Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі
Currently, textile and food industries produce a significant volume of sewages containing azo dyes and other organic pollutants. These effluents are serious environmental threats, so new methods for their treatment and the degradation of azo dyes are attracting much attention. Composite materials ba...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/715 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-715 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-19T09:52:39Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
бінарні нанокомпозити на основі анатазу анатаз TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 фотокаталіз знебарвлення аніонних і катіонних барвників під впливом УФ Метиловий Помаранчевий Помаранчевий Ж Метиленовий Блакитний Родамін Б |
| spellingShingle |
бінарні нанокомпозити на основі анатазу анатаз TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 фотокаталіз знебарвлення аніонних і катіонних барвників під впливом УФ Метиловий Помаранчевий Помаранчевий Ж Метиленовий Блакитний Родамін Б Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. M. Pavlenko, O. Yu. Paineau, E. Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| topic_facet |
TiO2-based binary nanocomposites anatase TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 photocatalysis UV discoloration of anionic and cationic dyes Methyl Orange Orange-G Methylene Blue Rhodamine B бінарні нанокомпозити на основі анатазу анатаз TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 фотокаталіз знебарвлення аніонних і катіонних барвників під впливом УФ Метиловий Помаранчевий Помаранчевий Ж Метиленовий Блакитний Родамін Б |
| format |
Article |
| author |
Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. M. Pavlenko, O. Yu. Paineau, E. |
| author_facet |
Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. M. Pavlenko, O. Yu. Paineau, E. |
| author_sort |
Lavrynenko, O. M. |
| title |
Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_short |
Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_full |
Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_fullStr |
Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_full_unstemmed |
Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_sort |
фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі |
| title_alt |
Photocatalytic discoloration of organic dyes in water dispersion medium by anatase-based binary nanocomposites |
| description |
Currently, textile and food industries produce a significant volume of sewages containing azo dyes and other organic pollutants. These effluents are serious environmental threats, so new methods for their treatment and the degradation of azo dyes are attracting much attention. Composite materials based on TiO2 modified by noble metals and nanoceria show high activity in the photodegradation of organic contaminates and are proposed for hydrogen synthesis as well. To optimize the treatment of contaminants, different processes can combine including the strategies of adsorption, photoluminescence, photocatalysis, etc. The synthesized TiO2-based nanomaterials (sols, powders) will be exploited for bioremediation due to their small size and surface plasmon resonance from noble metals. Binary nanocomposites based on TiO2 were obtained by the chemical co-precipitation method from solutions of titanium tetraisopropoxide (TTIP) and inorganic salts of cerium, silver, and palladium. It has been stated that TiO2 is represented by anatase with primary particle size (CSR) from 8.5 to 16.8 nm, depending on the nature and concentration of the dopant. It is shown that Ag is reduced on the surface of anatase particles and blocks their growth, while Pd and Ce penetrate the titanium dioxide matrix in the form of small clusters with the deformation of the anatase crystal lattice. Nanocomposite particles formed loose and fragile aggregates, which spontaneously dispersed in solutions of dyes with the formation of colloid-stable sols, required the use of a centrifugal field for their sedimentation. Nanoparticles of TiO2&Pd were electronegative and others were electropositive according to the values 4.1?9.6 of ZPC (zero point of charge). It was shown that the particles of all composites sorbed Methylene Blue (MB) without photocatalytic activity under the visible light to any dye. Moreover, anionic dyes such as Orange-G (Or-G) and Methyl Orange (MO) were excellently discolorated in the presence of TiO2&Pd system; cationic dyes of MB and Rhodamine B (RhB) discolorated too with the TiO2, TiO2&CeO2, and TiO2&Ag systems under UV light action. As such, photocatalysis tests showed that Orange-G’s and MO’s discoloration was higher for TiO2&Pd (2 wt. %) and TiO2 systems with the correlation coefficient R2 0.999. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/715 |
| work_keys_str_mv |
AT lavrynenkoom photocatalyticdiscolorationoforganicdyesinwaterdispersionmediumbyanatasebasedbinarynanocomposites AT zahornyimm photocatalyticdiscolorationoforganicdyesinwaterdispersionmediumbyanatasebasedbinarynanocomposites AT pavlenkooyu photocatalyticdiscolorationoforganicdyesinwaterdispersionmediumbyanatasebasedbinarynanocomposites AT paineaue photocatalyticdiscolorationoforganicdyesinwaterdispersionmediumbyanatasebasedbinarynanocomposites AT lavrynenkoom fotokatalítičneznebarvlennâorganíčnihbarvnikívbínarniminanokompozitaminaosnovíanatazuuvodnomudispersíjnomuseredoviŝí AT zahornyimm fotokatalítičneznebarvlennâorganíčnihbarvnikívbínarniminanokompozitaminaosnovíanatazuuvodnomudispersíjnomuseredoviŝí AT pavlenkooyu fotokatalítičneznebarvlennâorganíčnihbarvnikívbínarniminanokompozitaminaosnovíanatazuuvodnomudispersíjnomuseredoviŝí AT paineaue fotokatalítičneznebarvlennâorganíčnihbarvnikívbínarniminanokompozitaminaosnovíanatazuuvodnomudispersíjnomuseredoviŝí |
| first_indexed |
2025-07-22T19:35:16Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:45:54Z |
