ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ

Photocatalytic oxidation is a very young direction, but in the same time it is one of the most promising, safe and effective methods of removing organic pollutants (in particular dyes and microbial pathogens) from the aquatic environment. General information on titanium dioxide, cyclodextrin and its...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2020
Автори:	Bardadym, Yuliia, Kobylinskyi, Serhii, Kobrina, Larisa, Riabov, Serhii
Формат:	Стаття
Мова:	Англійська
Опубліковано:	V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2020
Онлайн доступ:	https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/195
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Ukrainian Chemistry Journal
Завантажити файл:

Репозитарії

Ukrainian Chemistry Journal

_version_	1871465481461825536
author	Bardadym, Yuliia Kobylinskyi, Serhii Kobrina, Larisa Riabov, Serhii
author_facet	Bardadym, Yuliia Kobylinskyi, Serhii Kobrina, Larisa Riabov, Serhii
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Yuliia Bardadym", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry at the National Academy of Sciences of Ukraine" }, { "author": "Serhii Kobylinskyi", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry at the National Academy of Sciences of Ukraine" }, { "author": "Larisa Kobrina", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry at the National Academy of Sciences of Ukraine" }, { "author": "Serhii Riabov", "institution": "Institute of Macromolecular Chemistry at the National Academy of Sciences of Ukraine" } ]
author_sort	Bardadym, Yuliia
baseUrl_str	https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-22T08:23:43Z
description	Photocatalytic oxidation is a very young direction, but in the same time it is one of the most promising, safe and effective methods of removing organic pollutants (in particular dyes and microbial pathogens) from the aquatic environment. General information on titanium dioxide, cyclodextrin and its derivatives is presented in this literature review. The results of recent studies regarding the practical application of titanium dioxide and cyclodextrins for the treatment of wastewaters and purification them from organic pollutants of various nature by the methods of heterogeneous photocatalysis are given, the principles of their work as a photocatalytic system are discussed in detail. These compounds are of interest in terms of both scientific search and practical application due to their semiconductor properties, nontoxicity, chemical stability, high photocatalytic activity.
doi_str_mv	10.33609/2708-129X.86.7.2020.32-52
first_indexed	2025-09-24T17:43:27Z
format	Article
fulltext	32 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 ВСТУП. Нині швидкий прогрес в урба- нізації та індустріалізації країн, а також значне зростання населення призводять до забруднення повітря і водойм. Термінова потреба в джерелах чистої води привер- тає велику увагу в усьому світі. Очищення стічних вод способом рециркуляції може вирішити цю проблему, тому інтерес на- уковців до цього методу очищення зро- стає [1–4]. Оскільки різноманітні органічні сполуки, які скидають у воду, є складними (наприклад, органічні барвники, феноли, поверхнево-активні речовини, пестициди, антибіотики й фармацевтичні препарати), дедалі важче знаходити універсальний спо- сіб очищення, що може повністю усунути всі види таких забруднювачів [1, 3]. Наразі відомі різні способи й технології очищення природних водойм від органічних відходів. Їх можна умовно класифікувати як фізичні, біологічні, хімічні, фізико-хімічні та комбі- новані методи [2, 5, 6]. Фізико-хімічні ме- тоди, такі як коагуляція, флокуляція, мемб- ранне розділення і адсорбція з активованим УДК 544.526:544.526.2:661.715.4. doi: 10.33609/2708-129X.86.7.2020.32-52 ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Харківське шосе, 48, Київ-160, 02160, Україна е-mail: yuliia.bardadym@gmail.com Фотокаталітичне окиснення є досить молодим напрямом, але водночас одним із най- більш перспективних, безпечних і ефективних методів видалення органічних забруд- нювачів (зокрема барвників і мікробних патогенів) із водного середовища. В огляді проаналізовано загальні відомості про діоксид титану, циклодекстрин та його похідні. Наведено результати останніх досліджень в області практичного застосування діоксиду титану й циклодекстринів для очищення стічних вод від органічних забруднювачів різ- ної природи методами гетерогенного фотокаталізу, детально розглянуто принцип його роботи як фотокаталізатора. Адже завдяки своїм напівпровідниковим властивостям, нетоксичності, хімічній стабільності, високій фотокаталітичній активності він являє собою інтерес з погляду і наукового пошуку, і практичного застосування. Ключові слова: циклодекстрин, діоксид титану, фотодеградація, фотокаталіз, орга- нічні забруднювачі. УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 33https://ucj.org.ua вугіллям, належать до неруйнівних, проте не усувають проблему вторинного забруд- нення [3]. Наприклад, при коагуляції роз- чинні молекули забруднювальних речовин видаляються шляхом електростатичного притягання їх до протилежно заряджених молекул полімеру, у результаті залишається велика кількість забрудненого осаду, який необхідно додатково видаляти [6]. До не- доліків зазначених способів можна відне- сти високу вартість процесів регенерації забруднених сорбентів і мембран, а також часткову втрату їх під час регенерації [7]. Часто використовують і біологічні мето- ди – екологічно чисті, ефективні, відносно недорогі, які генерують менше осаду. Але, на жаль, вони мають певні технологічні обмеження (біологічне очищення триває довго й ефективне лише у великих водо- ймах), а деякі з них чутливі до токсичності забруднювальних речовин (наприклад, ін- сектицидів або антибіотиків) [7, 8]. Більш того, деякі забруднювачі за використання біологічних методів повільно розклада- ються [6, 8]. Отже, з огляду на ці причини при очищенні стічних вод використовують більш потужні способи, такі як електрохі- мічний спосіб, озонування, фотокаталітич- не окиснення [1, 6]. Фотокаталітичне окиснення є одним із найбільш перспективних, безпечних і ефективних методів видалення органіч- них забруднювачів (зокрема різноманіт- них барвників і мікробних патогенів) із водного середовища. [3, 9–11]. Ефективне застосування фотокаталізу залежить від багатьох факторів, зокрема від якості води, вибору відповідних окисників, джерела УФ-випромінювання, технологічних па- раметрів процесу окиснення. Порівняно з іншими процесами фотокаталіз здійсню- ється, як правило, за температури й тиску навколишнього середовища і у підсумку відбувається повне окиснення органічних речовин до СО2 і H2O [12]. Серед напівпровідникових фотокаталі- заторів діоксид титану (TiO2) викликає ве- личезну зацікавленість як перспективний матеріал завдяки нетоксичності, хімічній стабільності, високій фотокаталітичній ак- тивності [13–15]. TiO2 існує у вигляді трьох поліморфних кристалічних модифікацій: анатазу, рутилу і брукіту [16]. Найпоширенішою і найбільш стабільною формою TiO2 є рутил, хоча ана- таз TiO2 з погляду фотокаталітичної актив- ності є більш активною формою [17–19]. Оскільки діоксид титану є напівпровід- ником, кожна його кристалічна модифіка- ція характеризується певним значенням ширини забороненої зони: рутил – 3,0 еВ; анатаз – 3,2 еВ; брукіт – 3,3 еВ. Отже, всі вони поглинають випромінювання тіль- ки в ультрафіолетовій ділянці спектра до 380 нм. Відомо [16], що термодинамічно най- стабільнішою модифікацією є рутил. При нагріванні анатаз і брукіт незворотно пе- реходять у цю модифікацію (температур- ний інтервал переходу становить від 400 до 1000 °С). Слід зазначити, що стабільність кристалічних модифікацій залежить також від розміру наночастинок. Автори праці [20] експериментально показали, що анатаз має більшу термодинамічну стабільність за розміру частинок TiO2 не більше 35 нм, брукіт – у межах 11–35 нм, а рутил – по- над 35 нм. Фотокаталітичні реакції в TiO2 ініцію- ються при поглинанні фотонів з енергією, ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 34 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 що дорівнює або перевищує величину ши- рини забороненої зони. Це призводить до переходу електрона з валентної зони (ВЗ) напівпровідника в зону провідності (ЗП) з утворенням електрон-діркової пари, рис. 1. Рис. 1. Схема фотогенерації носіїв заряду [21] Отримані таким чином носії заряду здатні [21]: − рекомбінувати з розсіюванням погли- неної енергії у вигляді тепла; − захоплюватися метастабільними по- верхневими станами; − відновлювати сполуки – акцептори електронів, що мають потенціал відновлен- ня нижче ЗП; − окиснювати речовини, які є донорами електронів і мають потенціал відновлення вище ВЗ. Таким чином, під дією джерела випро- мінювання з довжиною хвилі не більше 390 нм у діоксиді титану утворюється електро- нно-діркова пара з подальшим виходом носіїв заряду на поверхню частинки. Такі фотогенеровані носії заряду можуть мі- грувати по поверхні і брати участь у хіміч- них реакціях. Це призводить до утворення вільних радикалів, які можуть окиснити практично будь-яку органічну сполуку. Як відомо [20], фотокаталітична актив- ність визначається часом життя фотогене- рованих носіїв заряду і швидкістю їхнього перенесення по поверхні напівпровідника. Якщо електронно-діркова пара рекомбіну- ється досить швидко (<0,1 нс), то носії за- ряду не беруть участі в фотокаталітичному процесі. Отже, навіть великий вихід фото- генерованих носіїв заряду не гарантує ви- соку ефективність фотокаталітичного про- цесу, якщо швидкість рекомбінації носіїв заряду велика чи ускладнений їхній тран- спорт по поверхні матеріалу. В діоксиді титану фотогенеровані носії заряду мають великий час життя (~250 нс) [21]. За проведення фотокаталітичних ре- акцій із застосуванням TiO2 встановлено [20–22], що