В статье представлены результаты изучения фотокаталитической активности гибридной каталитической системы диатомит/диоксид титана, представляющей собой композит на основе наноразмерного диоксида титана, привитого на поверхность диатомита, которая была применена для разложения фенола в водном растворе под действием УФ излучения, как пример эффективных окислительных процессов типа AOPs (Advanced Oxidation Processes). Катализатор был синтезирован методом модифицированного гетерогенного гидролиза в присутствии диатомита с использованием четыреххлористого титана в качестве прекурсора диоксида титана. Фотокатализатор показал высокую активность в разложении фенола в водном растворе: так, степень деградации фенола достигала 90% в течение 180 мин процесса в зависимости от исходной концентрации загрязняющего вещества. Кинетика процесса фоторазложения хорошо описывается моделью адсорбции Ленгмюра-Хиншельвуда. Полученный композитный катализатор при дозе 2 г/л и исходном содержании фенола 10 г/л удаляет загрязнитель из водного раствора, достигая значений ПДК по фенолу в сточных водах (~5 мг/л) в течение 54 мин фотокатализа. Photocatalytic activity of the hybrid photocatalyst (diatomite/titanium dioxide, DTD) based on nano-sized titanium dioxide grafted on the diatomite surface was tested in advanced oxidation processes (AOPs) by measuring degradation of phenol in model contaminated aqueous solutions under UV illumination. The hybrid catalytic system was synthesized via a modified heterogeneous hydrolysis procedure in the presence of diatomite by using titanium tetrachloride as titania precursor. The photocatalyst showed high activity in photocatalytic decomposition of phenol in aqueous solution. The degradation degree was up to 90% in 180 min depending on initial phenol concentration. The experimental results obtained for the photodegradation kinetics of phenol showed a good agreement with the Langmuir-Hinshelwood model of adsorption with the external diffusion as the determining step of the process. The prepared DTD composite at a loading of 2g/L was able to mineralize phenol under UV irradiation in aqueous solution at initial phenol concentration of 10g/L within 54 min of photocatalytic process up to the maximum allowable concentration level (MAC) for phenol in wastewater (~5 mg/L).
Read full abstract