| _version_ |
1849658236445130752 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7152025-06-19T09:52:39Z Photocatalytic discoloration of organic dyes in water dispersion medium by anatase-based binary nanocomposites Фотокаталітичне знебарвлення органічних барвників бінарними нанокомпозитами на основі анатазу у водному дисперсійному середовищі Lavrynenko, O. M. Zahornyi, M. M. Pavlenko, O. Yu. Paineau, E. TiO2-based binary nanocomposites anatase TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 photocatalysis UV discoloration of anionic and cationic dyes Methyl Orange Orange-G Methylene Blue Rhodamine B бінарні нанокомпозити на основі анатазу анатаз TiO2&Ag TiO2&Pd TiO2&CeO2 фотокаталіз знебарвлення аніонних і катіонних барвників під впливом УФ Метиловий Помаранчевий Помаранчевий Ж Метиленовий Блакитний Родамін Б Currently, textile and food industries produce a significant volume of sewages containing azo dyes and other organic pollutants. These effluents are serious environmental threats, so new methods for their treatment and the degradation of azo dyes are attracting much attention. Composite materials based on TiO2 modified by noble metals and nanoceria show high activity in the photodegradation of organic contaminates and are proposed for hydrogen synthesis as well. To optimize the treatment of contaminants, different processes can combine including the strategies of adsorption, photoluminescence, photocatalysis, etc. The synthesized TiO2-based nanomaterials (sols, powders) will be exploited for bioremediation due to their small size and surface plasmon resonance from noble metals. Binary nanocomposites based on TiO2 were obtained by the chemical co-precipitation method from solutions of titanium tetraisopropoxide (TTIP) and inorganic salts of cerium, silver, and palladium. It has been stated that TiO2 is represented by anatase with primary particle size (CSR) from 8.5 to 16.8 nm, depending on the nature and concentration of the dopant. It is shown that Ag is reduced on the surface of anatase particles and blocks their growth, while Pd and Ce penetrate the titanium dioxide matrix in the form of small clusters with the deformation of the anatase crystal lattice. Nanocomposite particles formed loose and fragile aggregates, which spontaneously dispersed in solutions of dyes with the formation of colloid-stable sols, required the use of a centrifugal field for their sedimentation. Nanoparticles of TiO2&Pd were electronegative and others were electropositive according to the values 4.1?9.6 of ZPC (zero point of charge). It was shown that the particles of all composites sorbed Methylene Blue (MB) without photocatalytic activity under the visible light to any dye. Moreover, anionic dyes such as Orange-G (Or-G) and Methyl Orange (MO) were excellently discolorated in the presence of TiO2&Pd system; cationic dyes of MB and Rhodamine B (RhB) discolorated too with the TiO2, TiO2&CeO2, and TiO2&Ag systems under UV light action. As such, photocatalysis tests showed that Orange-G’s and MO’s discoloration was higher for TiO2&Pd (2 wt. %) and TiO2 systems with the correlation coefficient R2 0.999. Нині текстильна і харчова промисловість виробляє значну кількість стічних вод, що містять азобарвники та інші органічні забруднювачі. Ці стоки становлять серйозну загрозу навколишньому середовищу, тому нові методи їхнього очищення та розклад азобарвників привертають велику увагу. Композиційні матеріали на основі TiO2, модифіковані благородними металами та наноцерієм, виявляють високу активність у фотодеградації органічних забруднень, а також пропонуються для синтезу водню. Для оптимізації обробки забруднювачів можна комбінувати різні процеси, включаючи адсорбцію, фотолюмінесценцію, фотокаталіз тощо. Синтезовані наноматеріали на основі TiO2 (золі, порошки) будуть використовуватися для біоремедіації через їхній невеликий розмір і поверхневий плазмонний резонанс від благородних металів. Методом хімічного осадження розчинів тетраізопропоксиду титану та неорганічних солей церію, срібла та паладію отримані бінарні нанокомпозити на основі діоксиду титану. Встановлено, що діоксид титану представлений анатазом з ОКР від 8.5 до 16.8 нм в залежності від складу й концентрації допуючої домішки. Показано, що срібло відновлюється на поверхні частинок анатазу та блокує їхній ріст, в той час як паладій і церій розподілені в титан оксидній матриці в формі маленьких кластерів, що призводить до деформації кристалічної ґратки анатазу. Частинки композитів утворюють пухкі та крихкі агрегати, які самовільно диспергуються у розчинах барвників з утворенням колоїдно-стійких золів, що потребує застосування відцентрованого поля для їхнього осадження. Наночастинки TiO2&Pd були електронегативними, а інші – електропозитивними за значеннями 4.1?9.6 ТНЗ (точки нульового заряду). Показано, що частинки всіх композитів сорбували метиленовий блакитний (MБ) без фотокаталітичної активності у видимому світлі до будь-якого барвника. Крім того, аніонні барвники, такі як Помаранчевий-Ж (П-Ж) і Метил помаранчевий (MП), чудово знебарвлювалися в присутності системи TiO2&Pd; катіонні барвники MБ й родамін B (Род Б) також знебарвлювалися системами TiO2, TiO2&CeO2 й TiO2&Ag під дією ультрафіолетового світла. Таким чином, фотокаталіз показав, що знебарвлення П-Ж та MП було найвищим для систем TiO2&Pd (2 мас. %) та TiO2 з коефіцієнтом кореляції R2 0.999. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-02-21 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/715 10.15407/hftp15.01.119 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 119-129 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 119-129 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 1 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 119-129 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/715/730 Copyright (c) 2024 O. M. Lavrynenko, M. M. Zahornyi, O. Yu. Pavlenko, E. Paineau |