ключовим параметром актив- ності є фазовий склад. Найбільшу каталі- тичну активність має модифікація анатазу або контрольована суміш кристалічних фаз TiO2, наприклад, Degussa P25 (75:25 анатаз:рутил) [22, 23]. Виділяють також й інші параметри, що впливають на каталі- тичну активність: розмір частинок, ступінь кристалічності і наявність розвиненої пи- томої поверхні. Для рідкофазних каталітичних процесів оптимальний розмір частинок міститься в діапазоні від 15 до 110 нм. Найбільшу фото- каталітичну активність у процесі окиснен- ня мурашиної кислоти виявляють дрібні частинки розміром 15 нм, а за фотоката- літичного окиснення фенолу – 25–40 нм. Проте в тому ж процесі фотоокиснення фенолу під час одержання діоксиду титану реакцією TiOCl2 і перекису водню макси- мальну швидкість окиснення спостерігали на частинках TiO2 розміром 60–110 нм [16]. УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 35https://ucj.org.ua Відомо [16], що наявність розвиненої питомої поверхні і висока кристалічність – це взаємовиключні чинники, які визнача- ють фотокаталітичну активність матеріалу. Кристалічна модифікація діоксиду титану порівняно з аморфним TiO2 має значно менше дефектів, що знижує ймовірність процесів рекомбінації та сприяє безпере- шкодному переміщенню фотогенерова- них носіїв заряду в об`ємі напівпровідни- ка. Окисно-відновні реакції відбуваються на поверхні наночастинок, тому однією з основних характеристик активного ка- талізатора є розвинена питома поверхня. Водночас це означає наявність великої кількості дефектів у структурі, низький ступінь кристалічності. Отже, для забез- печення високої фотокаталітичної актив- ності важливо дотримуватися балансу між зазначеними чинниками [24–27]. Висока популярність застосування ді- оксиду титану в різних галузях промис- ловості пояснюється не тільки фізичними параметрами, а й доступністю, простотою синтезу, нетоксичністю [28]. Уперше ді- оксид титану використали S. Frank і A. Bard для очищення стічних вод від цианіду в 1977 році [29]. У результаті дослідження було запропоновано використовувати TiO2 для очищення довкілля від токсичних до- мішок з використанням енергії сонячного світла. Було доведено антибактеріальну та противірусну активність TiO2, що знайшло застосування в медицині [30]. TiO2 порівняно з іншими напівпровід- никовими фотокаталізаторами (ZnO, ZrO2, CdS, WO3, MoS2, Fe2O3 і ін.) є ефективнішим і стабільнішим із плином часу. Енергія, необхідна для перебігу фотокаталітичних реакцій в TiO2, має дорівнювати чи пере- вищувати ширину його забороненої зони. В анатазі ширина забороненої зони стано- вить близько 3,2 еВ, тому довжина хвилі світла повинна бути менше 390 нм (УФ- ділянка спектра) (рис. 2). При цьому від- бувається перехід електрона 𝑒– з валентної зони в зону провідності і генерація дірки h+ у валентній зоні: TiO h eVB CB2 � . Ці носії заряду стають вільними і можуть або досягти поверхні частинки і потрапити в пастки типу Ti3+ і O–, або рекомбінувати. Електрони й дірки, що досягають поверхні TiO2, є надзвичайно реакційноздатними, і за наявності в навколишньому середови- щі молекул кисню й води ініціюють реакції окиснення і відновлення [31]: Схематично деякі з цих процесів зобра- жено на рис. 2. Утворені радикали O OH � � і O OH � � , власне, і є тими хімічно активними сполуками, завдяки яким працює фотока- талітичне очищення – за їхньої наявності органічні молекули-забруднювачі, а також віруси й бактерії окиснюються до ней- тральних молекул води і вуглекислого газу: + органічні сполуки + органічні сполуки e O O O e O O O O H H O H O e O CB CB CB � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 , , , HH OH O e O O H OH e H O OH H H O OH H CB CB � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � , , , , 2 2 2 � .. O OH � � � � � � H O CO H O CO 2 2 2 2 , . ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 36 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 Рис. 2. Схема фотокаталізу на частинці TiO2[31] Ефективність фотокаталізу характери- зується квантовим виходом реакції – від- ношенням кількості молекул утвореного продукту до кількості поглинених квантів випромінювання: Φ = η𝑖 η𝑟 , де η𝑖 – кількість носіїв заряду, що дісталися поверхні, а η𝑟 – кількість носіїв заряду. За розмірів частинок діоксиду титану менше 2,5 нм всі носії заряду досягають поверхні. Однак у разі високої швидкості поверхне- вої рекомбінації 𝑉𝑠𝑟 порівняно зі швидкі- стю корисної реакції 𝑉𝑟 квантовий вихід реакції може значно знизитися: Таким чином, із процесами фотокаталізу значною мірою конкурують процеси об’єм- ної та поверхневої рекомбінації, за яких фотоіндуковані електрони і дірки поглина- ють енергію світла, але не виконують ніякої корисної роботи. Для зниження швидкості рекомбінації найбільш ефективним є про- сторове розділення носіїв заряду. Однак не тільки електронна структу- ра TiO2 впливає на його фотокаталітичну активність. Як уже зазначалося, не менш визначальними для процесів фотокаталізу є й такі властивості зразка, як розмір час- тинок, поруватість, концентрація OH-груп, поверхневий заряд, інтенсивність абсорбції і десорбції [32]. Оскільки реакції окиснен- ня органічних забруднювачів завжди відбу- ваються на поверхні TiO2, є очевидним, що при виборі морфології зразків пріоритет необхідно віддавати структурам із великою питомою поверхнею – наприклад, нано- частинкам. Велика площа поверхні у таких зразків забезпечує бажану високу концен- трацію поверхнево-активних центрів на одиницю маси TiO2. Однак при зменшенні розміру частинок необхідно враховувати неминуче зростання швидкості рекомбіна- ції фотогенерованих носіїв заряду, що може знівелювати позитивний вплив збільшення поверхні і в кінцевому підсумку уповільни- ти фотокаталіз. Концентрація поверхневих гідроксильних груп є важливим чинником фотокаталітичної активності TiO2, оскіль- ки впливає не тільки на утворення O OH � � - радикалів унаслідок захоплення фотозбу- джених електронів, а й на адсорбцію орга- нічних молекул-забруднювачів [28]. Одним з основних обмежень практично- го використання TiO2 як фотокаталізатора, поряд із високою швидкістю рекомбінації фотоіндукованих зарядів, є необхідність використання УФ-випромінювання внаслі- док великої ширини забороненої зони TiO2. Сонячне світло виявляється непридатним для ефективної генерації вільних носіїв заряду, оскільки частка ультрафіолетових променів у його спектрі вкрай мала (~5% від кількості квантів). Циклодекстрини (ЦД) – це природні циклічні олігосахариди, що складаються із �r r sr r V V V � � . УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 37https://ucj.org.ua D-глюкопіранозних фрагментів, з´єднаних α-(1, 4)-глікозидними зв’язками (рис. 3 а, б). Рис. 3. Схема будови циклодекстрину: а) структурна формула циклодекстрину; б) форма зрізаного конуса; в) комплекси включення Найбільш поширеними є α, β і γ-ЦД, які містять відповідно шість, сім і ві- сім глюкопіранозних одиниць [33, 34]. Циклодекстрини, що містять менше 6 за- лишків глюкопіранози, не існують через стехіометричні причини. Молекула ЦД має форму тора, що нага- дує зрізаний конус. Ця форма стабілізована водневими зв’язками між OH-групами і глі- козидними угрупуваннями. Всі ОН-групи в ЦД містяться на зовнішній поверхні моле- кули. Тому внутрішня поверхня ЦД є гід- рофобною та здатною утворювати у водних розчинах комплекси включення з іншими молекулами органічної та неорганічної природи. У таких системах кільце ЦД є «мо- лекулою-господарем», а включена речови- на називається «гостем» (рис. 3 в) [34–38]. Циклодекстрини здатні до регенерації з відпрацьованих систем і до біодеструкції без утворення токсичних відходів, тому його широко застосовують у різних сферах нашого життя – найчастіше в харчовій про- мисловості, парфумерії, косметиці, фарма- цевтиці, медицині й технологіях очищення та знезараження навколишнього середо- вища [39–42]. Крім цього, циклодекстрини можна застосовувати при обробленні тка- нин, в окремих областях аналітичної хімії, хроматографії, каталізу, нанотехнологій та в інших сферах [36, 43]. Унікальна здатність до селективного по- глинання ЦД забруднювальних речовин полягає переважно у формуванні комплек- сів включення «господар – гість» між моле- кулами-мішенями відповідного розміру та порожнинами ЦД [44]. Молекули ЦД можуть уловлювати деякі органічні сполуки краще, ніж активоване вугілля, яке використовують для очищен- ня стічних вод. До того ж головним недо- ліком активованого вугілля є повільне по- глинання і втрата сорбційної здатності за великих об´ємів органічних забруднювачів (що, загалом, є характерним для всіх адсор- бентів). ЦД як сорбент добре діє у вигляді тонкого покриття на носіях, особливо на пористих поверхнях, він може видаляти з води до 90% забруднень (стероїдних гормо- нів, хімікатів, бісфенолу А й мийних засо- бів). З урахуванням цієї здатності створено фільтри для очищення води на основі по- ристих β-ЦД-вмісних полімерів, отрима- них шляхом нуклеофільного ароматичного заміщення гідроксильних груп β-ЦД те- трафтортерефталонітрилом. Маючи дуже розвинену питому поверхню і здатність до комплексоутворення, він ефективно зв’язує забруднювачі (упродовж 10 секунд відфільтровує з розчину 95% бісфено- лу А) [45]. Автори праць [46–51] дослідили вплив циклодекстрину на фотодеградацію біс (4-гідроксифеніл)етану та 1,1-біс (4-гід- роксифеніл)циклогексану з використанням TiO2. Запропоновано модель взаємодії біс- фенол-β-циклодекстрин-TiO2, де органічна ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 38 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 сполука спочатку вступає у взаємодію типу «господар – гість» з β-циклодекстрином, а потім адсорбується на поверхні TiO2. Тобто β-циклодекстрин є допоміжною речови- ною для органічних сполук при адсорбції TiO2 [52]. У працях [36, 51] авторами досліджено полімер, отриманий шляхом зшивання ЦД із полікарбоновою кислотою, для очищен- ня стічних вод, що містили метали, поліци- кличні ароматичні