Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4167
Title: Кінетика окиснювальної деградації метилового оранжевого з використанням процесу “Сонопероксат”
Other Titles: Kinetics of oxidative degradation of methyl orange using the “Sonoperoxate” process
Authors: Сухацький, Юрій Вікторович
Шепіда, Мар’яна Володимирівна
Созанський, Мартин Андрійович
Знак, Зеновій Орестович
Хом'як, Семен Володимирович
Keywords: азобарвники;окиснювальна деградація;константа швидкості;ультразвукова кавітація;перйодат;UV/Vis-спектроскопія;ІЧ-спектроскопія;azo dyes;oxidative degradation;rate constant;ultrasonic cavitation;periodate;UV/Vis spectroscopy;IR spectroscopy
Issue Date: 2022
Publisher: Вісник Черкаського державного технологічного університету. Технічні науки
Abstract: Недоліками фотокаталітичних та Фентон-подібних передових процесів окиснення барвників є високі енерговитрати та довготривалість, що зумовлено утворенням тільки одного основного реакційного виду – гідроксильних радикалів. Для збільшення швидкості деградації азобарвників, зокрема метилового оранжевого (MO), вперше було запропоновано використовувати передовий процес окиснення “Сонопероксат” (ультразвук/H2O2/KIO4), під час реалізації якого формується комплекс реакційних видів, який включає як радикали (йодильні, перйодильні, гідроксильні), так і високоактивну сполуку молекулярного типу (синглетний кисень – 1 O2). Встановлено раціональні умови окиснювальної деградації MO: початкова концентрація MO у його водному розчині – 76,5·10-6 моль/дм3 ; мольне співвідношення MO:H2O2:KIO4=1:50:10; pH реакційного середовища – 3,00; температура середовища – 293 К; питома потужність ультразвукового кавітаційного оброблення – 68,0 Вт/дм3 . Визначено константу швидкості окиснювальної деградації MO, яка за раціональних умов дорівнювала 2,883·10-3 с -1 . Синергетичний ефект, зумовлений комбінацією дії ультразвукової кавітації та процесу H2O2/KIO4, охарактеризовано значенням синергетичного коефіцієнта, який дорівнював 1,62. На основі результатів UV/Vis- та ІЧ-спектроскопії підтверджено руйнування азозв’язку у молекулах MO та деградацію барвника. За результатами ідентифікації функціональних груп інтермедіатів методом ІЧ-спектроскопії запропоновано можливий шлях окиснювальної деградації МО з використанням процесу “Сонопероксат”, який послідовно включає розривання азозв’язку, деметилювання первинних амінів, деамінування амінопохідних бензену, розкриття бензенового кільця з утворенням лінійних сполук та мінералізацію останніх.
Disadvantages of photocatalytic and Fenton-like advanced oxidation processes of dyes are high energy consumption and long duration, which is due to the formation of only one main reactive species – hydroxyl radicals. To increase the degradation rate of azo dyes, in particular methyl orange (MO), it is proposed for the first time to use the “Sonoperoxate” advanced oxidation process (ultrasound/H2O2/KIO4), during the implementation of which a complex of reactive species is formed, which includes both radicals (iodyl, periodyl, hydroxyl) and a highly active compound of molecular type (singlet oxygen – 1 O2). Rational conditions for the oxidative degradation of MO are established: the initial concentration of MO in its aqueous solution is 76.5·10-6 mol/L; the molar ratio of MO:H2O2:KIO4=1:50:10; the pH value of the reaction medium – 3.00; the temperature of the medium – 293 K; the specific power of ultrasonic cavitation treatment is 68.0 W/L. The oxidative degradation rate constant of MO, which under rational conditions is equal to 2.883·10-3 s -1 , is determined. The negative value (-19472 J/mol) of the effective activation energy of the oxidative degradation of MO using the “Sonoperoxate” advanced oxidation process is associated with the multistage nature of this process. The synergistic effect, which is due to the combination of the action of ultrasonic cavitation and the H2O2/KIO4 process, is characterized by the value of the synergistic coefficient, which is equal to 1.62. Based on the results of UV/Vis and IR spectroscopy, the destruction of the azo bond in molecules of MO and the dye degradation are confirmed. According to the results of the identification of the functional groups of intermediates by the IR spectroscopy method, a possible pathway of oxidative degradation of MO using the “Sonoperoxate” process is proposed, which sequentially includes breaking the azo bond, demethylation of primary amines, deamination of amino derivatives of benzene, opening of the benzene ring with the formation of linear compounds, and their mineralization.
URI: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4167
ISSN: 2306-4412 (print)
2708-6070 (online)
DOI: 10.24025/2306-4412.2.2022.262234
Issue: 2
First Page: 64
End Page: 74
Appears in Collections:№2/2022

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
64-74_Сухацький та ін.pdf387.37 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
зміст 2-2022.pdf121.71 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
титул 2-2022.pdf493.85 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.