Potential applications of tio2/natural zeolite composites for dye removal

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKurylenko, V. S.
dc.contributor.authorDontsova, T. A
dc.date.accessioned2025-03-27T08:18:15Z
dc.date.available2025-03-27T08:18:15Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractWater pollution by organic dyes is a critical environmental issue that requires innovative and effective solutions. Photocatalytic materials based on titanium dioxide (TiO2) can effectively degrade these pollutants; however, their use in suspension form has several drawbacks, such as the difficulty of separation and limited reusability. To overcome these limitations, the use of composites is promising, as they simplify the separation of TiO2 after the reaction. The aim of this study is to modify natural Ukrainian zeolite and its acid-activated form with TiO2 nanoparticles and to determine their photocatalytic activity towards anionic dyes. TiO2/zeolite composites were synthesized by depositing titanium (IV) oxide nanoparticles onto natural zeolite and its acid-activated form, followed by thermal treatment at 500 °C. Characterization of the composites showed that the acid-activated composite achieved a specific surface area of 173.8 m²/g compared to 34.5 m²/g for the natural composite. The photocatalytic activity of the composites was evaluated by the degradation of the anionic dye Congo Red (10 mg/L) under ultraviolet irradiation. The results showed that the acid-activated zeolite modified with TiO2 nanoparticles achieved a Congo Red degradation efficiency of 65.6% after 30 minutes of ultraviolet exposure, which is 12% higher compared to the natural zeolite modified with TiO2 under the same conditions. The adsorption efficiency for Congo Red was 33.8%. This indicates that the composite not only facilitates the photocatalytic degradation of the dye but also contributes to its adsorption, enhancing the overall removal efficiency. Thus, the use of inexpensive natural zeolite as a TiO2 carrier, especially in its acid-activated form, not only simplifies the subsequent separation of the photocatalyst from the purified water but also maintains the photocatalytic efficiency in degrading anionic dyes. The enhanced surface properties and structural characteristics of the acid-activated composite make it highly effective for practical applications. This makes such composites promising candidates for application in industrial wastewater treatment systems, where economic feasibility, operational simplicity, and environmental safety are primary criteria.
dc.description.abstractotherЗабруднення води органічними барвниками є важливою екологічною проблемою, яка потребує інноваційних та ефективних рішень. Фотокаталітичні матеріали на основі діоксиду титану (TiO2) можуть ефективно розкладати ці забруднювачі, однак їх використання у вигляді суспензії має ряд недоліків, таких як складність розділення та обмежена можливість повторного використання. Для подолання цих обмежень перспективним є використання композитів, оскільки вони спрощують відокремлення TiO2 після реакції. Метою цього дослідження є модифікація природного українського цеоліту та його кислотно-активованої форми наночастинками TiO2 і визначення їхньої фотокаталітичної активності по відношенню до аніонних барвників. Композити TiO2/цеоліт були синтезовані шляхом осадження наночастинок титан (IV) оксиду на природний цеоліт та його кислотно-активовану форму з подальшою термічною обробкою при 500 °С. Характеристика композитів показала, що кислотно-активований композит досяг питомої поверхні 173,8 м²/г порівняно з 34,5 м2/г для природного композиту. Фотокаталітичну активність композитів оцінювали за деградацією аніонного барвника конго червоного (10 мг/л) під дією ультрафіолетового (УФ) опромінення. Результати показали, що кислотно-активований цеоліт, модифікований наночастинками TiO2, досягнув ефективності деградації конго червоного 65,6% після 30 хвилин УФ‑опромінення, що на 12% вище порівняно з природним цеолітом, модифікованим TiO2 за тих же умов. Ефективність адсорбції для червоного конго склала 33,8%. Це свідчить про те, що композит не тільки полегшує фотокаталітичну деградацію барвника, але й сприяє його адсорбції, підвищуючи загальну ефективність видалення. Таким чином, використання недорогого природного цеоліту як носія TiO2, особливо в його кислотно-активованій формі, не тільки спрощує подальше відділення фотокаталізатора від очищеної води, але й зберігає фотокаталітичну ефективність деградації аніонних барвників. Покращені поверхневі властивості та структурні характеристики кислотно-активованого композиту роблять його високоефективним для практичного застосування. Це робить такі композити перспективними кандидатами для застосування в промислових системах очищення стічних вод, де економічна доцільність, простота експлуатації та екологічна безпека є першочерговими критеріями.
dc.format.pagerangeС. 27-36
dc.identifier.citationKurylenko, V.S. Potential applications of tio2/natural zeolite composites for dye removal / Kurylenko V. S., Dontsova T. A // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2024. – № 1(38). – С. 27-36. – Бібліогр.: 32 назви.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2218-930012024314044
dc.identifier.orcid0000-0002-7569-767X
dc.identifier.orcid0000-0001-8189-8665
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73107
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського; ТОВ «Українська водна спілка»
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 1(38)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectacid activation
dc.subjectcomposite materials
dc.subjectdye photodegradation
dc.subjectnatural zeolite
dc.subjectphotocatalysis
dc.subjectTiO2 nanoparticles
dc.subjectкислотна активація
dc.subjectкомпозиційні матеріали
dc.subjectнаночастинки TiO2
dc.subjectприродний цеоліт
dc.subjectфотокаталіз
dc.subjectфотодеструкція барвників
dc.titlePotential applications of tio2/natural zeolite composites for dye removal
dc.title.alternativeПерспективи використання композитів tio2/природний цеоліт для видалення барвників
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
314044-744577-1-10-20250120.pdf
Розмір:
485.02 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 1(38)