Ocena efektywności procesu fotodegradacji barwników azowych w obecności tlenku cynku

• Autorzy: Adamek E. , Baran W. , Szołtysek-Bołdys I. , Sobczak A.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(2)061

Warianty tytułu

EN

The assessment of the effectiveness of photodegradation of azo-dyes in the presence of zinc oxide

• Konferencja: ECOpole’14 Conference (15-17.10.2014, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Trudności w usuwaniu zanieczyszczeń pochodzących z przemysłu włókienniczego (tzw. barwne ścieki) stanowią ważny problem, głównie w krajach rozwijających się. Jest to spowodowane m.in. trwałością i odpornością barwników na procesy biodegradacji oraz niecałkowitym usuwaniem w oczyszczalniach ścieków. Jednym z rozwiązań może być połączenie konwencjonalnego oczyszczania z tzw. metodami pogłębionego utleniania, do których zalicza się procesy fotokatalityczne. Celem niniejszej pracy była ocena efektywności procesu fotokatalitycznej degradacji barwników azowych (kationowych i anionowych) w ich roztworach wzorcowych w obecności tlenku cynku (ZnO) jako fotokatalizatora. Dla roztworu każdego barwnika, przy różnym pH (3,0-10,5) oraz dla różnych ilości ZnO (25-500 mg), wyznaczano stopień adsorpcji, stopień fotodegradacji oraz stałe szybkości reakcji degradacji. Stwierdzono, że wszystkie badane barwniki były odporne na fotolizę, a w obecności ZnO i pod wpływem promieniowania UV uległy fotokatalitycznej degradacji. Omawiane procesy rozkładu przebiegały każdorazowo zgodnie z kinetyką reakcji pseudopierwszego rzędu względem degradowanego barwnika. Najkorzystniejsze warunki do przeprowadzenia fotokatalitycznej degradacji dla prawie wszystkich barwników to pH 8,5-9,5 oraz 1,0 g ZnO/dm3. Wykazano również zależność pomiędzy stopniem adsorpcji barwników na powierzchni fotokatalizatora i stopniem ich fotodegradacji a pH roztworu i budową barwnika.

EN

Difficulties in removing of pollutants from textile industry (the so-called coloured effluent) are a significant problem, particularly in the developing countries. It is caused by, among other, stability and resistance of dyes to biodegradation processes and incomplete removal of dyes in wastewater treatment plants. One of the solutions may be a combination of the conventional, mechanical-biological treatment with advanced oxidation processes, which include photocatalytic processes. The aim of this study was to evaluate the efficiency of photocatalytic degradation of azo dyes (cationic and anionic) in the standard solutions in the presence of zinc oxide (ZnO) as a photocatalyst. The degree of dyes adsorption, the degree of photodegradation and reaction rate constants were determined in each dye solution at different pH values (3.0-10.5) and at different amounts of ZnO (25-500 mg). All the investigated azo-dyes were resistant to photolysis and they underwent the photocatalytic degradation in the presence of ZnO and under UV-irradiation. In each case the processes were carried out in accordance with the kinetics of pseudo-first order reaction with respect to the degraded dye. The most favourable conditions to the photocatalytic degradation for almost all azo-dyes were: pH 8.5-9.5 and 1.0 g ZnO/dm3. Additionally, a relationship between the degree of dyes adsorption on the photocatalyst surface, the degree of photodegradation and pH of the dyes solutions and the dye structure was also stated.

Słowa kluczowe

PL

barwniki azowe; fotokatalityczna degradacja; tlenek cynku

EN

azo dyes; photocatalytic degradation; zinc oxide

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 523--531
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Adamek E.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Baran W.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Szołtysek-Bołdys I.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Sobczak A.

• Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1] Robinson T, Mcmullan G, Marchant R, Nigam P. Biores Technol. 2001;77:247-255. DOI: 10.1016/S0960-8524(00)00080-8.
• [2] Solecka M, Ledakowicz S. Biotechnologia. 2005;2:103-124. www.pfb.info.pl/files/kwartalnik/2_2005/Solecka-Ledakowicz.pdf.
• [3] de Campos Ventura-Camargo B, Marin-Morales MA. Textiles and Light Industrial Science and Technology (TLIST). 2013;2(2)85-103. http://www.tlist-journal.org/paperInfo.aspx?ID=5405.
• [4] Afaq A. Int J Pharm Bio Sci. 2010;1:1-4. http://ijpbs.net.
• [5] Yuan R, Ramjaun SN, Wang Z, Liu J. Chem Eng J. 2012;192:171-178. DOI: 10.1016/j.cej.2012.03.080.
• [6] Zhou M, He J. Electrochim Acta. 2007;53:1902-1910. DOI: 10.1016/j.electacta.2007.08.056.
• [7] Castro E, Avellaneda A, Marco P. Environ Prog Sustain Energy. 2014;33:873-885. DOI: 10.1002/ep.11865.
• [8] Siew-Teng O, Pei-Sin K, Weng-Nam L, Sie-Tiong H, Yung-Tse H. Water. 2011;3:157-176. DOI: 10.3390/w3010157.
• [9] Daneshvar N, Salari D, Khataee AR. J Photochem Photobiol A. 2004;162:317-322. DOI: 10.1016/S1010-6030(03)00378-2.
• [10] Sakthivel S, Neppolian B, Shankar MV, Arabindoo B, Palanichamy M, Murugesan V. Sol Energ Mat Sol C. 2003;77:65-82. DOI: 10.1016/S0927-0248(02)00255-6.
• [11] Daneshvar N, Rasoulifard MH, Khataee AR, Hosseinzadeh F. J Hazard Mater. 2007;143:95-101. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.08.072.
• [12] Spathis P, Poulios I. Corros Sci. 1995;37:673-680. DOI: 10.1016/0010-938X(95)80001-8.
• [13] Han J, Qiu W, Gao W. J Hazard Mater. 2010;178:115-122. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.01.050.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.