вуглеводні і алкілфено- ли з концентрацією до кількох міліграмів на літр. Матеріал показав високу адсорб- ційну здатність: видалено понад 99% Co2+, Ni2+ і Zn2+, від 65 до 82% ароматичних вугле- воднів, а також від 69 до 90% алкілфенолів. Нанокомпозит на основі β-ЦД-гліцин- TiO2 продемонстрував задовільні адсорб- ційні характеристики для видалення іонів Zn2+, Cd2 + і Pb2 + із водних розчинів за таких умов: pH 7, тривалість контакту 1 год., на- важка адсорбенту 0,01 г, початкова концен- трація іонів металу 20 мг л–1, температура 25 °C. Для опису адсорбційних характерис- тик використовували модель Ленгмюра, що найкраще відповідала експериментальним даним. За результатами обчислень мак- симальна адсорбційна ємність становила 147,1, 158,7 і 200,0 мг г–1 для іонів Zn2+, Cd2+ і Pb2+ відповідно [52]. У роботах [53–55] показано високу се- лективність біорозкладного, біосумісного, нетоксичного адсорбенту на основі ЦД до іонів Pb2+ у присутності іонів інших мета- лів. При цьому він може бути легко регене- рований розчинами HCl, HNO3 або етилен- діамінтетраоцтової кислоти і повторно ви- користаний упродовж принаймні п’ятьох циклів без значної втрати адсорбційної здатності. Автори роботи [49] зазначають, що після опромінення 250 Вт галоїдною лампою 1,1-біс(4-гідроксифеніл) циклогек- сану упродовж 12 год ефективність фотоде- градації в присутності α-, β- і γ-ЦД й TiO2 сягає 49, 90 й 86% відповідно, а за відсутно- сті циклодекстрину фотодеградація стано- вила лише 20%. β-ЦД, адсорбований на поверхні фото- каталізатора, виконує важливу функцію: він утворює комплекс включення з барвни- ком і забезпечує безпосередню близькість до фотокаталізатора, а також запобігає утворенню агрегатів барвника. β-ЦД також посилює фотокаталітичну активність фо- токаталізатора [56–58]. У праці [59] наведено результати моди- фікації TiO2 циклодекстрином для посилен- ня селективної деградації бісфенолу-A та родаміну Б при опроміненні видимим світ- лом. Автори встановили зв’язок реакційної здатності гібридних матеріалів TiO2/β-ЦД, синтезованих методом фізичної та фотоін- дукованої адсорбції (за опромінення лам- пою 254 нм), із питомою площею поверхні частинок і простежили перебіг фотокаталі- тичного розкладання бісфенолу-A та рода- міну Б. Було виявлено посилення деграда- ції обох полютантів для зразка одержаного при УФ-опроміненні і тільки для родаміну при використанні TiO2 з фізично адсорбо- ваним циклодекстрином. Зроблено висно- вок про вплив методу синтезу і площі по- верхні TiO2, модифікованого ЦД. Автори робіт [60, 61] провели дослiджен- ня процесу фотодеградацiї метилоранжу в присутностi TiO2 та β-ЦД i його похiд- них. Встановлено, що значно пiдвищують iнтенсивнiсть цього процесу акрилати та малеїнати β-ЦД (майже в 1,5–2,0 рази). Дослiджено фактори, що впливають на пе- УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 39https://ucj.org.ua ребiг процесу фотодеструкцiї барвника, а саме: pH-середовища, концентрацiя та по- верхнево-активнi властивостi β-ЦД та його похiдних. Отриманi результати свiдчать, що для ефективної фотодеструкцiї мети- лоранжу оптимальнi значення pH середо- вища повиннi знаходитися в iнтервалi вiд 3 до 5. Встановлено пряму залежнiсть мiж окремими параметрами поверхнево-актив- них характеристик β-ЦД та його похiдних. У працях [62, 63] вивчали посилення фо- тодеградації бісфенолу-A у водному роз- чині у присутності β-циклодекстрину під УФ-лампою потужністю 30 Вт. Показано, що швидкість процесу залежала від величи- ни pH і концентрації β-ЦД й бісфенолу-A. Посилення фотодеградації бісфенолу-A автори пояснюють передусім зниженням енергії зв’язку між деякими атомами мо- лекули бісфенолу-A внаслідок взаємодії з β-ЦД. Також було досліджено фотокаталі- тичну деградацію бісфенолу-F з β-ЦД у вод- ній дисперсії TiO2 під галоїдною лампою по- тужністю 250 Вт (λ ≥ 365 нм). Швидкість фо- тодеградації бісфенолу-F у водних розчинах, що містять β-ЦД і TiO2, була вищою, ніж при TiO2. Це пов’язано з посиленням адсорбції бісфенолу-F на поверхні TiO2 і включенням бісфенолу-F до порожнини β-ЦД. Роль β-ЦД у посиленні фотокаталітич- ного окиснення азобарвників за допомогою TiO2 і у відновленні Cr4+ у водних розчинах досліджено в праці [64]. Швидкість фото- деколоризації азобарвників збільшувалася у сім разів у розчинах, що містили 0,8 г л–1 TiO2 і 4·10–4 мг л–1 β-ЦД. Автори запропону- вали механізм цього процесу. Вплив ЦД на фотодеградацію фосфо- рорганічних пестицидів у гуміновій воді досліджували в праці [58]. Автори вияви- ли значне збільшення константи швидкості фотодеградації і пояснили його ефектом включення в циклодекстрин реакційноз- датних радикалів, генерованих фотосенси- білізатором гуміну. Автори праці [65] порівняли фотока- талітичну деградацію барвника кислотно- го оранжевого під дією TiO2 і TiO2/β-ЦД. Здійснено фотокаталітичне видалення барвника за допомогою TiO2/β-ЦД при ви- димому світлі та під різними джерелами випромінювання. TiO2/β-ЦД показав най- вищі фотокаталітичні властивості за всіх видів опромінення. Підтверджено, що час життя збуджених станів нереакційноздат- ніх барвників подовжується при включенні їх у порожнину циклодекстрину і полегшу- ється перенесення електронів із барвника в зону провідності TiO2, що підсилює дегра- дацію забруднювальної речовини. У роботі [57] було встановлено ефектив- ну і повну деградацію барвника нільського червоного при використанні TiO2/β-цикло декстринових колоїдів у водному розчині за опромінення видимим світлом. Вивчено вплив концентрації каталізатора й барвни- ка на швидкість процесу. Встановлено, що фотокаталітична ефективність TiO2/β-ЦД була у 1,8 раза більшою, ніж для немодифі- кованого TiO2. Автори праці [66] вивчили фотокаталі- тичну активність TiO2 із додаванням β-ЦД для знебарвлення барвника фіолетового ос- новного під впливом УФ-випромінювання. Досліджено вплив різних технологічних параметрів, таких як початковий вміст барвника, тривалість освітлення, pH і кон- центрація каталізатора на ефективність фотокаталітичного знебарвлення. Факт комплексоутворення було підтверджено ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 40 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 даними УФ- і ІЧ-Фур’є-спектроскопії. Взаємодію TiO2 і β-ЦД характеризували методами сканувальної електронної мі- кроскопії, рентгеноструктурного аналізу й спектроскопії дифузного відбиття в УФ- ділянці. У праці [67] було оцінено ефектив- ність фотодеколоризації барвника фіолето- вого кислотного під впливом ультрафіоле- тового випромінювання при використанні TiO2 і TiO2/β-ЦД. Досліджено також вплив концентрації барвника, рН і кількості ката- лізатора на ефективність фотознебарвлен- ня. Виявлено, що ефективність фотодеко- лоризації подвоюється при використанні TiO2/β-ЦД порівняно з немодифікованим TiO2. Запропоновано механізм фотодеко- лоризації барвника фіолетового кислот- ного під впливом ультрафіолетового ви- промінювання. Такі ж результати автори отримали при вивчені фотокаталітичного знебарвлення Родаміну Б при використан- ні TiO2 і TiO2/β-ЦД під впливом сонячного світла. У праці [68] було зроблено спробу під- вищити фотокаталітичну активність CeO2 для фотодеколоризації метиленового си- нього у водних розчинах за допомогою β-ЦД під дією видимого світла. Було дослі- джено вплив основних параметрів, таких як початковий вміст барвника, pH і кон- центрація CeO2, а також тривалість опро- мінення на ступінь знебарвлення. pH роз- чину відігравала важливу роль для фотока- талітичної активності CeO2. Максимальну швидкість фотодеколоризації досягали при pH 11. У роботах [69, 70] досліджено підвищен- ня фотокаталітичної активності компози- тів ZnO/TiO2, модифікованих β-ЦД, у про- цесі фотодеколоризації Родаміну Б у вод- ному розчині при опроміненні видимим світлом. Оптичні властивості ZnO/TiO2 і композитів ZnO/TiO2/β-ЦД було охаракте- ризовано за допомогою УФ-спектроскопії. Вивчено вплив різних робочих параметрів, таких як концентрація барвника Родаміну Б, кількість каталізатора, тривалість опро- мінення, початковий рівень pH і співвідно- шення ZnO/TiO2. Максимальне видален- ня спостерігали при pH 12. Зроблено по- рівняння фотокаталітичної ефективності ZnO/TiO2/β-ЦД із ZnO/TiO2, ZnO і TiO2. У праці [71] було досліджено структуру й адсорбційні властивості системи гліцин/ β-ЦД/вуглецеві нанотрубки для видалення метиленового синього, кислотного синього 113, метилоранжу і дисперсного червоного 1 при рН 8. Показано, що повного очищен- ня стічної води (об’єм проби 100 мл, наваж- ки каталізатора 0,1 г) досягали за кімнатної температури при тривалості контакту 10 хв. Каталітичну активність TiO2/графен оксид/гемін оцінювали шляхом деградації Родаміну Б під впливом ультрафіолетового опромінювання та за присутності перекису водню. Потрійний композит проявляє чу- дову активність у широкому діапазоні pH від 3 до 11, а також стабільну каталітичну активність упродовж п’ятьох циклів очи- щення [72]. Загалом на ефективність адсорбції за- бруднювальних речовин впливають такі чинники: 1. Ключовим чинником є рН, від яко- го залежить швидкість і якість процесу. Чимало досліджень показали, що опти- мальні значення рН лежать у межах від 2,5 до 5 [73]. 2. Початкова концентрація забрудню- вальних речовин [74, 75]. УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 41https://ucj.org.ua 3. Дозування адсорбентів [73, 76, 77]. 4. Тривалість контакту: залежить від типу адсорбенту і забруднювальних ре- човин. У більшості досліджених випадків повідомляється, що зі збільшенням три- валості контакту відсоток адсорбції також збільшується до досягнення рівноваги [78]. Наприклад, для Pb2 + рівноваги досягають через 60, 50 і 20 хвилин за початкової кон- центрації 30, 20 і 10 ppm відповідно [73]. 5. Наявність конкурентних іонів: ви- явлено, що на ємність адсорбенту впли- ває присутність сторонніх іонів (напр., Cl-, NO3 -, SO4 - та ін.) у розчині забруднювальної речовини [78, 79]. 