ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2022-5-17-21ekip-2075Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSНаноразмерный катализатор ZnFe2O4 для очистки сточных вод от красителей окислительной деструкциейNanoscale ZnFe2O4 Catalyst for Wastewater Treatment from Dyes by Oxidative DegradationТоминаЕ.В.TominaE.V.

д-р хим. наук, зав. кафедрой

Dr. Sci.(Chem.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruКуркинН.А.KurkinN.A.

аспирант

Post-graduate Student

podpiska@kalvis.ruКонкинаД.А.KonkinaD.A.

студент

Student

podpiska@kalvis.ruВоронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. МорозоваРоссияVoronezh State Forestry University named after G.F. MorozovRussian FederationВоронежский государственный университетРоссияVoronezh State UniversityRussian Federation2022030520222651721Copyright © ООО "Калвис", 20222022ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2075

Проведен синтез наноразмерного гетерогенного катализатора ZnFe2O4 микроволновым методом и методом цитратного горения. Нанопорошки охарактеризованы с точки зрения химической гомогенности, размера, дисперсии, морфологических особенностей. Для исследования каталитических свойств в процессах деструкции промышленных токсикантов выбран феррит цинка, синтезированный методом цитратного горения. Установлено, что наноразмерный ZnFe2O4 (средний размер частиц порядка 50 нм) является эффективным катализатором окисления органических красителей метилового оранжевого (степень деструкции 46 %) и метиленового синего (степень деструкции 77 %) в Фентон-процессах без дополнительного нагревания и облучения ультрафиолетом. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых систем водоподготовки и обеспечения экологической безопасности промышленных предприятий, использующих в производственных циклах органические красители.

The synthesis of a nanosized heterogeneous catalyst ZnFe2O4 by the microwave method and by the method of citrate combustion has been carried out. Chemical homogeneity, size, dispersion, and morphological features of nanopowders were characterised. Zinc ferrite synthesized by the citrate combustion method was chosen to study the catalytic properties in the processes of destruction of industrial toxicants. It was found that nanosized ZnFe2O4 (average particle size of about 50 nm) is an effective catalyst for the oxidation of organic dyes: methyl orange (destruction degree 46 %) and methylene blue (destruction degree 77 %) in Fenton processes without additional heating and ultraviolet irradiation. The results of the study can be used in the development of new systems for water treatment and ensuring the environmental safety of industrial enterprises using organic dyes in production cycles.

