Данилюк Н. В. Каталітична активність оксидів Феруму та Титану (IV) в очищенні води під впливом гідроген пероксиду.

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U000796

Здобувач

Спеціальність

  • 102 - Хімія

Спеціалізована вчена рада

PhD 123

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Анотація

Об'єкт дослідження: гетерогенні Фентон-подібні каталізатори (Fe3-xMnxO4, Fe2O3) та фотокаталізатори (TiO2(P25), TiO2(рутил), TiO2(анатаз+рутил), TiO2/AgI, (Ti,Fe)O2). Мета дослідження: дослідити каталітичну активність оксидів Феруму та Титану (IV) під час очищення води від органічних токсикантів в присутності гідроген пероксиду. Опис методології/методики дослідження. Для дослідження структурних та морфологічних характеристик використовували Х-променевий аналіз, скануючу електронну мікроскопію, ІЧ- та Месбауерівську спектроскопію. Вміст іонів феруму в очищеній воді визначали методом оптико-емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICP-OES). Спеціальні інструменти та апаратура: дифрактометр Shimadzu XRD-7000, скануючий електронний мікроскоп РЕММА-102-02, ІЧ-спектрометр Thermo Nicolet Nexus, спектрометр MS1104EM, сорбометр Quantachrome Autosorb, Nova 2200e, оптико-емісійний спектрометр з індуктивно-зв’язаною плазмою (Avio 500 ICP-OES, PerkinElmer, США). Програмне забезпечення, яке використовувалось під час опрацювання отриманих даних або для проведення дослідження: Match 3.0, Univem, FullProf, Design Expert V8.0.6, OriginPro 2018, MS Excel 2016. Теоретичні і практичні результати: отримані оксидні каталізатори можуть використовуватись для швидкої деградації органічних речовин у промислових системах очищення стічних вод. Новизна: полягає в тому, що вперше встановлено кореляцію між розмірами кристалітів наночастинок Mn-заміщеного магнетиту та константою швидкості каталітичної реакції, досліджено вплив електромагнітного поля на каталітичні властивості синтезованих порошків Fe3-xMnxO4. Запропоновано новий метод підготовки гранул гематитового каталізатора для каталітичного розкладу гідроген пероксиду у протічному реакторі. Розроблено експрес-методи аналізу швидкості фотокаталітичної деградації барвників за допомогою смартфону та люксметру. Вперше встановлено, що додавання H2O2, до реакційної суміші підвищує фотокаталітичну активність жовтого ТіО2 та рутильного ТіО2, завдяки додатковим гідроксильним радикалам, що утворюються за відновним механізмом. Ефективність впровадження: отримані матеріали мають перспективу використання у водоочищенні, екології та хімічній промисловості. Галузь використання: очищення води, матеріалознавство, екологія.

Публікації

1. Effect of Mn2+ substitution on catalytic properties of Fe3-xMnxO4 nanoparticles synthesized via co-precipitation method / Danyliuk N.V., Lapchuk I.V., Kotsyubynsky V.O., Boychuk V.M., Husak V.V. Physics and chemistry of solid state. 2023. Vol. 24, no. 4. P. 748–760. URL: https://doi.org/10.15330/pcss.24.4.748-760

2. Water disinfection using hydrogen peroxide with fixed bed hematite catalyst – kinetic and activity studies / Tatarchuk T.R., Shyichuk A.V., Danyliuk N.V., Lapchuk I.V., Macyk W. Environmental science and pollution research. 2024. Vol. 31. P. 26592–26605. URL: https://doi.org/10.1007/s11356-024-32794-0

3. Optimization of TiO2-P25 photocatalyst dose and H2O2 concentration for advanced photo-oxidation using smartphone-based colorimetry / Danyliuk N.V., Tatarchuk T.R., Kannan K., Shyichuk A.V. Water science and technology. 2021. Vol. 84, no. 2. P. 469–483. URL: https://doi.org/10.2166/wst.2021.236

4. Photocatalytic degradation of dyes using rutile TiO2 synthesized by reverse micelle and low temperature methods: real-time monitoring of the degradation kinetics / Tatarchuk T.R., Danyliuk N.V., Shyichuk A.V., Macyk W., Naushad Mu. Journal of molecular liquids. 2021. Vol. 342. P. 117407. URL: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117407

5. Yellow TiO2 from titanium peroxo complexes: verification of the visible light activity and a rational enhancement of its photocatalytic efficiency / K. Yaemsunthorn K., Tatarchuk T.R., Danyliuk N.V., Shyichuk A.V., Macyk W. Journal of environmental chemical engineering. 2023. Vol. 11. P. 111520. URL: https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.111520

Structural, morphological and photocatalytic properties of TiO2 obtained by thermolytic decomposition of the [Ti(OH2)6]3+∙3Cl¯ aquacomplex / Mironyuk I.F, Danyliuk N.V., Turovska L.V., Mykytyn I.M. Physics and chemistry of solid state. 2022. Vol. 23, no. 4. P. 741–755. URL: https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.741-755

7. Structural, morphological and photocatalytic properties of nanostructured TiO2/AgI photocatalyst / Mironyuk I.F., Danyliuk N.V., Turovska L.V., Mykytyn I.M., Kotsyubynsky V.O. Physics and chemistry of solid state. 2023. Vol. 24, no. 2. P. 374–384. URL: https://doi.org/10.15330/pcss.24.2.374-384

8. Photocatalytic degradation of Congo red dye using Fe-doped TiO2 nanocatalysts / Mironyuk I.F., Danyliuk N.V., Tatarchuk T.R., Mykytyn I.M., Kotsyubynsky V.O. Physics and chemistry of solid state. 2021. Vol. 22, no. 4. P. 697–710. URL: https://doi.org/10.15330/pcss.22.4.697-710

9. Експрес-метод колориметричного визначення іонів Fe(III) у воді за допомогою смартфону: RGB-аналіз цифрових зображень / Данилюк Н.В., Заторський Р.А., Шийчук А.О., Татарчук Т.Р. Наукові нотатки. 2022. № 72. С. 18–22. URL: https://doi.org/10.36910/775.24153966.2021.72.3

10. Данилюк Н. В. Фотокаталітична деградація типових антибіотиків / Наукові нотатки. 2023. № 75. С. 186–192. URL: https://doi.org/10.36910/775.24153966.2023.75.31

Файли

Схожі дисертації