Фотореакция фентона для разложения красителя RR195 на металлоорганическом полимере MIL-53(Fe3+) и композите с оксидом графена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Металлоорганический полимер MIL-53(Fe) с составом каркаса [Fe(OH)(BDC)(H2O)2] и композит MIL-53(Fe)/GO (GO – оксид графена) получены сольвотермальным методом и охарактеризованы методами рентгенографии, рентгеновской абсорбционной и ИК-фурье-спектроскопии, растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что MIL-53(Fe) в составе композита MIL-53(Fe)/GO отличается от исходного MIL-53(Fe) отсутствием примесной фазы (фаз), меньшим содержанием молекул воды, бóльшим количеством растворителя и ионов Fe2+, а также морфологией и микроструктурой. В фотореакции Фентона степень разложения красителя RR195 в присутствии композита MIL-53(Fe)/GO превосходит степень разложения исходного MIL-53(Fe), которая практически не меняется после трех циклов фотопроцесса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. М. Кузьмичева

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: ms.asenka1984@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Гайнанова

МИРЭА – Российский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ms.asenka1984@mail.ru
Россия, Москва

Ке Куанг Нгуен

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: ms.asenka1984@mail.ru
Россия, Москва

Е. В. Храмов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: ms.asenka1984@mail.ru
Россия, Москва

Р. Д. Светогоров

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: ms.asenka1984@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Qasem N.A.A., Ben-Mansour R., Habib M.A. // Appl. En. 2018. V. 60. P. 317. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.10.011
  2. Almáši M., Zeleňák V., Palotai P. et al. // Inorg. Chem. Commun. 2018. V. 93. P. 115. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2018.05.007
  3. Wang C.-C., Zhang Y.-Q., Li J., Wang P. // Appl. Catal. B. 2016. V. 193. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.04.030
  4. Dhaka S., Kumar R., Deep A. et al. // Coord. Chem. Rev. 2019. V. 380. P. 330. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.10.003
  5. Zhang C., Ai L., Jiang J. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 3074. https://doi.org/10.1039/C4TA04622F
  6. Wang C.-C., Li J.-R., Lv X.-L. et al. // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. № 9. P. 2831. https://doi.org/10.1039/C4EE01299B
  7. Al-Rowaili F., Jamal A., Ba-Shammakh M.S., Rana A. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2018. V. 6. P. 15895. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b03843
  8. Dhakshinamoorthy A., Alvaro M., Garcia H. // Chem. Commun. 2012. V. 48. № 92. P. 11275. https://doi.org/10.1039/C2CC34329K
  9. Trinh N.D., Hong S.-S. // J. Nanosci. Nanotechnol. 2015. V. 15. P. 5450. https://doi.org/10.1166/jnn.2015.10378
  10. Ai L., Zhang C., Li L., Jiang J. // Appl. Catal. B. 2014. V. 148–149. P. 191. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.10.056
  11. Liang R., Shen L., Jing F. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. V. 7. № 18. P. 9507. https://doi.org/10.1021/acsami.5b00682
  12. Zhang Y., Zhou J., Chen J. et al. // J. Hazardous Mater. 2020. V. 392. P. 122315. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122315
  13. Dong C., Xing M., Zhang J. // Front. Environ. Chem. 2020. V. 1. P. 8. https://doi.org/10.3389/fenvc.2020.00008
  14. Xiong W., Zeng G., Yang Z. et al. // Sci. Total Environ. 2018. V. 627. P. 235. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.01.249
  15. Zhao W., Zheng Y., Cui L. et al. // Chem. Eng. J. 2019. V. 371. P. 461. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.04.070
  16. Yang Z., Xu X., Liang X. et al. // Appl. Catal. B. 2016. V. 198. P. 112. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.05.041
  17. Vu T.A., Le G.H., Dao C.D. et al. // RSC Adv. 2015. V. 5. P. 5261. https://doi.org/10.1039/C4RA12326C
  18. Sarkar C., Basu J.K., Samanta A.N. // Chem. Eng. J. 2019. V. 377. P. 119621. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.007
  19. Chen Q., Zhang J., Lu J., Liu H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 31. P. 16400. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.252
  20. Huang Z.-H., Liu G., Kang F. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. P. 4942. https://doi.org/10.1021/am3013104
  21. Vu H.T., Tran L.T., Le G.H. et al. // Vietnam J. Chem. 2019. V. 57. № 6. P. 681. https://doi.org/10.1002/vjch.201900055
  22. Wu Q., Liu Y., Jing H. et al. // Chem. Eng. J. 2020. V. 390. P. 124615. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124615
  23. Sert E., Yılmaz E., Atalay F.S. // Anadolu University J. Sci. Technol. A. 2017. V. 18. № 5. P. 1107. https://doi.org/10.18038/aubtda.328791
  24. Chaturvedi G., Kaur A., Kansal S.K. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. № 27. P. 16857. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b04312
  25. Светогоров Р.Д. Свидетельство № 2018661057 на программу для ЭВМ “Diana – Diffraction Analyzer” от 31.08.2018.
  26. Svetogorov R.D., Dorovatovskii P.V., Lazarenko V.A. // Cryst. Res. Technol. 2020. V. 55. № 5. P. 1900184. https://doi.org/10.1002/crat.201900184
  27. Nguyen Q.K., Kuz’micheva G.M., Khramov E.V. et al. // Crystals. 2021. V. 11. P. 1281. https://doi.org/10.3390/cryst11111281
  28. Millange F., Guillou N., Walton R.I. et al. // Chem. Commun. 2008. V. 39. P. 4732. https://doi.org/10.1039/b809419e
  29. Wu L., Chaplais G., Xue M. et al. // RSC Adv. 2019. V. 9. № 4. P. 1918. https://doi.org/10.1039/c8ra08522f
  30. Ain Q.T., Haq S.H., Alshammari A. et al. // Beilstein J. Nanotechnol. 2019. V. 10. P. 901. https://doi.org/10.3762/bjnano.10.91
  31. Siburian R., Sihotang H., Lumban Raja S. et al. // Oriental J. Chem. 2018. V. 34. № 1. P. 182. https://doi.org/10.13005/ojc/340120
  32. Nivetha R., Kollu P., Chandar K. et al. // RSC Adv. 2019. V. 9. № 6. P. 3215. https://doi.org/10.1039/c8ra08208a
  33. Lis M.J., Caruzi B.B., Gil G.A. et al. // Polymers. 2019. V. 11. № 4. P. 713. https://doi.org/10.3390/polym11040713
  34. Свердлов Л.М., Ковнер М.А., Крайнов Е.П. Колебательные спектры многоатомных молекул. M.: Наука, 1970. 560 c.
  35. Quang T.T., Truong N.X., Minh T.H. et al. // Topics Catal. 2020. V. 63. № 11–14. P. 1227. https://doi.org/10.1007/s11244-020-01364-2
  36. Pham D.D., Pham N.H. // Adv. Mater. Sci. Eng. 2021. V. 2021. № 1. 5540344. https://doi.org/10.1155/2021/5540344
  37. Ameta R., Chohadia K.A., Jain A., Punjabi P.B. // Advanced Oxidation Processes for Waste Water Treatment. Academic Press, 2018. P. 49. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-810499-6.00003-6
  38. Behravesh N., Younesi H., Bahramifar N. et al. // Ecotoxicol. Environ. Safety. 2024. V. 285. P. 117057. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.117057