феррит цинкананочастицыочистка сточных водкрасителиокислительная деструкциягетерогенный катализzinc ferritenanoparticleswaste water treatmentdyesoxidative destructionheterogeneous catalysisReferencesСанитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания". 2021. № 62296.Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания". 2021. № 62296.Карманов А.П., Полина И.Н. Технология очистки сточных вод. Вологда, Инфра-Инженерия, 2018. 212 с.Карманов А.П., Полина И.Н. Технология очистки сточных вод. Вологда, Инфра-Инженерия, 2018. 212 с.Дамодхар Г., Прабир Г. Удаление органических соединений, присутствующих в сточной воде, в усовершенствованных процессах электрохимического окисления (обзор). Электрохимия. 2019. Т. 55. № 7. С. 771—807. DOI: 10.1134/S0424857019050050.Дамодхар Г., Прабир Г. Удаление органических соединений, присутствующих в сточной воде, в усовершенствованных процессах электрохимического окисления (обзор). Электрохимия. 2019. Т. 55. № 7. С. 771—807. DOI: 10.1134/S0424857019050050.Потоловский Р.В., Сахарова А.А., Москвичева Е.В., Коновалов О.В., Клименко В.И., Иванов М.В. Доочистка краскосодержащих сточных вод для производственных нужд с помощью электрохимического метода. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2018. № 54. С. 132—140.Потоловский Р.В., Сахарова А.А., Москвичева Е.В., Коновалов О.В., Клименко В.И., Иванов М.В. Доочистка краскосодержащих сточных вод для производственных нужд с помощью электрохимического метода. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2018. № 54. С. 132—140.Закиров Р.К., Ахмадуллина Ф.Ю., Балымова Е.С. Перспективы сонохимической обработки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества. Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 111—116.Закиров Р.К., Ахмадуллина Ф.Ю., Балымова Е.С. Перспективы сонохимической обработки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества. Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 111—116.Богатов Н.А., Меньшиков В.В., Фадеев Г.Н., Болдырев В.С., Савина А.С., Зоткин А.П. Влияние колебательных параметров низкочастотных малоэнергетических воздействий на кинетику деколоризации тиазинового красителя. Лакокрасочные материалы и их применение. 2021. № 7—8. С. 51—55.Богатов Н.А., Меньшиков В.В., Фадеев Г.Н., Болдырев В.С., Савина А.С., Зоткин А.П. Влияние колебательных параметров низкочастотных малоэнергетических воздействий на кинетику деколоризации тиазинового красителя. Лакокрасочные материалы и их применение. 2021. № 7—8. С. 51—55.Купряшина М.А., Пономарева Е.Г., Никитина В.Е. Способность бактерий рода Azospirillum к деколоризации синтетических красителей. Микробиология. 2020. Т. 89. № 4. С. 453—461.Купряшина М.А., Пономарева Е.Г., Никитина В.Е. Способность бактерий рода Azospirillum к деколоризации синтетических красителей. Микробиология. 2020. Т. 89. № 4. С. 453—461.Kalam A., Al-Sehemi A.G., Assiri M., Du G., AhmadKalam A., Al-Sehemi A.G., Assiri M., Du G., AhmadT., Ahmad I., Pannipara M. Modified Solvothermal synthesis of cobalt ferrite (CoFe2O4) magnetic nanoparticles photocatalysts for degradation of methylene blue with H2O2/visible light. Results in Physics. 2018. Vol. 8. P. 1046—1053. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.01.045.T., Ahmad I., Pannipara M. Modified Solvothermal synthesis of cobalt ferrite (CoFe2O4) magnetic nanoparticles photocatalysts for degradation of methylene blue with H2O2/visible light. Results in Physics. 2018. Vol. 8. P. 1046—1053. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.01.045.Nguyen H.T., Eilhann K., Grzegorz L., Chechia H., Kun-Yi A.L. Cobalt ferrite nanoparticle-loaded nitrogendoped carbon sponge as a magnetic 3D heterogeneous catalyst for monopersulfate-based oxidation of salicylic acid. Chemosphere. 2021. Vol. 267. P. 128906Nguyen H.T., Eilhann K., Grzegorz L., Chechia H., Kun-Yi A.L. Cobalt ferrite nanoparticle-loaded nitrogendoped carbon sponge as a magnetic 3D heterogeneous catalyst for monopersulfate-based oxidation of salicylic acid. Chemosphere. 2021. Vol. 267. P. 128906Local Induction Heating Capabilities of Zeolites Charged with Metal and Oxide MNPs for Application in HDPE Hydrocracking: A Proof of Concept. Marta Muñoz et. al. Materials. 2021. Vol. 14. P. 1029.Local Induction Heating Capabilities of Zeolites Charged with Metal and Oxide MNPs for Application in HDPE Hydrocracking: A Proof of Concept. Marta Muñoz et. al. Materials. 2021. Vol. 14. P. 1029.Tkachenko I.A., Panasenko A.E., Odinokov M.M., Marchenko Y.V. Magnetoactive Composite Sorbents CoFe2O4-SiO2. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2020. Vol. 65. No 8. P. 1142—1149. DOI 10.1134/S0036023620080173.Tkachenko I.A., Panasenko A.E., Odinokov M.M., Marchenko Y.V. Magnetoactive Composite Sorbents CoFe2O4-SiO2. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2020. Vol. 65. No 8. P. 1142—1149. DOI 10.1134/S0036023620080173.Томина Е.В., Перов Н.С., Миттова И.Я., Алехина Ю.А., Стекленева О.В., Куркин Н.А. Микроволновый синтез и магнитные свойства нанопорошка феррита висмута, допированного кобальтом. Известия Академии наук. Серия химическая 2020. № 5. С. 941—946. DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-020-2852-1.Томина Е.В., Перов Н.С., Миттова И.Я., Алехина Ю.А., Стекленева О.В., Куркин Н.А. Микроволновый синтез и магнитные свойства нанопорошка феррита висмута, допированного кобальтом. Известия Академии наук. Серия химическая 2020. № 5. С. 941—946. DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-020-2852-1.Vinuthna C.H., Kadiyala C.B., Chandra S.C., Ravinder D. Magnetic and antimicrobial properties of cobalt-zinc ferrite nanoparticles synthesized by citrate-gel method. The international journal of applied ceramic technology. 2019. Vol. 16. № 5. P. 1944—1953. DOI: https://doi.org/10.1111/ijac.13276.Vinuthna C.H., Kadiyala C.B., Chandra S.C., Ravinder D. Magnetic and antimicrobial properties of cobalt-zinc ferrite nanoparticles synthesized by citrate-gel method. The international journal of applied ceramic technology. 2019. Vol. 16. № 5. P. 1944—1953. DOI: https://doi.org/10.1111/ijac.13276.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.