6. Температура: загалом спостерігається ендотермічний процес через підвищення температури з підвищенням адсорбційної здатності [78]. Наприклад, поглинання Pb2+ є ендотермічним процесом через швидку дифузію іонів металів через розчин, що ви- никає за високої температури, до зниження в’язкості розчину [73]. 7. Тип опромінення. Наприклад, для посилення ефективності гетерокаталізу застосовують УФ-лампи з довжиною хвилі від 200 до 320 нм [80]. ВИСНОВКИ. Попри великий обсяг про- ведених досліджень зацікавленість до ді- оксиду титану продовжує зростати. Це пов’язано з необхідністю пошуку нових доступних функціональних матеріалів для очищення стічних вод. Тому зазначений напрям сучасної хімії активно розвиваєть- ся і має величезні перспективи. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА В ПРОЦЕССАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗА Ю. В. Бардадым, С. М. Кобилинський, Л. В. Кобрина, С. В. Рябов Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, Харьковское шо- ссе, 48, Киев,02160, Украинa е-mail: yuliia.bardadym@gmail.com Фотокаталитическое окисление являет- ся достаточно молодым направлением, но одновременно одним из самых перспектив- ных, безопасных и эффективных методов удаления органических загрязнителей (в частности, красителей и микробных пато- генов) из водной среды. В обзоре проана- лизированы общие сведения о диоксиде титана, циклодекстрине и его производ- ных. Приведены результаты последних исс- ледований в области практического приме- нения диоксида титана и циклодекстринов для очистки сточных вод от органических загрязнителей различной природы мето- дами гетерогенного фотокатализа, подроб- но рассмотрен принцип его работы как фотокатализатора. Ведь благодаря своим полупроводниковым свойствам, нетоксич- ности, химической стабильности, высокой фотокаталитический активности он пред- ставляет интерес как для научного поиска, так и практического применения. Ключевые слова: циклодекстрин, ди оксид титана, фотодеградация, фотоката- лиз, органические загрязнители. ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 42 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 THE USE OF CYCLODEXTRINS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF TITANIUM DIOXIDE IN THE HETEROGENEOUS CATALYSIS Yu. V. Bardadym, S. M. Kobylinskyi, L. V. Kobrina, S. V. Riabov Institute of Macromolecular Chemistry at the National Academy of Sciences of Ukraine, 48, Kharkivske Shosse, Kyiv-160, Ukraine, 02160 *е-mail: yuliia.bardadym@gmail.com Photocatalytic oxidation is a very young direction, but in the same time it is one of the most promising, safe and effective methods of removing organic pollutants (in particular dyes and microbial pathogens) from the aquatic environment. General information on titanium dioxide, cyclodextrin and its derivatives is presented in this literature review. The results of recent studies regarding the practical application of titanium dioxide and cyclodextrins for the treatment of wastewaters and purification them from organic pollutants of various nature by the methods of heterogeneous photocatalysis are given, the principles of their work as a photocatalytic system are discussed in detail. These compounds are of interest in terms of both scientific search and practical application due to their semiconductor properties, non- toxicity, chemical stability, high photocatalytic activity. Key words: cyclodextrin, titanium dioxide, photodegradation, photocatalysis, organic pollutants. ЛІТЕРАТУРА 1. Khin M. M., Nair A. S., Babu V. J., Murugan R., Ramakrishna S. A review on nanomaterials for environmental remediation // Energy Environ. Sci. – 2012. – 5. – P. 819–875. https://doi.org/10.1039/C2EE21818F 2. Wang W., Tad M. O., Shao Z. Research progress of perovskite materials in photocatalysis- and photovoltaics-related energy conversion and environmental treatment // Chem. Soc. Rev., – 2015. – 44. – P. 5371–5548. https://doi.org/ 10.1039/C5CS00113G 3. Ameta R., Benjamin S., Ameta A., Ameta S. Photocatalytic degradation of organic pollut- ants: a review // Mater. Sci. Forum. – 2012. – 734. – P. 247–272. https://doi.org/10.4028/ www.scientific.net/MSF.734.247 4. Wang J., Wang S. Removal of pharmaceuti- cals and personal care products (PPCPs) from wastewater: a review // J. Environ. Manag. – 2016. – 182. – P. 620–640. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.07.049 5. Ibrahim R. K., Hayyan M., AlSaadi M. A., Hayyan A., Ibrahim S. Environmental applica- tion of nanotechnology: air, soil, and water // Environ. Sci. Pollut. R. – 2016. – 23. – P. 13754– 13788. https://doi.org/10.1007/s11356-016-6457-z 6. Brillas E., Martınez-Huitle C. A. Decontami nation of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods. An updated review // Appl. Catal. B Environ. – 2015. – 166–167. – P. 603–643. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.11.016 7. Forgacs E., Cserha´ti T., Oros G. Removal of synthetic dyes from wastewaters: a review // Environ. Int. – 2004. – 30. – P. 953–971. https://doi.org/ 10.1016/j.envint.2004.02.001 8. Hao O. J., Kim H., Chiang P. Decolorization of wastewater // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. – 2000. – 30. – P. 449–505. https://doi.org/10.1080/10643380091184237 УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 43https://ucj.org.ua 9. Reddy P. A. K., Reddy P. V. L., Kwon E., Kim K., Akter T., Kalagara S. Recent advances in pho- tocatalytic treatment of pollutants in aqueous media // Environ. Int. – 2016. – 91. – P. 94–103. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.02.012. 10. Serpone N., Emeline A. V. Semiconductor photocatalysis — past, present, and future outlook // J. Phys. Chem. Lett. – 2012. – 3. – P. 673–677. https://doi.org/10.1021/jz300071j 11. Li Y., Chen F., He R., Wang Y., Tang N. Semiconductor Photocatalysis for Water Purification // Nanos. Mater. in Water Purif. – 2019. – 24. – P. 689–705. https://doi. org/10.1016/B978-0-12-813926-4.00030-6 12. Hobbs C. E. Recent Advances in Bio-Based Flame Retardant Additives for Synthetic Polymeric Materials // Polymers. – 2019. – 11, № 2. – P. 224. https://doi.org/10.3390/polym11020224 13. Azeez F., Al-Hetlani E., Arafa M., Abdelmonem Y., Nazeer A. A., Amin M. O., Madkour M. The effect of surface charge on photocatalytic deg- radation of methylene blue dye using chargea- ble titania nanoparticles // Scientific Reports. – 2018. – 8, № 7104. – P. 1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-018-25673-5 14. Marks R., Yang T., Westerhoff P., Doudrick K. Comparative analysis of the photocatalytic reduction of drinking water oxoanions using titanium dioxide // Water Res. – 2016. – 104. – P. 11–19. https://doi.org/ 10.1016/j.watres.2016.07.052 15. Zhang D., Lee C., Javed H., Yu P., Kim J.-H., Alvarez P. J. Easily-recoverable, micron-sized TiO2 hierarchical spheres decorated with cy- clodextrin for enhanced photocatalytic degra- dation of organic micropollutants // Environ. Science & Tech. – 2018. – 52, № 21. – P.12402– 12411. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b04301 16. Tsang C. H. A., Li K., Zeng Y., Zhao W., Zhang T., Zhan Y., Xie R., Leung D. Y.C., Huang H. Titanium oxide based photocatalytic materials development and their role of in the air pol- lutants degradation: Overview and forecast // Environ. Internat. – 2019. – 125. – P. 200–228. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.01.015 17. Khalid N.R., Majid A., Tahir M. B., Niaz N. A., Khalid S. Carbonaceous-TiO2 nanomate- rials for photocatalytic degradation of pollut- ants // Ceram. Internat. – 2017. – 43, № 17. – P. 14552–14571. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.08.143 18. Zangeneh H., Zinatizadeh A. A. L., Habibi M., Akia M. Photocatalytic oxidation of organic dyes and pollutants in wastewater using differ- ent modified titanium dioxides // J. Ind. Eng. Chem. – 2015. – 26. – P. 1–36. 19. Chen X., Liu D., Wu Z., Cravotto G., Wu Z., Ye B. C. Microwave-assisted rapid synthesis of Ag- β-cyclodextrin/TiO2 /AC with exposed {001} facets for highly efficient naphthalene degrada- tion under visible light // Catalysis Commun. – 2018. – 10. – P. 496–100. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2017.10.026 20. Васильева К. Л. Изучение фазовых превра- щений в поверхностном слое диоксида ти- тана // Журнал прикладной химии. – 2018. – 82, № 5. – P. 731–736. 21. Hu X. Design, fabrication and modification of nanostructured semiconductor materials for environmental and energy applications // Langmur. – 2006. – 26. – P. 3031–3039. https://doi.org/10.1021/la902142b 22. Ahmed A. Y, Kandiel T. A., Oekermann T. Photocatalytic activities of different well-defined crystal TiO2 surfaces: anatase versus rutile // Journal of Phys. Chem. Let. – 2011. – 2. – P. 2461–2465. https://doi.org/10.1021/jz201156b 23. Hurum, D. C.; Agrios, A. G.; Gray, K. A.; Rajh, T.; Thurnauer M. C. Explaining the enhanced photocatalytic activity of Degussa P25 mixed- phase TiO2 using EPR // J. Phys. Chem. B, 2003. – 107. – Р. 4545–4549. https://doi.org/10.1021/jp0273934 24. Alonso-Tellez A., Robert D., Keller V., Keller N. H2S photocatalytic oxidation over WO3/TiO2 ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 44 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 Hombikat UV100 // Environ. Sci. Pollut. Res. – 2014. – 21. – P. 3503–3514. https://doi.org/10.1007/s11356-013-2329-y 25. Ahmed S. N., Haider W. Heterogeneous photo- catalysis and its potential applications in water and wastewater treatment // Nanotechnology. – 2018. – 29, № 34. – P. 1–30. https://doi. org/10.1088/1361-6528/aac6ea 26. Zhang S., Lu X Treatment of wastewater con- taining Reactive Brilliant Blue KN-R using TiO2/BC composite as heterogeneous photocat- alyst and adsorbent // Chemosphere. – 2018. – 206. – P. 777–783. https://doi.org/10.1016/j. chemosphere.2018.05.073 27. Yang D. Material for a Sustainable Environ ment // IntechOpen. – 2018. – 3. – P. 504. https://doi.org/10.5772/intechopen.70290. 