ВЛИЯНИЕ АКЦЕПТОРОВ РАДИКАЛОВ И СХЕМА ДЕСТРУКЦИИ АЗОКРАСИТЕЛЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (III) И ПЕРСУЛЬФАТА

  • Heng Zhong Уханьский текстильный университет, Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Hui Zhao Уханьский текстильный университет, Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Jun Li Уханьский текстильный университет
  • Lei Sun Уханьский текстильный университет, Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Aihua Xu Уханьский текстильный университет
  • Dongsheng Xia Уханьский текстильный университет
  • Alexander V. Nevsky Уханьский текстильный университет, Ивановский государственный химико-технологический университет
Ключевые слова: деструкция красителя, краситель кислотный оранжевый 7, акцепторы радикалов, промежуточные продукты реакции, путь деструкции, минерализация

Аннотация

Изучена деструкция красителя кислотного оранжевого-7 (AO7) в водных растворах при воздействии иона железа (III), активации процесса окисления ионом персульфата (PS, S2O82-) и воздействии видимого излучения (Vis) (≥420 нм). Исследован эффект поглощения радикалов с использованием этанола (EtOH), трет-бутилового спирта (TBA) и азида натрия с целью установления того, что гидроксильный радикал (·OH) является основным активным окислителем AO7, приводящим к его обесцвечиванию, в то время как сульфат радикал (SO4·-) и синглетный кислород (1O2) также вносят свой вклад в процесс деструкции красителя. Промежуточные продукты реакции определяли с помощью метода масс-cпектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI-MS), в результате чего был предложен вероятный механизм деструкции. Высказано предположение о том, что на начальной стадии радикал атакует атом азота красителя, при этом в результате одновременного разрыва двух связей C-N краситель деструктирует на п-фенолсульфокислоту и 1,2-нафтахинон. Далее имеет место последующее окисление этих продуктов с потерей группы −SO3. На заключительных стадиях в результате раскрытия центрального кольца образуются ациклические карбоксильные кислоты, и дальнейшее окисление, очевидно, приводит к образованию простых карбоксильных кислот. Результаты исследования могут быть полезными для создания простой, эффективной и экономичной системы деструкции трудно биоразлагаемого азокрасителя. Даны рекомендации по организации эффективного контроля качества отводимой технологической воды и продуктов ее обработки на локальных очистных сооружениях промышленного предприятия с целью предотвращения попадания вредных биологических веществ в гидросферу.


Для цитирования:

Хэн Чжун, Хуэй Чжао, Цзюнь Ли, Лэй Сунь, Айхуа Сюй, Донченг Ся, Невский А.В. Влияние акцепторов радикалов и схема деструкции азокрасителя в водных растворах в присутствии ионов железа (III) и персульфата. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 4. С. 88-94.

Литература

Buxton G.V., Greenstock C.L., Helman W.P., Ross A.B. Critical review of rate constants for reactions of hydrated electrons, hy-drogen atoms and hydroxyl radicals (·OH/·O) in aqueous solution. J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. N 2. P. 513-886. DOI: 10.1063/1.555805.

Neta P., Huie R.E., Ross A.B. Rate constants for reactions of inorganic radicals in aqueous solution. J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. N 03. P. 1027-1284. DOI: 10.1063/1.555808.

Woods R., Kolthoff I.M., Meehan E.J. Arsenic(IV) as an intermediate in the induced oxidation of Arsenic(III) by the Iron(II)-persulfate reaction and the photoreduction of Iron(III). I. Absence of oxygen. J. Am. Chem. Soc. 1963. V. 85. N 16. P. 2385–2390. DOI: 10.1021/ja00899a010.

Liang C., Su H.W. Identification of Sulfate and Hydroxyl Radicals in Thermally Activated Persulfate. Indust. Eng. Chem. Res. 2009. V. 93. N 12. P. 472-475. DOI: 10.1021/ie9002848.

Stylidi M., Kondarides D.I., Verykios X.E. Visible light-induced photocatalytic degradation of Acid Orange 7 in aqueous TiO2 suspensions. Appl. Catal. B Environmental. 2004. V. 47. N 3. P. 189-201. DOI: 10.1016/j.apcatb.2003.09.014.

López C., Valade A.G., Combourieu B., Mielgo I., Bouchon B., Lema J.M. Mechanism of enzymatic degradation of the azo dye Orange II determined by ex situ 1H nuclear magnetic resonance and electrospray ionization-ion trap mass spectrometry. Anal. Bio-chem. 2004. V. 335. N 1. P. 135-149. DOI: 10.1016/j.ab.2004.08.037.

Zhang S.J Yu H.Q., Li Q.R. Radiolytic degradation of Acid Orange 7: A mechanistic study. Chemosphere. 2005. V. 61.

N 7. P. 1003-1011. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2005.03.008.

Chen X.Y., Chen J.W., Qiao X.L., Wang D., Cai X. Performance of nano-Co3O4/peroxymonosulfate system: Kinetics and mecha-nism study using Acid Orange 7 as a model compound. Appl. Catal. B Environmental. 2008. V. 80. N 1–2. P. 116-121. DOI: 10.1016/j.apcatb.2007.11.009.

Mendez-Paz D., Omil F., Lema J.M. Anaerobic treatment of azo dye Acid Orange 7 under batch conditions. Enzyme & Microbial Technology. 2005. V. 36. N 2. P. 264-272. DOI: 10.1016/j.enzmictec.2004.08.039.

Nevsky A.V., Meshalkin V.P., Sharnin V.A. Analysis and Synthesis of Water Resource-Saving Chemical Processes. M.: Nauka. 2004. 212 p. (in Russian).

Опубликован
2017-05-12
Как цитировать
Zhong, H., Zhao, H., Li, J., Sun, L., Xu, A., Xia, D., & Nevsky, A. V. (2017). ВЛИЯНИЕ АКЦЕПТОРОВ РАДИКАЛОВ И СХЕМА ДЕСТРУКЦИИ АЗОКРАСИТЕЛЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (III) И ПЕРСУЛЬФАТА. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 60(4), 88-94. https://doi.org/10.6060/tcct.2017604.5545
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы