Hibridni funkcionalni Pani/TiO2 nanokompoziti za tretman degradacije organskih boja

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

PDF (English)
Objavljeno Jul 27, 2023
DOI: https://doi.org/10.24094/ptk.023.083

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Milica Milošević
"Vinča” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade
Marija Radojčić
"Vinča” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade
Gordana Ćirić Marjanović
Faculty of Physical Chemistry, University of Belgrade,
Jelena Spasojević
"Vinča” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade
Ivana Vukoje
"Vinča” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade
Aleksandra Radosavljević
"Vinča” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade
Zoran Šaponjić
Institute of General and Physical Chemistry, Belgrade

Apstrakt

Aktuelna potreba za zaštitom životne sredine ne jenjava i s tim u vezi postavljeni su visoki zahtevi vezani za tematiku primenjenih tehnologija za uklanjanje organskih zagađujućih supstanci. Ispostavlja se da napredni procesi oksidacije (engl. Advanced oxidation processes, AOPs) predstavljaju jedan od najefikasnijih procesa, među kojima heterogena fotokataliza, bazirana na upotrebi nanokristala TiO2 aktiviranih UV zračenjem, nesumnjivo predstavlja jedan od najčešće korišćenih tretmana za degradaciju organskih boja. Problem ograničene fotokatalitičke efikasnosti TiO2 pod dejstvom sunčevog zračenja može se prevazići formiranjem kompozita sa polianilinom (PANI), čija se uloga bazira na smanjenju rekombinativnih procesa e-/h+, kao i sposobnosti PANI-a da optički aktivira nanokristale TiO2, što je bila osnova za formiranje novih funkcionalnih PANI/TiO2 nanokompozita. Takvi hibridni nanomaterijali bazirani na provodnom polimeru i nanokristalima različitih oblika pokazuju jedinstvena svojstva koja najčešće nisu karakteristika pojedinačnih komponenti, već njihovog sinergističkog dejstva. Efikasnim i ekološki prihvatljivim sintezama razvijena je serija funkcionalnih nanokompozita na bazi PANI-a i koloidnih TiO2 nanočestica (NPs) (TP), karbonizovanog PANI-a i koloidnih TiO2 NPs (TPC) i karbonizovanog PANI-a i TiO2 nanotuba (NTs) (TTPC). Nanokristali TiO2 različitog oblika pažljivo su sintetisani sol-gel i hidrotermalnom metodom i procenjen je uticaj njihove veličine i oblika na fotokatalitičku efikasnost hibridnih nanokompozita. Nekarbonizovani PANI/TiO2 nanokompoziti sintetisani su hemijskom oksidativnom polimerizacijom anilina sa amonijum peroksidisulfatom, u prisustvu odabranih nanokristala TiO2, dok je karbonizovana serija uzoraka dobijena naknadnim procesom karbonizacije, prateći polimerizaciju, u inertnoj atmosferi na 650 °C. Morfologija i struktura sintetisanih fotokatalitički aktivnih sistema ispitana je TEM analizom i Ramanskom spektroskopijom. Funkcionalnost nanokompozita je procenjena prateći procese fotokatalitičke degradacije model-jedinjenja Methylene blue i Rhodamine B i primećena je povećana efikasnost degradacije testiranih organskih boja


 


 


 

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
MILOŠEVIĆ, Milica et al. Hibridni funkcionalni Pani/TiO2 nanokompoziti za tretman degradacije organskih boja. Zbornik Međunarodnog kongresa o procesnoj industriji – Procesing, [S.l.], v. 36, n. 1, p. 83-89, july 2023. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/ptk/article/view/6875>. Datum pristupa: 24 mar. 2025 doi: https://doi.org/10.24094/ptk.023.083.
ABNT APA BibTeX CBE EndNote - EndNote format (Macintosh & Windows) MLA ProCite - RIS format (Macintosh & Windows) RefWorks Reference Manager - RIS format (Windows only) Turabian
Broj časopisa
God. 36 Br. 1 (2023): 36. Međunarodni kongres o procesnoj industriji
Sekcija
Inženjerstvo životne sredine i održivi razvoj
Creative Commons License

Ovaj rad je pod Creative Commons Autorstvo-Nekomercijalno-Deli pod istim uslovima 4.0 Internacionalna licenca.

