Катализаторы на основе мезопористого диоксида кремния для окисления азокрасителей в сточных водах

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.

1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Cистер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности // Калуга: Изд-во Н.Ф. Бочкаревой, 2007. 800 с.

2. Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. Л.: Химия, 1988. 192 c.

3. Liotta L.F., Gruttadauria M., Carlo G.D., Perrini G., Librando V. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. P. 588-606.

4. Navalon S., Alvaro M., Garcia H. // Applied Catal. B: Environ. 2010. V. 99. P. 1–26.

5. Soon A.N., Hameed B.H. // Desalination. 2011. V. 269. P. 1–16.

6. Liu Y., Sun D. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 143. i. 1-2. P. 448–454.

7. Liu T., You H., Chen Q. // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 162. i. 2–3. P. 860–865.

8. Quintanilla A., Fraile A.F., Casas J.A. Rodriguez J.J. // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 146. i. 3. P. 582–588.

9. Tekbas M., Yatmaz H.C., Bektas N. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2008. V. 115. i. 3. P. 594–602.

10. Katrinescu C., Teodosiu C., Macoveanu M. // Water Research. 2003. V. 37. i. 5. P. 1154–1160.

11. Melero J.A., Galleja G., Martinez F. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2004. V. 74. P. 11–31.

12. Timofeeva M.N., Malyshev M.E., Panchenko V.N. // Applied Catalysis B: Environmental. 2010. V. 95. P. 110–119.

13. Martinez F., Calleja G., Melero J.A. //Appl. Сat. B: Envir. 2007. V. 70. P. 452–460.

14. Xiang L., Royer S., Zhang H. // J. of Hazard. Mater. 2009. V. 172. P. 1075–1084.

15. Hia M., Chen C., Long M. // Micropor. and Mesopor. Mater. 2011. V. 145. P. 217–223.

16. Chalina S., Bhattacharya K. // J. of Hazard. Mater. 2008. V. 150. P. 728–736.

17. Crowther N., Larachil F. // Applied Catalysis B: Environmental. 2003. V. 46. P. 293–305.

18. Hanna K., Kone T., Medjahdi G. // Catalysis Сommunication. 2008. V. 9. P. 955–959.

19. Wang J., Uma S., Klabunde K.J. // Applied Catalysis B: Environmental. 2004. V. 48. P. 151–154.

20. Соловьева А.А., Лебедева О.Е. // Вода: химия и экология. 2011. № 12. С. 63–66.

21. Panda N., Sahoo H., Mohaparta S. // Journal of Hazardous Materials. 2011. V. 185. P. 359–365.

22. Adam F., Andas J., Rahman I.A. // Chem. Eng. J. 2010. V. 165. P. 658–667.

23. 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.

24. Конькова Т.В., Просвирин И.П., Алехина М.Б., Скорникова С.А. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 2. С. 207–213.

25. 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.

26. Kirik S.D., Parfenov V.A., Zharkov S.M. // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 195. Р. 21–30.

27. 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.

28. Конькова Т.В., Гордиенко М.Г., Алехина М.Б., Меньшутина Н.В. // Журнал неорганической химии. 2014. Т. 59. № 11. С. 1457–1461.

29. Алехина М.Б., Папкова М.В., Конькова Т.В., Кутепов Б.И. // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86. № 11. С. 1792–1797.

30. Xia M., Long M., Yang Y. // Applied Catalysis B: Environmental. 2011. V. 110. P. 118–125.

31. Li Z., Sheng J., Wang Y., Xi Y. // Journal of Hazardous Materials. 2013. V. 254–255. P. 18–25.