ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КРАСИТЕЛЯ МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО В ВОДНОМ РАСТВОРЕ (2024)
В работе исследована кинетика электрохимического окисления красителя метиленового синего в водном растворе в зависимости от природы вспомогательного электролита и его исходной концентрации, величины рН и плотности тока. Несмотря на более низкую эффективность по сравнению с хлоридом натрия, сульфат натрия выбран как экологически безопасный вспомогательный электролит. При наибольшей концентрации данного электролита и плотности тока найдены максимальные константы скорости окисления красителя. Влияние рН раствора (3, 6 и 9) на скорость окисления метиленового синего в окисленной и восстановленной формах не выявлено. При оптимальных условиях (рН 6, 0.05 М Na2SO4, 66.1 мА/см2) за 60 мин обработки достигнуто разложение 85% красителя и минерализация 45% общего органического углерода. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности электрохимического метода для дальнейшего развития в области водоочистки.
Идентификаторы и классификаторы
Синтетические органические красители широко используются в текстильной, целлюлозно-бумажной, фармацевтической, кожевенной, пластмассовой и резинотехнической промышленности.
Список литературы
- Katheresan, V. Efficiency of various recent wastewater dye removal methods: A review / V. Katheresan, J. Kansedo, S. Y. Lau // J. Environ. Chem. Eng. – 2018. – Vol. 6, No. 4. – P. 4676–469.
- Martínez-Huitle, C. A. Decontamination of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods: A general review / C. A. Martínez-Huitle, E. Brillas // Appl. Catal. B – 2009. – Vol. 87. – P. 105–145.
- Oladoye, P. O. Methylene blue dye: Toxicity and potential elimination technology from wastewater / P. O. Oladoye, T. O. Ajiboye, E. O. Omotola, O. J. Oyewola // Results Eng. – 2022. – Vol. 16. – 100678.
- Martínez-Huitle, C. A. A critical review on latest innovations and future challenges of electrochemical technology for the abatement of organics in water / C. A. Martínez-Huitle, M. A. Rodrigo, I. Sirés, O. Scialdone // Appl. Catal. B – 2023. – Vol. 328. – 122430.
- Харламова, Т. А. Влияние электрохимического воздействия на деструкцию органических соединений / Т. А. Харламова, А. Ф. Алафердов, О. В. Маслова // Kimya Problemleri. – 2016. – № 3. – C. 244–271.
- Исаев, А. Б. Новые технологии очистки сточных вод от красителей на основе окислительных процессов / А. Б. Исаев, А. Г. Магомедова // Вестник МГУ. Сер. 2. Химия. – 2022. – №4. – C. 247–268.
- Fitch, A. Electrochemical technologies combined with physical, biological, and chemical processes for the treatment of pollutants and wastes: A review / A. Fitch, P. Balderas-Hernández, J. Ibanez // J. Environ. Chem. Eng. – 2022. – Vol. 10, No. 3. – 107810.
- Кармалькова, И. С. Морфологическое подтверждение возможности использования фотодинамической терапии с 1% водным раствором метиленового синего в комплексном лечении эрозивно-язвенных поражений полости рта / И. С. Кармалькова, О. А. Юдина, А. В. Мостовников // Современная стоматология – 2015. – № 2. – C. 57–60.
- Ghorbani, J. Photosensitizers in antibacterial photodynamic therapy: an overview / J. Ghorbani, D. Rahban, S. Aghamiri, A. Teymouri, A. Bahador // Laser Ther. – 2018. – Vol. 27, No. 4. – P. 293–302.
- Wang, K. S. Treatment and toxicity evaluation of methylene blue using electrochemical oxidation, fly ash adsorption and combined electrochemical oxidation-fly ash adsorption / K. S. Wang, M. C. Wei, T. H. Peng // J. Environ. Manage. – 2010. – Vol. 91, No. 8. – P. 1778–1784.
- Bergmann, M. E. H., Rollin J. Product and by-product formation in laboratory studies on disinfection electrolysis of water using boron-doped diamond anodes / M. E. H. Bergmann, J. Rollin // Catal. Today – 2007. – Vol. 124, No. 3. – P. 198–203.
- Sohrabnezhad, S. H. Study of catalytic reduction and photodegradation of methylene blue by heterogeneous catalyst // Spectrochim. Acta. A – 2011. – Vol. 81, No. 1. – P. 228–235.
- Наянова, Е. В. Редокс-свойства метиленового голубого как перспективного фотометрического реагента для определения галогенных окислителей / Е. В. Наянова, Е. В. Елипашева, Г. М. Сергеев, В. П. Сергеева // Аналитика и контроль – 2015. – Т. 19, № 2. – C. 154–160.