28. Schneider J., Matsuoka M., Takeuchi M., Zhang J., Horiuchi Y., Anpo M., Bahnemann D. W. Understanding TiO2 photocatalysis: mech- anisms and materials // Chem. Rev. – 2014. – 114. – P. 9919–9986. https://doi.org/10.1021/ cr5001892 29. Frank S. N., Bard A. J. Heterogeneous pfoto- catalytic oxidation of cyanide and sulfite in aqueous solutions at semiconductor powders // J. Phys. Chem. – 1977. – 81, № 15. – P. 1484– 1488. https://doi.org/10.1021/j150376a023 30. Liu L., Chen X. Titanium dioxide nanomate- rials: self-structural modifications // Chem. Rev. – 2014. – 114. – P. 9890–9918. https://doi. org/10.1021/cr400624r 31. Verbruggen S. W. TiO2 photocatalysis for the degradation of pollutants in gas phase: from morphological design to plasmonic enhance- ment // J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. – 2015. – 24. – P. 64–82. https://doi. org/10.1016/j.jphotochemrev.2015.07.001 32. Khan M. M., Ansari S. A., Pradhan D., Ansari M. O., Han D. H., Lee J., Cho M. H. Band gap engineered TiO2 nanoparticles for visible light induced photoelectrochemical and photocatalytic studies // J. Mater. Chem. A. – 2014. – 2. – P. 637–644. https://doi.org/10.1039/ C3TA14052K 33. Radu C., Parteni O., Ochiuz L. Application of cyclodextrins in medical textiles // Journal of Controlled Release. – 2016. – 224. – P. 146–157. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2015.12.046 34. Zhao F., Repo E., Yin D., Meng Y., Jafari S., Sillanpää M. EDTA-cross-Linked β-cyclodex- trin: An environmentally friendly bifunctional adsorbent for simultaneous adsorption of met- als and cationic dyes // Environmental Science and Technology. – 2015. – 49. – P. 10570– 10580. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b02227 35. Mura P. Analytical techniques for character- ization of cyclodextrin complexes in aque- ous solution // Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. – 2014. – 101. – P. 238– 250. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2014.02.022 36. Sherje A. P., Dravyakar B. R., Kadam D., Jadhav M. Cyclodextrin-based nanosponges // Carbohydrate Polymers. – 2017. – 173. – P. 37–49. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.05.086 37. Yan J., Zhu Y., Qiu F., Zhao H., Yang D., Wang J., Wen W. Kinetic, isotherm and thermodynam- ic studies for removal of methyl orange using a novel β-cyclodextrin functionalized graphene oxide-isophorone diisocyanate composites // Chem. Eng. Res. Des. – 2016. – 106. – P. 168– 177. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.06.030 38. Опанасенко О. А., Рябов С. В., Сінельні ков С. І. Cинтез і властивості зшитих B-циклодекстринвмісних кополімерів та їхня роль у фотокаталітичних процесах // Укр. хим. журн. – 2014. – 80, № 5. – P. 58–63. 39. Kurkov S. V., Loftsson T.Cyclodextrins. // Int. J. Pharm. – 2013. – 453. – P. 167–180. https://doi.org/10.1016/j. ijpharm.2012.06.055 40. Alongi J., Poskovic M., Visakh P. M., Frache A., Malucelli G. Cyclodextrinnanosponges as nov- el green flame retardants for PP, LLDPE and PA6 // Carbohydrate Polymers. – 2012. – 88. – УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 45https://ucj.org.ua P. 1387–1394. https://doi.org/10.1016/j.carb- pol.2012.02.038 41. Cina V., Russo M., Lazzara G., Martino C. D., Meo L. P. Pre- and post-modification of mixed cyclodextrin-calixarene co-polymers: A route- towards tenability // Carbohydrate Polymer. – 2017. – 10. – P. 1393–1403. https://doi.org/ 10.1016/j.carbpol.2016.11.018 42. Daga M., Ullio C., Argenziano M., Dianzani C., Cavalli R., Trotta F. GSH-targeted nanosponges increase doxorubicin-induced toxicity in vit- ro andin vivo in cancer cells with high anti- oxidant defences // Free Radical Biology and Medicine. – 2016. – 97. – P. 24–37. https://doi. org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.05.009 43. Sikder T., Rahman M., Hosokawa J. T., Kurasaki M., Saito T. Remediation of water pollution with native cyclodextrins and modified cyclo- dextrins // Chemical Engineering Journal. – 2019. – 355. – P. 920–941. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.218 44. Chen B., Chen S., Zhao H., Liu Y., Long F., Pan X. A versatile β-cyclodextrin and pol- yethyleneimine bi-functionalized magnet- ic nanoadsorbent for simultaneous capture of methyl orange and Pb(II) from com- plex wastewater // Chemosphere. – 2018. – 216. – P. 605–616. https://doi.org/10.1016/ j.chemosphere.2018.10.157 45. Alsbaiee А., Smith B. J., Xiao L., Ling Y., Helbling D. E., Dichtel W. R. Rapid removal of organic micropollutants from water by a porous β-cyclo dextrin polymer // Nature. – 2016. – 529. – P. 190–194. https://doi.org/10.1038/nature16185 46. Guanghui W., Qi P., Xue X. Photodegradation of bisphenol Z by UV irradiation in the presence of β-cyclodextrin // J. Science Direct. – 2007. – 67. – P. 762–769. https://doi.org/10.1016/ j.chemosphere.2006.10.041 47. Wang N., Zhou L., Guo J., Ye Q., Lin J. M., Yuan J. Adsorption of environmental pollutants us- ing magnetic hybrid nanoparticles modified with bcyclodextrin // Appl. Surf. Sci. – 2014. – 305. – P. 267–273. https://doi.org/10.1016/j.ap- susc.2014.03.054 48. Lu F., Astruc D. Nanomaterials for removal of toxis elements from water // Coordinational Chemistry Reviews. – 2018. – 356. – P. 147–164. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.11.003 49. Wang G., Wu F., Zhang X. Enhanced TiO2 photocatalytic degradation of bisphenol E by β-cyclodextrin in suspended solutions // J. of Hazardous Materials. – 2006. – 133. – P. 85–91. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.09.058 50. Рябов С. В., Бойко В. В., Кобріна Л. В. Цикло декстринвмісні полімери: синтез і викори- стання. // Полімерний журнал. – 2018. – 40, № 3. – P. 141–154. 51. Euvrard E., Morin-Crini N., Druart C., Bugnet J., Martel B., Cosentino C. Cross-linked cyclo- dextrin-based material for treatment of metals and organic substances present in industrial discharge waters // Beilstein Journal of Organic Chemistry. – 2016. – 12. – P. 1826–1838. https://doi.org/10.3762/bjoc.12.172 52. Mousavi S. H., Mohammadi A. A cyclodextrin/ glycine-functionalized TiO2 nanoadsorbent: Synthesis, characterization and application for the removal of organic pollutants from water and real textile wastewater // Process Safety and Environmental Protection. – 2018. – 114. – P. 1–15. https://doi.org/10.1016/j.psep. 2017.12.004 53. Fallah Z, Isfahani H. N, Tajbakhsh M. Cyclodextrin-triazole-titanium Based Nano composite: Preparation, Characterization and Adsorption Behavior Investigation // Process Safety and Environmental Protection. – 2019. – 124. – P. 251–265. https://doi.org/10.1016/j. psep.2019.02.016 54. Zhao R., Wang Y., Li X., Sun B., Jiang Z., Wang C. Water insoluble sericin/β-cyclodextrin/PVA composite electrospun nanofibers as effective adsorbents towards methylene blue // Colloids Surf., B: Biointerfaces. – 2015. – 136. – P. 375–382. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2015.09.038 ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 46 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 55. Chen J. R., Qiu F. X., Xu W. Z. S., Cao S., Zhu, H. J. Recent progress in enhancing photocata- lytic efficiency of TiO2-based materials // Appl. Catal., A: Gen. – 2015. – 495. – P. 131–140. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.02.013 56. Yang Z., Zhang X., Cui J. Self-assembly of bioin- spired catecholic cyclodextrin TiO2 heterosu- pramolecule with high adsorption capacity and efficient visible light photoactivity // Applied Catalysis B: Environmental. – 2014. – 148- 149. – P. 243–249. https://doi.org/10.1016/ j.apcatb.2013.11.002 57. Lu S., Sun N., Wang T. Research on Photocatalytic Degradation of Methyl Orange by a β-Cyclo- dextrin/Titanium Dioxide Composite // Gen. Chem. – 2017. – 3. – P. 164–169. https://doi. org/10.21127/yaoyigc20170007 58. Sangari N. U. A brief Review on the Applica tions of Zn and TiO2 in Photocatalysis and their Modification with β-Cyclodextrin // Asian J. Research Chem. – 2018. – 11, № 3. – P. 681–691. https://doi.org/10.5958/0974-4150.2018.00121.9 59. Zhang X., Li X., Deng N. Enhanced and se- lective degradation of pollutants over cy- clodextrin/TiO2 under visible light irradia- tion // Industrial and Engineering Chemistry Research. – 2012. – 51. – P. 704–709. https://doi.org/10.1021/ie201694v 60. Radchenko O., Sinelnikov S., Moskalenko O., Riabov S. Nanocomposites based on titanium dioxide, modified by β-cyclodextrin containing copolymers // J. Appl. Polym. – 2018. – 135. – P. 46–373. https://doi.org/10.1002/app. 61. Опанасенко О. А., Рябов С. В., Сінель ніков С. І., Лаптій С. В. Синтез та властиво- сті діоксиду титану, модифікованого b-ци- клодекстринвмісними полімерами // Укр. хим. журн. – 2015. – 81, № 7. – P. 68–73. 