Физико-химические аспекты фотокаталитического разложения катионного и анионного органических красителей в присутствии ионов Na+, Cl–, HCO3–

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.

1. Hassimi 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.2019.101035

2. Gregory U. S., Nwachukwu A. N., Bridget N. I. // Journal of Hazardous Materials. 2025. V. 494. P. 138508. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138508

3. Ravindra S., Alok S. // Journal of Environmental Management. 2025. V. 377. P. 124663. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124663

4. Панченко В.Н., Зубкова Е.Ю., Тимофеева М.Н. // Катализ в промышленности. 2024. № 5. Т. 24. С. 81-96. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-5-81-96

5. Сериков 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/S0044461821040034

6. Karthikeyan 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.2020.154281

7. Чебаненко М. И., Захарова Н. В., Попков В. И. // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 4 С. 490-497 https://doi.org/10.31857/S0044461820040039

8. Zaitsev A. V., Astapov I. A. // Materials Letters. 2022. V. 310. P. 131509. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.131509

9. Parul, 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.2020.103666

10. Xinyang 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.2025.01.203

11. Riaz S., Park S.J. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2020. Vol. 84. P. 23-41. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.12.021

12. Mariana 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.2022.114304

13. Dong-Eun L., Mo-Keun K., Mohtaram D., Wan-Kuen J. // Catalysis Communications. 2023. Vol. 183. P. 106764. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2023.106764

14. Зайцев 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/KhUR2024571

15. Devagi K., Cherie A. M., Beverley D. G., Michael O. // Chemosphere. 2015. V. 139. 2015, P. 579-588. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.07.070

16. Han 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.2019.02.190

17. Mai 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.2018.11.155

18. Shi-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.2016.03.037

19. Petin A. N., Lebedeva M. G., Crimean O. V. Analysis and assessment of the quality of surface waters // Belgorod: Publishing House of BelSU. 2006. P.252

20. Dulian 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.2019.02.041

21. Zhanying 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