- Adamčíková, L. The decay of methylene blue in alkaline solution / L. Adamčíková, K. Pavlíková, P. Ševčík // React. Kinet. Catal. Lett. – 2000. – Vol. 69. – P. 91–94.
- Mills, A. Effect of alkali on methylene blue (C.I. Basic Blue 9) and other thiazine dyes / A. Mills, D. Hazafy, J. Parkinson, T. Tuttle, M. G. Hutchings // Dyes Pigm. – 2011. – Vol. 88, No. 2. – P 149–155.
- Impert, O. Kinetics and mechanism of a fast leuco-methylene blue oxidation by copper (II)–halide species in acidic aqueous media / O. Impert, A. Katafias, P. Kita, A. Mills, A. Pietkiewicz-Graczyk, G. Wrzeszcz // Dalton Trans. – 2003. No. 3. – P. 348–353.
- Shestakova, M. Sonoelectrocatalytic decomposition of methylene blue using Ti/Ta2O5–SnO2 electrodes / M. Shestakova, M. Vinatoru, T. J. Mason, M. Sillanpaa // Ultrason. Sonochem. – 2015. – Vol. 23. – P. 135–141.
- Yang, B. Effective ultrasound electrochemical degradation of methylene blue wastewater using a nanocoated electrode / B. Yang, J. Zuo, X. Tang, F. Liu, X. Yu, X. Tang, L. Gan // Ultrason. Sonochem. – 2014. – Vol. 21, No. 4. – P. 1310–1317.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Предпринята попытка прояснить некоторые теоретические аспекты воздействия электромагнитного поля на водные системы с точки зрения наиболее популярных гипотез (структурных, ионных, коллоидных, резонансных). Подчеркнуто, что в настоящее время обоснована возможность единого энергетического подхода к описанию эффектов, возникающих в водных растворах под влиянием электромагнитной обработки. Обозначены процессы и явления, способствующие извлечению и воды ионов различного происхождения. Также подчеркнута возможность разработки новой системы контроля качества воды, основанную не только на физико-химических показателях, но и на спектроскопических в широком диапазоне частот, и необходимость дальнейшего изучения квантовых свойств воды с позиции неравновесной динамики электромагнитных вихрей в диэлектрических средах, обладающих избытком энергии, являющимся необходимым условием проявления когерентных эффектов.
В данной работе были исследованы физико-химические характеристики вермикулитов двух месторождений, проведена их модификация соляной кислотой. Состав и структура природных и модифицированных вермикулитов исследованы методами рентгенофазного и энергодисперсионного анализа. С помощью низкотемпературной адсорбции/десорбции азота были получены такие характеристики как величина площади поверхности (м2/г), объём (см3/г) и диаметр пор (нм). Показано, что исходный Татарский вермикулит имеет меньшее межплоскостное расстояние, чем Ковдорский, модификатор соляная кислота практически не проникает в межслоевое пространство Татарского вермикулита, в то время как для Ковдорского вермикулита модификация проходит значительно глубже.
Бензоксатиол-2-оны – ценный класс гетероциклических соединений, которые обладают высокой биологической активностью. Важными представителями являются 1,3- бензоксатиол-2-оны, которые демонстрируют широкий спектр фармакологической активности: антибактериальную, противогрибковую, антиоксидантную и противовоспалительную. Они блокируют реакции фрагментации гидроксилсодержащих радикалов и являются перспективными в качестве потенциальных радиопротекторов, лекарственных препаратов и промышленных антиоксидантов. Другим значимым производным бензоксатиол-2-она является тиоксолон. Он обладает цитостатическими, антибактериальными и противогрибковыми свойствами, а также используется в косметике благодаря своим маслорегулирующим и антибактериальным эффектам. Биологическая значимость бензоксатиол-2-онов побуждают к синтезу новых производных с улучшенными показателями активности и поиску дополнительных применений в фармацевтической промышленности.
В работе приведены результаты получения одного из производных бензоксатиол-2- онов – 5-гидрокси-1,3-бензоксатиол-2-она на основе пара-бензохинона и тиомочевины в уксусной кислоте. Реакция сопровождается получением промежуточного вещества (изотиурониевой соли) – S-(2,5-дигидроксиарил) тиурония хлорида с дальнейшей его циклизацией и очисткой конечного вещества. На основании методов 1Н ЯМР- и ИК- спектроскопии была проведена идентификация полученных соединений, в результате чего были установлены и идентифицированы характеристические сигналы синтезируемых веществ.