62. Wang G., Wu F., Zhang X., Luo M., Deng N. Enhanced photodegradation of bisphenol A in the presence of β-cyclodextrin under UV light // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. – 2006. – 81. – P. 805–811. https://doi.org/10.1002/jctb.1513 63. Zhou Y., Gu X., Zhang R., Lu J. Influences of various cyclodextrins on the photodegradation of phenol and bisphenol A under UV light // Ind. Eng. Chem. Res. – 2015. – 54, № 1. – P. 426–433. https://doi.org/10.1021/ie503414k 64. Rajalakshmi S., Pitchaimuthu S., Kannan N., Velusamy P. Enhanced photocatalytic activi- ty of metal oxides/β-cyclodextrin nanocom- posites for decoloration of Rhodamine B dye under solar light irradiation // Applied Water Science. – 2014. – 71. – P. 115–127. https://doi.org/10.1007/s1320101402235 65. Li J., Jia S., Sui G., Du L. Preparation of a ceri- um/titanium composite with porous structure and enhanced visible light photocatalytic activ- ity using β-cyclodextrin polymer microspheres as the template // Chemical Papers. – 2017. – 72, № 2. – P. 369–379. https://doi.org/10.1007/s1169601702865 66. Velusamy P., Pitchaimuthu S., Rajalakshmi S., Kannan N. Modification of the photocatalytic activity of TiO2 by βcyclodextrin in decolora- tion of ethyl violet dye // Journal of Advanced Research. – 2014. – 5. – P. 19–25. https://doi. org/10.1016/j.jare.2012.10.001 67. Rajalakshmi S., Pitchaimuthu S., Kannan N., Velusamy P. Photocatalytic effect of β-cyclo- dextrin on semiconductors for the removal of acid violet dye under UV light irradiation // Desalination and Water Treatment. – 2014. – 52, № 16-18. – P. 3432–3444 https://doi.org/10.1080/19443994.2013.809024 68. Pitchaimuthu S., Velusamy P. Enhanced photo- catalytic activity of CeO2 using β-cyclodextrin on visible light assisted decoloration of meth- ylene blue // Water Science & Technology. – 2014. – 69, № 1. – P. 113–119. https://doi.org/10.2166/wst.2013.553 69. Velusamy P., Lakshmi G., Pitchaimuthu S., Rajalakshmi S. Investigation of photocatalytic activity of (ZnO/TiO2) modified by β-cyclo- dextrin in photodecoloration of rhodamine УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 47https://ucj.org.ua B under visible light irradiation // Journal of Environmental Science and Pollution Re search. – 2015. – 1, № 1. – P. 1–5. 70. San Keskin N. O., Celebioglu A., Sarioglu O. F., Uyar T., Tekinay T. Encapsulation of living bac- teria in electrospun cyclodextrin ultrathin fibers for bioremediation of heavy metals and reactive dye from wastewater // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2018. – 161. – P. 169–176. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.10.047 71. Mohammadi A., Veisi P. High adsorption per- formance of β-cyclodextrin-functionalized multi-walled carbon nanotubes for the removal of organic dyes from water and industrial waste- water // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2018. – 6, № 4. – P. 4634–4643. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.07.002 72. Munikrishnappa C., Kumar S. Shivakumara S., Mohan Rao G., Munichandraiah N. The TiO2- graphene oxide-Hemin ternary hybrid com- posite material as an efficient heterogeneous catalyst for the degradation of organic contam- inants // J. of Science: Advanced Materials and Devices. – 2019. – 4, № 1. – P. 80–88. https:// doi.org/10.1016/j.jsamd.2018.12.003 73. Ihsanullah, Abbas A., Al-Amer A. M., Laoui T., Al-Marri M. J., Nasser M. S., Atieh M. A. Heavy metal removal from aqueous solution by advanced carbonnanotubes // Separation and Purification Technology. – 2016. – 157. – P. 141–161. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.11.039 74. Mamba G., Mbianda X. Y., Govender P. P. Phosphorylated multiwalled carbon nano- tube-cyclodextrin polymer: Synthesis, charac- terisation andpotential application in water pu- rification // Carbohydrate Polymers. – 2013. – 98, № 1. – P. 470–476. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.06.034 75. Zhu H., Chen D., Li N., Xu Q., Li H., He J., Lu J. Cyclodextrin-functionalized Ag/AgCl foam with enhanced photocatalytic performance for water purification // J. of Colloid and Interface Science. – 2018. – 531, № 1. – P. 11–17. https:// doi.org/10.1016/j.jcis.2018.07.045 76. Gupta V. K., Moradi O., Tyagi I., Agarwal S., Sadegh H., Shahryari-Ghoshekandi R., Gar shasbi A. Study on the removal of heavy metal ions fromindustry waste by carbon nanotubes: Effect of the surface modification: Areview // Environmental Science and Technology. – 2016. – 46, № 2. – P. 93–118. https://doi.org/10.1080/10643389.2015.1061874 77. Qui P., Wang S., Tian C., Lin Z. Adsorption of low-concentration mercury in water by 3D cy- clodextrin/graphene composites: Synergistic effect and enhancement mechanism // Envi ronmental Pollution. – 2019. – 252. – P. 1133– 1141. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.06.034 78. Chibban M., Zerbet M., Carja G., Sinan F. Application of low-cost adsorbents for arsenic removal // Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology. – 2012. – 4, № 5. – P. 91–102. https://doi.org/10.5897/JECE11.013 79. Taka A. L., Pillay K., Mbianda X. Y. Nanosponge cyclodextrin polyurethanes and their modifica- tion withnanomaterials for the removal of pol- lutants from waste water: A review // Carbo hydrate Polymers. – 2017. – 159. – P. 94–107. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.12.027 80. Ahmed S. N., Haider W. Heterogeneous pho- tocatalysis and its potensial applications in water and wastewater treatment: a review // Nanotechnology. – 2018. – 29, № 34. – р. 342001. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6528/aac6ea REFERENCES 1. Khin M. M., Nair A. S., Babu V. J., Murugan R., Ramakrishna S. A review on nanomaterials for environmental remediation. Energy Environ. Sci. 2012. 5: 819. https://doi.org/10.1039/ C2EE21818F 2. Wang W., Tad M. O., Shao Z. Research pro- gress of perovskite materials in photocatalysis- ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 48 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 and photovoltaics-related energy conversion and environmental treatment. Chem. Soc. Rev. 2015. 44: 5371. https://doi.org/ 10.1039/C5CS00113G 3. Ameta R., Benjamin S., Ameta A., Ameta S. Photocatalytic degradation of organic pollut- ants: a review. Mater. Sci. Forum. 2012. 734: 247. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ MSF.734.247 4. Wang J., Wang S. Removal of pharmaceu- ticals and personal care products (PPCPs) from wastewater: a review. J. Environ. Manag. 2016. 182: 620. https://doi.org/10.1016/j.jen- vman.2016.07.049 5. Ibrahim R. K., Hayyan M., AlSaadi M. A., Hayyan A., Ibrahim S. Environmental appli- cation of nanotechnology: air, soil, and water. Environ. Sci. Pollut. R. 2016. 23: 13754. https:// doi.org/10.1007/s11356-016-6457-z 6. Brillas E., Martınez-Huitle C. A. Decontamina tion of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods. An updated review. Appl. Catal. B Environ. 2015. 166: 603. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.11.016 7. Forgacs E., Cserha´ti T., Oros G. Removal of synthetic dyes from wastewaters: a review. Environ. Int. 2004. 30: 953. https://doi.org/ 10.1016/j.envint.2004.02.001 8. Hao O. J., Kim H., Chiang P. Decolorization of wastewater. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2000. 30: 449. https://doi.org/10.1080/10643380091184237 9. Reddy P. A. K., Reddy P. V. L., Kwon E., Kim K., Akter T., Kalagara S. Recent advances in pho- tocatalytic treatment of pollutants in aqueous media. Environ. Int. 2016. 91: 94. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.02.012. 10. Serpone N., Emeline A. V. Semiconductor pho- tocatalysis – past, present, and future outlook. J. Phys. Chem. Lett. 2012. 3: 673. https://doi. org/10.1021/jz300071j 11. Li Y., Chen F., He R., Wang Y., Tang N. Semi conductor Photocatalysis for Water Puri fication. Nanos. Mater. in Water Purif. 2019. 24: 689. https://doi.org/10.1016/B978-0-12- 813926-4.00030-6 12. Hobbs C. E. Recent Advances in Bio-Based Flame Retardant Additives for Synthetic Polymeric Materials. Polymers. 2019. 11: 224. https://doi.org/10.3390/polym11020224 13. Azeez F., Al-Hetlani E., Arafa M., Abdelmonem Y., Nazeer A. A., Amin M. O., Madkour M. The effect of surface charge on photocatalytic deg- radation of methylene blue dye using charge- able titania nanoparticles. Scientific Reports. 2018. 8: 1. https://doi.org/10.1038/s41598-018-25673-5 14. Marks R., Yang T., Westerhoff P., Doudrick K. Comparative analysis of the photocatalytic re- duction of drinking water oxoanions using tita- nium dioxide. Water Res. 2016. 104: 11. https://doi.org/ 10.1016/j.watres.2016.07.052 15. Zhang D., Lee C., Javed H., Yu P., Kim J.-H., Alvarez P. J. Easily-recoverable, micron-sized TiO2 hierarchical spheres decorated with cy- clodextrin for enhanced photocatalytic deg- radation of organic micropollutants. Environ. Science & Tech. 2018. 52: 12402. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b04301 16. Tsang C. H. A., Li K., Zeng Y., Zhao W., Zhang T., Zhan Y., Xie R., Leung D. Y.C., Huang H. Titanium oxide based photocatalytic mate- rials development and their role of in the air pollutants degradation: Overview and forecast. Environ. Internat. 2019. 125: 200. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.01.015 17. Khalid N.R., Majid A., Tahir M. B., Niaz N. A., Khalid S. Carbonaceous-TiO2 nanomaterials for photocatalytic degradation of pollutants. Ceram. Internat. 2017. 43: 14552. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.08.143 18. Zangeneh H., Zinatizadeh A. A. L., Habibi M., Akia M. Photocatalytic oxidation of organic dyes and pollutants in wastewater using dif- ferent modified titanium dioxides. J. Ind. Eng. Chem. 2015. 26: 1. УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 49https://ucj.org.ua 19. Chen X., Liu D., Wu Z., Cravotto G., Wu Z., Ye B. C. Microwave-assisted rapid synthesis of Ag-β-cyclodextrin/TiO2 /AC with exposed {001} facets for highly efficient naphthalene degradation under visible light. Catalysis Commun. 2018. 10: 496. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2017.10.026 20. Vasilyeva K. L. The study of phase transforma- tions in the surface layer of titanium dioxide. Journal of Applied Chemistry. 2018. 82: 731. [in Russian] 21. Hu X. Design, fabrication and modification of nanostructured semiconductor materials for environmental and energy applications. Langmur. 2006. 26: 3031. https://doi.org/10.1021/la902142b 22. Ahmed A. Y, Kandiel T. A., Oekermann T. Photocatalytic activities of different well-de- fined crystal TiO2 surfaces: anatase versus rutile. Journal of Phys. Chem. Let. 2011. 2: 2461. https://doi.org/10.1021/jz201156b 23. Hurum, D. C.; Agrios, A. G.; Gray, K. A.; Rajh, T.; Thurnauer M. C. Explaining the en- hanced photocatalytic activity of Degussa P25 mixed-phase TiO2 using EPR. J. Phys. Chem. B. 2003. 