606.Navalon S., Alvaro M., Garcia H. // Applied Catal. B: Environ. 2010. V. 99. P. 1–26.Navalon S., Alvaro M., Garcia H. // Applied Catal. B: Environ. 2010. V. 99. P. 1–26.Soon A.N., Hameed B.H. // Desalination. 2011. V. 269. P. 1–16.Soon A.N., Hameed B.H. // Desalination. 2011. V. 269. P. 1–16.Liu Y., Sun D. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 143. i. 1-2. P. 448–454.Liu Y., Sun D. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 143. i. 1-2. P. 448–454.Liu T., You H., Chen Q. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. i. 2–3. P. 860–865.Liu T., You H., Chen Q. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. i. 2–3. P. 860–865.Quintanilla A., Fraile A.F., Casas J.A. Rodriguez J.J. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 146. i. 3. P. 582–588.Quintanilla A., Fraile A.F., Casas J.A. Rodriguez J.J. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 146. i. 3. P. 582–588.Tekbas M., Yatmaz H.C., Bektas N. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2008. V. 115. i. 3. P. 594–602.Tekbas M., Yatmaz H.C., Bektas N. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2008. V. 115. i. 3. P. 594–602.Katrinescu C., Teodosiu C., Macoveanu M. // Water Research. 2003. V. 37. i. 5. P. 1154–1160.Katrinescu C., Teodosiu C., Macoveanu M. // Water Research. 2003. V. 37. i. 5. P. 1154–1160.Melero J.A., Galleja G., Martinez F. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2004. V. 74. P. 11–31.Melero J.A., Galleja G., Martinez F. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2004. V. 74. P. 11–31.Timofeeva M.N., Malyshev M.E., Panchenko V.N. // Applied Catalysis B: Environmental. 2010. V. 95. P. 110–119.Timofeeva M.N., Malyshev M.E., Panchenko V.N. // Applied Catalysis B: Environmental. 2010. V. 95. P. 110–119.Martinez F., Calleja G., Melero J.A. //Appl. Сat. B: Envir. 2007. V. 70. P. 452–460.Martinez F., Calleja G., Melero J.A. //Appl. Сat. B: Envir. 2007. V. 70. P. 452–460.Xiang L., Royer S., Zhang H. // J. of Hazard. Mater. 2009. V. 172. P. 1075–1084.Xiang L., Royer S., Zhang H. // J. of Hazard. Mater. 2009. V. 172. P. 1075–1084.Hia M., Chen C., Long M. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2011. V. 145. P. 217–223.Hia M., Chen C., Long M. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2011. V. 145. P. 217–223.Chalina S., Bhattacharya K. // J. of Hazard. Mater. 2008. V. 150. P. 728–736.Chalina S., Bhattacharya K. // J. of Hazard. Mater. 2008. V. 150. P. 728–736.Crowther N., Larachil F. // Applied Catalysis B: Environmental. 2003. V. 46. P. 293–305.Crowther N., Larachil F. // Applied Catalysis B: Environmental. 2003. V. 46. P. 293–305.Hanna K., Kone T., Medjahdi G. // Catalysis Сommunication. 2008. V. 9. P. 955–959.Hanna K., Kone T., Medjahdi G. // Catalysis Сommunication. 2008. V. 9. P. 955–959.Wang J., Uma S., Klabunde K.J. // Applied Catalysis B: Environmental. 2004. V. 48. P. 151–154.Wang J., Uma S., Klabunde K.J. // Applied Catalysis B: Environmental. 2004. V. 48. P. 151–154.Соловьева А.А., Лебедева О.Е. // Вода: химия и экология. 2011. № 12. С. 63–66.Соловьева А.А., Лебедева О.Е. // Вода: химия и экология. 2011. № 12. С. 63–66.Panda N., Sahoo H., Mohaparta S. // Journal of Hazardous Materials. 2011. V. 185. P. 359–365.Panda N., Sahoo H., Mohaparta S. // Journal of Hazardous Materials. 2011. V. 185. P. 359–365.Adam F., Andas J., Rahman I.A. // Chem. Eng. J. 2010. V. 165. P. 658–667.Adam F., Andas J., Rahman I.A. // Chem. Eng. J. 2010. V. 165. P. 658–667.Конькова Т.В., Алехина М.Б., Садыков Т.Ф., Никифорова М.А., Михайличенко А.И., Либерман Е.Ю. // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. 2012. Т. 55. Вып. 11. С. 85–89.Конькова Т.В., Алехина М.Б., Садыков Т.Ф., Никифорова М.А., Михайличенко А.И., Либерман Е.Ю. // Изв. вузов. Сер. Химия и хим. технол. 2012. Т. 55. Вып. 11. С. 85–89.Конькова Т.В., Просвирин И.П., Алехина М.Б., Скорникова С.А. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 2. С. 207–213.Конькова Т.В., Просвирин И.П., Алехина М.Б., Скорникова С.А. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 2. С. 207–213.Конькова Т.В., Алехина М.Б., Папкова М.В., Михайличенко А.И., Либерман Е.Ю., Везенцев А.И., Садыков Т.Ф. // Экология и промышленность России. 2013. № 3. С. 32–36.Конькова Т.В., Алехина М.Б., Папкова М.В., Михайличенко А.И., Либерман Е.Ю., Везенцев А.И., Садыков Т.Ф. // Экология и промышленность России. 2013. № 3. С. 32–36.Kirik S.D., Parfenov V.A., Zharkov S.M. // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 195. Р. 21–30.Kirik S.D., Parfenov V.A., Zharkov S.M. // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 195. Р. 21–30.Конькова Т.В., Каталевич А.М., Гуриков П.А., Рысев А.П., Меньшутина Н.В. // Сверхкритические флюиды. Теория и практика. 2013. Т. 8. № 4. С. 29–35.Конькова Т.В., Каталевич А.М., Гуриков П.А., Рысев А.П., Меньшутина Н.В. // Сверхкритические флюиды. Теория и практика. 2013. Т. 8. № 4. С. 29–35.Конькова Т.В., Гордиенко М.Г., Алехина М.Б., Меньшутина Н.В. // Журнал неорганической химии. 2014. Т. 59. № 11. С. 1457–1461.Конькова Т.В., Гордиенко М.Г., Алехина М.Б., Меньшутина Н.В. // Журнал неорганической химии. 2014. Т. 59. № 11. С. 1457–1461.Алехина М.Б., Папкова М.В., Конькова Т.В., Кутепов Б.И. // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86. № 11. С. 1792–1797.Алехина М.Б., Папкова М.В., Конькова Т.В., Кутепов Б.И. // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86. № 11. С. 1792–1797.Xia M., Long M., Yang Y. // Applied Catalysis B: Environmental. 2011. V. 110. P. 118–125.Xia M., Long M., Yang Y. // Applied Catalysis B: Environmental. 2011. V. 110. P. 118–125.Li Z., Sheng J., Wang Y., Xi Y. // Journal of Hazardous Materials. 2013. V. 254–255. P. 18–25.Li Z., Sheng J., Wang Y., Xi Y. // Journal of Hazardous Materials. 2013. V. 254–255. P. 18–25.

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