Хроматография является важным методом анализа органических смесей, используемым в различных областях науки и промышленности. Оптимизация условий хроматографического разделения имеет решающее значение для достижения максимальной эффективности и точности анализа. В данной статье обсуждаются основные аспекты оптимизации, включая выбор стационарной и подвижной фазы, оптимизацию параметров колонки и условий хроматографии, а также выбор метода детекции. Приводятся стратегии оптимизации и инструменты, доступные исследователям и аналитикам для успешного анализа комплексных органических смесей. Эта информация поможет повысить эффективность использования хроматографии в научных и промышленных приложениях, обеспечивая точные и достоверные результаты анализа.
В исследовании проанализированы высокотоксичные, канцерогенный, тератогенные, иммуносупрессирующие загрязняющие вещества – диоксины с точки зрения их формирования из прекурсоров. Они образуются в результате многостадийного синтеза, включающего образование свободного хлора и присоединение галогенов к фенолам. При хлорировании фенолов, лигнина, гуминовых и фульвокислот образуются различные продукты, являющиеся прекурсорами диоксинов. Прямым структурным предшественником диоксина являются 2-феноксифенолы, образующиеся при термической или фотохимической димеризации хлорфенолов и пестицидов. Определены ключевые причины и источники формирования диоксинов из прекурсоров. Опасными производствами, где могут формироваться диоксины, являются производства с применением хлорированных фенолов, бензолов, бифенилов и аналогичных соединений, а также производство фенолов и аналогичных соединений в присутствии галогенов и меди в роли катализатора. Термическая утилизация отходов и процесс отбеливания хлором также могут приводить к образованию диоксинов. В производстве бисфенола А, продукта реакции фенола с ацетоном, могут формироваться побочные продукты – фенол, фенольные соединения, хлорфенолы, которые являются прекурсорами диоксинов, и при сбросах в водные объекты совместно со свободным хлором и хлорсодержащими продуктами, медью (катализатор), образуют диоксины. Сделаны выводы по необходимости внедрения дополнительных мероприятий по доочистке от фенола и фенольных соединений с целью исключения возможности формирования диоксинов.
В данной статье приведено описание процесса производства азотной кислоты путем окисления аммиака кислородом воздуха. Рассмотрена технологическая схема получения азотной кислоты путем окисления аммиака кислородом воздуха, а также дана характеристика целевого продукта – азотная кислота, рассмотрены основные химические и физические свойства исходных веществ – аммиак и воздух (кислород). Произведен расчет и построены графики представленных математических моделей. Произведен практический расчет материального и теплового баланса стадии окисления аммиака кислородом воздуха.
Исследуется роль натриевых солей полиакриловой кислоты и ее сополимеров, применяемых в качестве диспергаторов в водно-дисперсионных лакокрасочных материалах. Диспергаторы отвечают за получение тонких суспензий пигментов и наполнителей, а также за стабилизацию их агрегативной устойчивости.
Синтезированы водорастворимые полимеры и сополимеры с различными составами, представлены их основные свойства.
Исследовано действие этих диспергаторов в составах пигментных паст с использованием разных типов наполнителей (кальцит, тальк, мел, каолин).
Показано, что диспергаторы демонстрируют различную эффективность в зависимости от состава паст и их содержания в композиции. На основании результатов исследования можно оптимизировать подбор диспергаторов для конкретных лакокрасочных материалов и улучшить их эксплуатационные характеристики.
Проведено исследование процесса нестационарной адсорбции нефтепродуктов в движущемся слое адсорбента. В ходе исследования были определены массообменные характеристики нестационарной адсорбционной очистки нефтепродуктов:
1. Зависимость величины адсорбции от диаметра частиц адсорбента (dэ, м) и продолжительности процесса (t, час);
2. Влияние скорости (υ, м/с) водного потока и времени (τ, мин) процесса очистки на поглощаемость нефтепродуктов вспененным графитом.
Исследования показали, что значения фундаментальных характеристик процесса нестационарной адсорбции, определенные на примере вспененного графита, превосходят такие же характеристики у применяемых сегодня природных адсорбентов (коагулянты, глины). Применение коагулянтов для очистки сточных вод от нефтепродуктов целесообразно только при небольшой массовой концентрации загрязнений (0,02 – 0,03) кг/м3, при этом необходимо поддержание оптимальной величины рН и соответствующее аппаратурное оформление процесса.
Издательство
- Издательство
- ИЗДАТЕЛЬСТВО "МАНУСКРИПТ"
- Регион
- Россия, Ростов-на-Дону
- Почтовый адрес
- 344114, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Боряна, д 20, кв 24
- Юр. адрес
- 344114, Ростовская обл, г Ростов-на-Дону, ул Боряна, д 20, кв 24
- ФИО
- Алагаева Джамиля Юсуповна (ДИРЕКТОР)
- Сайт
- https://naukavak.ru/