107: 4545. https://doi.org/10.1021/jp0273934 24. Alonso-Tellez A., Robert D., Keller V., Keller N. H2S photocatalytic oxidation over WO3/TiO2 Hombikat UV100. Environ. Sci. Pollut. Res. 2014. 21: 3503. https://doi.org/10.1007/s11356-013-2329-y 25. Ahmed S. N., Haider W. Heterogeneous pho- tocatalysis and its potential applications in wa- ter and wastewater treatment. Nanotechnology. 2018. 29: 1. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aac6ea 26. Zhang S., Lu X Treatment of wastewater con- taining Reactive Brilliant Blue KN-R us- ing TiO2/BC composite as heterogeneous photocatalyst and adsorbent. Chemosphere. 2018. 206: 777. https://doi.org/10.1016/j. chemosphere.2018.05.073 27. Yang D. Material for a Sustainable Environ ment. IntechOpen. 2018. 3: 504. https://doi.org/10.5772/intechopen.70290. 28. Schneider J., Matsuoka M., Takeuchi M., Zhang J., Horiuchi Y., Anpo M., Bahnemann D. W. Understanding TiO2 photocatalysis: mechanisms and materials. Chem. Rev. 2014. 114: 9919. https://doi.org/10.1021/cr5001892 29. Frank S. N., Bard A. J. Heterogeneous pfoto- catalytic oxidation of cyanide and sulfite in aqueous solutions at semiconductor powders. J. Phys. Chem. 1977. 81: 1484. https://doi.org/10.1021/j150376a023 30. Liu L., Chen X. Titanium dioxide nanomate- rials: self-structural modifications. Chem. Rev. 2014. 114: 9890. https://doi.org/10.1021/cr400624r 31. Verbruggen S. W. TiO2 photocatalysis for the degradation of pollutants in gas phase: from morphological design to plasmonic enhance- ment. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2015. 24: 64. https://doi.org/10.1016/ j.jphotochemrev.2015.07.001 32. Khan M. M., Ansari S. A., Pradhan D., An sari M. O., Han D. H., Lee J., Cho M. H. Band gap engineered TiO2 nanoparticles for visible light induced photoelectrochemical and photo- catalytic studies. J. Mater. Chem. A. 2014. 2: 637. https://doi.org/10.1039/C3TA14052K 33. Radu C., Parteni O., Ochiuz L. Application of cyclodextrins in medical textiles. Journal of Controlled Release. 2016. 224: 146. https://doi. org/10.1016/j.jconrel.2015.12.046 34. Zhao F., Repo E., Yin D., Meng Y., Jafari S., Sillanpää M. EDTA-cross-Linked β-cyclodex- trin: An environmentally friendly bifunctional adsorbent for simultaneous adsorption of met- als and cationic dyes. Environmental Science and Technology. 2015. 49: 10570. https://doi. org/10.1021/acs.est.5b02227 35. Mura P. Analytical techniques for characteri zation of cyclodextrin complexes in aque- ous solution. Journal of Pharmaceutical and ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 50 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 Biomedical Analysis. 2014. 101: 238. https:// doi.org/10.1016/j.jpba.2014.02.022 36. Sherje A. P., Dravyakar B. R., Kadam D., Jadhav M. Cyclodextrin-based nanosponges. Carbohydrate Polymers. 2017. 173: 37. https:// doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.05.086 37. Yan J., Zhu Y., Qiu F., Zhao H., Yang D., Wang J., Wen W. Kinetic, isotherm and thermody- namic studies for removal of methyl orange using a novel β-cyclodextrin functionalized graphene oxide-isophorone diisocyanate com- posites. Chem. Eng. Res. Des. 2016. 106: 168. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.06.030 38. Opanasenko O. A., Ryabov S. V., Sinelnikov S. I. Synthesis and properties of crosslinked B-cyclodextrin-containing copolymers and their role in photocatalytic processes. Ukr. Chem. Journ. 2014. 80: 58. 39. Kurkov S. V., Loftsson T. Cyclodextrins. Int. J. Pharm. 2013. 453: 167. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2012.06.055 40. Alongi J., Poskovic M., Visakh P. M., Frache A., Malucelli G. Cyclodextrinnanosponges as nov- el green flame retardants for PP, LLDPE and PA6. Carbohydrate Polymers. 2012. 88: 1387. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.02.038 41. Cina V., Russo M., Lazzara G., Martino C. D., Meo L. P. Pre- and post-modification of mixed cyclodextrin-calixarene co-polymers: A route towards tenability. Carbohydrate Polymer. 2017. 10: 1393. https://doi.org/10.1016/j.carb- pol.2016.11.018 42. Daga M., Ullio C., Argenziano M., Dianzani C., Cavalli R., Trotta F. GSH-targeted nanosponges increase doxorubicin-induced toxicity in vitro andin vivo in cancer cells with high antioxidant defences. Free Radical Biology and Medicine. 2016. 97: 24. https://doi.org/10.1016/j.freerad- biomed.2016.05.009 43. Sikder T., Rahman M., Hosokawa J. T., Kurasa ki M., Saito T. Remediation of water pollution with native cyclodextrins and modified cyclo- dextrins. Chemical Engineering Journal. 2019. 355: 920. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018. 08.218 44. Chen B., Chen S., Zhao H., Liu Y., Long F., Pan X. A versatile β-cyclodextrin and polyethyl- eneimine bi-functionalized magnetic nano- adsorbent for simultaneous capture of methyl orange and Pb(II) from complex wastewa- ter. Chemosphere. 2018. 216: 605. https://doi. org/10.1016/j.chemosphere.2018.10.157 45. Alsbaiee А., Smith B. J., Xiao L., Ling Y., Helbling D. E., Dichtel W. R. Rapid remov- al of organic micropollutants from water by a porous β-cyclodextrin polymer. Nature. 2016. 529: 190. https://doi.org/10.1038/nature16185 46. Guanghui W., Qi P., Xue X. Photodegradation of bisphenol Z by UV irradiation in the pres- ence of β-cyclodextrin. J. Science Direct. 2007. 67: 762. https://doi.org/10.1016/j.chemo sphere.2006.10.041 47. Wang N., Zhou L., Guo J., Ye Q., Lin J. M., Yuan J. Adsorption of environmental pollutants using magnetic hybrid nanoparticles modified with bcyclodextrin. Appl. Surf. Sci. 2014. 305: 267. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.03.054 48. Lu F., Astruc D. Nanomaterials for removal of toxis elements from water. Coordinational Chemistry Reviews. 2018. 356: 147. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.11.003 49. Wang G., Wu F., Zhang X. Enhanced TiO2 photocatalytic degradation of bisphenol E by β-cyclodextrin in suspended solutions. J. of Hazardous Materials. 2006. 133: 85. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.09.058 50. Ryabov S. V., Boyko V. V., Kobrina L. V. Cyclodextrin-containing polymers: synthesis and use. Polymer journal. 2018. 40: 141. [in Ukrainian]. 51. Euvrard E., Morin-Crini N., Druart C., Bugnet J., Martel B., Cosentino C. Cross-linked cyclodextrin-based material for treatment of metals and organic substances present in in- dustrial discharge waters. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 2016. 12: 1826. https://doi. org/10.3762/bjoc.12.172 УХЖ № 7 / Том 86Ю. В. Бардадим, С. М. Кобилінський, Л. В. Кобріна, С. В. Рябов 51https://ucj.org.ua 52. Mousavi S. H., Mohammadi A. A cyclodextrin/ glycine-functionalized TiO2 nanoadsorbent: Synthesis, characterization and application for the removal of organic pollutants from water and real textile wastewater. Process Safety and Environmental Protection. 2018. 114: 1. https://doi.org/10.1016/j.psep.2017.12.004 53. Fallah Z, Isfahani H. N, Tajbakhsh M. Cyclo dextrin-triazole-titanium Based Nanocom posite: Preparation, Characterization and Ad sorption Behavior Investigation. Process Safety and Environmental Protection. 2019. 124: 251. https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.02.016 54. Zhao R., Wang Y., Li X., Sun B., Jiang Z., Wang C. Water insoluble sericin/β-cyclodextrin/PVA composite electrospun nanofibers as effective adsorbents towards methylene blue. Colloids Surf., B: Biointerfaces. 2015. 136: 375. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2015.09.038 55. Chen J. R., Qiu F. X., Xu W. Z. S., Cao S., Zhu, H. J. Recent progress in enhancing photocat- alytic efficiency of TiO2-based materials. Appl. Catal., A: Gen. 2015. 495: 131. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.02.013 56. Yang Z., Zhang X., Cui J. Self-assembly of bio- inspired catecholic cyclodextrin TiO2 hetero- supramolecule with high adsorption capacity and efficient visible light photoactivity. Applied Catalysis B: Environmental. 2014. 148: 243. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.11.002 57. Lu S., Sun N., Wang T. Research on Photo catalytic Degradation of Methyl Orange by a β-Cyclodextrin/Titanium Dioxide Composite. Gen. Chem. 2017. 3: 164. https://doi.org/10.21127/yaoyigc20170007 58. Sangari N. U. A brief Review on the Applications of Zn and TiO2 in Photocatalysis and their Modification with β-Cyclodextrin. Asian J. Re search Chem. 2018. 11: 681. https://doi.org/10.5958/0974-4150.2018.00121.9 59. Zhang X., Li X., Deng N. Enhanced and selective degradation of pollutants over cyclodextrin/ TiO2 under visible light irradiation. Industrial and Engineering Chemistry Research. 2012. 51: 704. https://doi.org/10.1021/ie201694v 60. Radchenko O., Sinelnikov S., Moskalenko O., Riabov S. Nanocomposites based on titanium dioxide, modified by β-cyclodextrin containing copolymers. J. Appl. Polym. 2018. 135: 46373. https://doi.org/10.1002/app.46373 61. Opanasenko O. A., Ryabov S. V., Sinelnikov S. I., Laptiy S. V. Synthesis and properties of titanium dioxide modified with β-cyclodex- trin-containing polymers. Ukr. Chem. Journ. 2015. 81: 68. [in Ukrainian]. 62. Wang G., Wu F., Zhang X., Luo M., Deng N. Enhanced photodegradation of bisphenol A in the presence of β-cyclodextrin under UV light. Journal of Chemical Technology and Bio technology. 2006. 81: 805. https://doi.org/10.1002/jctb.1513 63. Zhou Y., Gu X., Zhang R., Lu J. Influences of various cyclodextrins on the photodegradation of phenol and bisphenol A under UV light. Ind. Eng. Chem. Res. 2015. 54. 426. https://doi.org/10.1021/ie503414k 64. Rajalakshmi S., Pitchaimuthu S., Kannan N., Velusamy P. Enhanced photocatalytic activi- ty of metal oxides/β-cyclodextrin nanocom- posites for decoloration of Rhodamine B dye under solar light irradiation. Applied Water Science. 2014. 