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема синтеза образцов MIL-53(Fe)/GO и MIL-53(Fe).

Скачать (429KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы экспериментальных образцов MIL-53(Fe)/GO (1), MIL-53(Fe)-I (2), MIL-53(Fe)-II (3) и теоретическая штрихграмма образца MIL-53(Fe) (пересчет на CuKα) из базы данных CCDC № 690316 (а). Сплошными стрелками отмечены отражения примесной фазы/фаз, пунктирными – отражения оксида графена. Дифрактограмма оксида графена (б). Схематическое изображение изменения формы фрагмента каркаса MIL-53(Fe)/GO (в).

Скачать (264KB)
Метаданные
4. Рис. 3. XANES- (а) и EXAFS-спектры (б) на K-крае поглощения Fe образцов MIL-53(Fe)/GO (1), MIL-53(Fe)-I (2), MIL-53(Fe)-II) (3) и стандартов FeO (4), α-Fe2O3 (5), γ-Fe2O3 (6), Fe (7).

Скачать (283KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК-фурье-спектры образцов MIL-53(Fe)-II (1) и MIL-53(Fe)/GO (2).

Скачать (221KB)
Метаданные
6. Рис. 5. РЭМ- (а, б) и ПЭМ-изображения (в, г) образцов MIL-53(Fe)-II (а, в) и MIL-53(Fe)/GO (б, г) (стрелками отмечены наночастицы MIL-53(Fe)); РЭМ-изображение композита MIL-53(Fe)/GO с картированием по железу (д).

Скачать (668KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кинетические кривые фоторазложения красителя RR195: а – в присутствии H2O2 (1), фотокатализаторов MIL-53(Fe)/GO (2, 4) и MIL-53(Fe)-II (3) при введении в фотореакционную смесь 0.4 мл H2O2 (3, 4) и облучении видимым светом (1, 3, 4); б – при объеме вводимого в смесь H2O2 0.2 (1), 0.4 (2), 0.6 мл (3); в – рН смеси 3 (1), 5.5 (2), 7.5 (3); г – начальной концентрации RR195 150 (1), 125 (2), 100 мд (3); д – стабильность каталитической активности в первом (1), втором (2) и третьем (3) циклах фотореакции.

Скачать (403KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025