Reference

[1] Radoičić, M., G. Ćirić-Marjanović, V. Spasojević, P. Ahrenkiel, M. Mitrić, T. Novaković, Z. Šaponjić, Superior photocatalytic properties of carbonized PANI/TiO2 nanocomposites, Applied Catalysis B: Environmental, 213 (2017), pp. 155-166.
[2] Fujishima, A., X. T. Zhang, D. A. Tryk, TiO2 photocatalysis and related surface phenomena, Surface Science Reports, 63 (2008), 12, pp. 515-582.
[3] Riaz, U., S. M. Ashraf, J. Kashyap, Role of conducting polymers in enhancing TiO2-based photocatalytic dye degradation: a short Review, Polymer - Plastics Technology and Engineer-ing, 54 (2015), 17, pp. 1850-1870.
[4] Reddy K. R., M. Hassan, V. G. Gomes, Hybrid nanostructures based on titanium dioxide for enhanced photocatalysis, Applied Catalysis A: General, 489 (2015), pp. 1-16.
[5] Islam, M.A., T. K. Purkait, M. H. Mobarok, I. M. D. Hoehlein, R. Sinelnikov, M. Iqbal, D. Azulay, I. Balberg, O. Millo, B. Rieger, J. G. C. Veinot, Grafting poly(3-hexylthiophene) from silicon nanocrystal surfaces: synthesis and properties of a functional hybrid material with direct interfacial contact, Angewandte Chemie International Edition, 55 (2016), 26, pp. 7393-7397.
[6] Reddy, K. R., K. P. Lee, A. I. Gopalan, Self-assembly directed synthesis of poly(ortho-toluidine)-metal(gold and palladium) composite nanospheres, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 7 (2007), 9, pp. 3117-3125.
[7] Radoičić, M., Z. Šaponjić, I. A. Janković, G. Ćirić-Marjanović, S. P. Ahrenkiel, M. I. Čomor, Improvements to the photocatalytic efficiency of polyaniline modified TiO2 nanopar-ticles, Applied Catalysis B: Environmental, 136-137 (2013), pp. 133-139.
[8] Ćirić-Marjanović G., I. Pašti, S. Mentus, One-dimensional nitrogen-containing carbon nanostructures, Progress in Materials Science, 69 (2015), pp. 61-182.
[9] Ćirić-Marjanović G., I. Pašti, N. Gavrilov, A. Janošević, S. Mentus, Carbonised polyaniline and polypyrrole: towards advanced nitrogen-containing carbon materials, Chemical Papers, 67 (2013), 8, pp. 781-813.
[10] Milikić J., G. Ćirić-Marjanović, S. Mentus, D. M. F. Santos, C. A. C. Sequeira, B. Šlju-kić, Pd/c-PANI electrocatalysts for direct borohydride fuel cells, Electrochimica Acta, 213 (2016), pp. 298-305.
[11] Tang Z. R., F. Li, Y. H. Zhang, X. Z. Fu, Y. Xu, Composites of titanate nanotube and car-bon nanotube as photocatalyst with high mineralization ratio for gas-phase degradation of vol-atile aromatic pollutant, Journal of Physical Chemistry C, 115 (2011), 16, pp. 7880-7886.
[12] Rajh T., D. Tiede, M. Thurnauer, Surface modification of TiO2 nanoparticles with biden-tate ligands studied by EPR spectroscopy, Journal of Non-Crystalline Solids, 207 (1996), 2, pp. 815-820.
[13] Thompson R., Oxidation of peroxotitanium(IV) by chlorine and cerium(IV) in acidic per-chlorate solution, Inorganic Chemistry, 23 (1984), 13, pp. 1794-1798.
[14] Vranješ M., Z. V. Šaponjić, Lj. S. Živković, V. N. Despotović, D. V. Šojić, B. F. Abramović, M. I. Čomor, Elongated titania nanostructures as efficient photocatalysts for degradation of selected herbicides, Applied Catalysis B: Environmental, 160–161 (2014), 1, pp. 589-596.