71: 115. https://doi.org/10.1007/s1320101402235 65. Li J., Jia S., Sui G., Du L. Preparation of a ceri- um/titanium composite with porous structure and enhanced visible light photocatalytic activ- ity using β-cyclodextrin polymer microspheres as the template. Chemical Papers. 2017. 72: 369. https://doi.org/10.1007/s1169601702865 66. Velusamy P., Pitchaimuthu S., Rajalakshmi S., Kannan N. Modification of the photocatalytic activity of TiO2 by βcyclodextrin in decolor- ation of ethyl violet dye. Journal of Advanced Research. 2014. 5: 19. https://doi.org/10.1016/j. jare.2012.10.001 67. Rajalakshmi S., Pitchaimuthu S., Kannan N., Velusamy P. Photocatalytic effect of β-cyclo- dextrin on semiconductors for the removal ФІЗИЧНА ХІМІЯ ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ 52 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020 of acid violet dye under UV light irradiation. Desalination and Water Treatment. 2014. 52: 3432. https://doi.org/10.1080/19443994.2013.809024 68. Pitchaimuthu S., Velusamy P. Enhanced photo- catalytic activity of CeO2 using β-cyclodextrin on visible light assisted decoloration of methyl- ene blue. Water Science & Technology. 2014. 69: 113. https://doi.org/10.2166/wst.2013.553 69. Velusamy P., Lakshmi G., Pitchaimuthu S., Rajalakshmi S. Investigation of photocatalytic activity of (ZnO/TiO2) modified by β-cyclodex- trin in photodecoloration of rhodamine B under visible light irradiation. Journal of Environmental Science and Pollution Research. 2015. 1: 1. 70. San Keskin N. O., Celebioglu A., Sarioglu O. F., Uyar T., Tekinay T. Encapsulation of living bacteria in electrospun cyclodextrin ultrathin fibers for bioremediation of heavy metals and reactive dye from wastewater. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2018. 161: 169. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.10.047 71. Mohammadi A., Veisi P. High adsorption performance of β-cyclodextrin-functional- ized multi-walled carbon nanotubes for the removal of organic dyes from water and in- dustrial wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2018. 6: 4634. https:// doi.org/10.1016/j.jece.2018.07.002 72. Munikrishnappa C., Kumar S. Shivakumara S., Mohan Rao G., Munichandraiah N. The TiO2- graphene oxide-Hemin ternary hybrid com- posite material as an efficient heterogeneous catalyst for the degradation of organic contam- inants. J. of Science: Advanced Materials and Devices. 2019. 4: 80. https://doi.org/10.1016/j. jsamd.2018.12.003 73. Ihsanullah, Abbas A., Al-Amer A. M., Laoui T., Al-Marri M. J., Nasser M. S., Atieh M. A. Heavy metal removal from aqueous solution by advanced carbonnanotubes. Separation and Purification Technology. 2016. 157: 141. https:// doi.org/10.1016/j.seppur.2015.11.039 74. Mamba G., Mbianda X. Y., Govender P. P. Phosphorylated multiwalled carbon nano- tube-cyclodextrin polymer: Synthesis, char- acterisation andpotential application in water purification. Carbohydrate Polymers. 2013. 98 (1): 470. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol. 2013.06.034 75. Zhu H., Chen D., Li N., Xu Q., Li H., He J., Lu J. Cyclodextrin-functionalized Ag/AgCl foam with enhanced photocatalytic perfor- mance for water purification. J. of Colloid and Interface Science. 2018. 531 (1): 11. https://doi. org/10.1016/j.jcis.2018.07.045 76. Gupta V. K., Moradi O., Tyagi I., Agarwal S., Sadegh H., Shahryari-Ghoshekandi R., Garshasbi A. Study on the removal of heavy metal ions fromindustry waste by carbon nanotubes: Effect of the surface modifica- tion: Areview. Environmental Science and Technology. 2016. 46 (2): 93. https://doi.org/10. 1080/10643389.2015.1061874 77. Qui P., Wang S., Tian C., Lin Z. Adsorption of low-concentration mercury in water by 3D cyclodextrin/graphene composites: Synergistic effect and enhancement mechanism. Environ mental Pollution. 2019. 252: 1133. https://doi. org/10.1016/j.envpol.2019.06.034 78. Chibban M., Zerbet M., Carja G., Sinan F. Application of low-cost adsorbents for arsenic removal. Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 2012. 4 (5): 91. https://doi.org/10.5897/JECE11.013 79. Taka A. L., Pillay K., Mbianda X. Y. Nanosponge cyclodextrin polyurethanes and their mod- ification withnanomaterials for the remov- al of pollutants from waste water: A review. Carbohydrate Polymers. 2017. 159: 94. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.12.027 80. Ahmed S. N., Haider W. Heterogeneous pho- tocatalysis and its potensial applications in water and wastewater treatment: a review. Nanotechnology. 2018. 29 (34): 342001. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6528/aac6ea Надійшла 06.08.2020
id	oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-195
institution	Ukrainian Chemistry Journal
keywords_txt_mv	keywords
language	English
last_indexed	2026-07-23T01:02:43Z
publishDate	2020
publisher	V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
record_format	ojs
resource_txt_mv	ucjorgua/64/92d859a82403f1fdb7505d768f93ef64.pdf
spelling	oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-1952026-07-22T08:23:43Z THE USE OF CYCLODEXTRINS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF TITANIUM DIOXIDE IN THE HETEROGENEOUS CATALYSIS ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА В ПРОЦЕССАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗА ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ Bardadym, Yuliia Kobylinskyi, Serhii Kobrina, Larisa Riabov, Serhii cyclodextrin, titanium dioxide, photodegradation, photocatalysis, organic pollutants Photocatalytic oxidation is a very young direction, but in the same time it is one of the most promising, safe and effective methods of removing organic pollutants (in particular dyes and microbial pathogens) from the aquatic environment. General information on titanium dioxide, cyclodextrin and its derivatives is presented in this literature review. The results of recent studies regarding the practical application of titanium dioxide and cyclodextrins for the treatment of wastewaters and purification them from organic pollutants of various nature by the methods of heterogeneous photocatalysis are given, the principles of their work as a photocatalytic system are discussed in detail. These compounds are of interest in terms of both scientific search and practical application due to their semiconductor properties, nontoxicity, chemical stability, high photocatalytic activity. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2020-08-20 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/195 10.33609/2708-129X.86.7.2020.32-52 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 86 No. 7 (2020): Ukrainian Chemistry Journal; 32-52 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 86 ##issue.no## 7 (2020): Украинский химический журнал; 32-52 Український хімічний журнал; Том 86 № 7 (2020): Український хімічний журнал; 32-52 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/195/117 Copyright (c) 2020 Yuliia Bardadym, Serhii Kobylinskyi, Larisa Kobrina, Serhii Riabov https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
spellingShingle	Bardadym, Yuliia Kobylinskyi, Serhii Kobrina, Larisa Riabov, Serhii ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title	ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title_alt	THE USE OF CYCLODEXTRINS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF TITANIUM DIOXIDE IN THE HETEROGENEOUS CATALYSIS ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИКЛОДЕКСТРИНОВ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА В ПРОЦЕССАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗА
title_full	ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title_fullStr	ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title_full_unstemmed	ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title_short	ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ
title_sort	використання циклодекстринів для посилення ефективності діоксиду титану в процесах гетерогенного каталізу
topic_facet	cyclodextrin titanium dioxide photodegradation photocatalysis organic pollutants
url	https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/195
work_keys_str_mv	AT bardadymyuliia theuseofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT kobylinskyiserhii theuseofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT kobrinalarisa theuseofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT riabovserhii theuseofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT bardadymyuliia ispolʹzovanieciklodekstrinovdlâusileniâéffektivnostidioksidatitanavprocessahgeterogennogokataliza AT kobylinskyiserhii ispolʹzovanieciklodekstrinovdlâusileniâéffektivnostidioksidatitanavprocessahgeterogennogokataliza AT kobrinalarisa ispolʹzovanieciklodekstrinovdlâusileniâéffektivnostidioksidatitanavprocessahgeterogennogokataliza AT riabovserhii ispolʹzovanieciklodekstrinovdlâusileniâéffektivnostidioksidatitanavprocessahgeterogennogokataliza AT bardadymyuliia vikoristannâciklodekstrinívdlâposilennâefektivnostídíoksidutitanuvprocesahgeterogennogokatalízu AT kobylinskyiserhii vikoristannâciklodekstrinívdlâposilennâefektivnostídíoksidutitanuvprocesahgeterogennogokatalízu AT kobrinalarisa vikoristannâciklodekstrinívdlâposilennâefektivnostídíoksidutitanuvprocesahgeterogennogokatalízu AT riabovserhii vikoristannâciklodekstrinívdlâposilennâefektivnostídíoksidutitanuvprocesahgeterogennogokatalízu AT bardadymyuliia useofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT kobylinskyiserhii useofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT kobrinalarisa useofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis AT riabovserhii useofcyclodextrinstoincreasetheefficiencyoftitaniumdioxideintheheterogeneouscatalysis

ВИКОРИСТАННЯ ЦИКЛОДЕКСТРИНІВ ДЛЯ ПОСИЛЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ В ПРОЦЕСАХ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛІЗУ

Репозитарії

Схожі ресурси