Oxidarea fotocatalitică omogenă și eterogenă Cu TiO2/ H2O2și Fe2 +/ H2O2(reagentul fenton) a surfactantului cationicbromură de cetiltrimetilamoniu [Articol]

Abstract

Pentru a preveni contaminarea cu surfactanți a apei și a solului, a fost studiat procesul de oxidare a agentului tensioactiv cationic bromură de cetiltrimetilamoniu (CTAB) în sisteme model prin fotodegradărea în sisteme UV/TiO2/H2O2 și UV/Fe2+/H2O2 (foto-Fenton). În ambele procese au fost evaluați parametrii care influențează eficacitatea fotodegradării. Concentrația remanentă a surfactantului cationic a fost determinată prin spectrofotometrie UV/VIS utilizând albastru de metilen și cloroform pentru extragerea complexului format. Din rezultatele cercetărilor s-a constatat că concentrația agen-tului tensioactiv CTAB poate fi scăzută semnificativ prin oxidarea în sistemul UV/TiO2/H2O2, precum și în sistemul UV/Fe2+/H2O2 cu un grad de mineralizare și degradare de aproximativ 50%. În ambele procese s-a observat dependența eficacității fotodegradării agentului tensioactiv de parametrii fizico-chimici: concentrația de TiO2, concentrațiile Fe(II) și H2O2, pH, timp și lungimea de undă. Au fost determinate vitezele de reacție de oxidare fotocatalică omogenă/eterogenă și gradul de mineralizare în funcție de diferiți parametri fizico-chimici. S-a constatat că pH-ul optim pentru oxidarea CTAB cu reagentul foto-Fenton este de 2,5, iar pentru sistemul UV/TiO2 /H2O2 – de 4,0. La fel, s-a constatat că oxidarea în sistemul UV/Fe2+/H2O2 (foto-Fenton) a fost mai eficientă în fotodegradarea agentului tensioactiv CTAB comparativ cu sistemul UV/TiO2/H2O2.

To prevent surfactant contamination of water and soil, the decrease of CTAB cationic surfactant in model systems has been studied by using photodegradation under UV/TiO2/ H2O2 and UV/Fe2+/H2O2 (photo-Fenton) conditions. In both processes, the factors influencing the effectiveness of photodegradation were evaluated. The residual concentration of the cationic surfactant was determined by UV/VIS spectrophotometry using methylene blue as a colouring agent and extraction. The research results showed that the concentration of the CTAB surfactant could be significantly reduced by using both UV/TiO2/H2O2 processes and UV/Fe2+/H2O2 processes with a degree of mineralization and degradation of about 50%. In both processes the dependence of the photodegradation efficiency of the surfactant on the physico-chemical parameters was observed: TiO2 concentration, Fe(II) and H2O2 concentrations, pH, time and wavelength. The homogeneous/heterogeneous photocatalytic oxidation reaction rates and the degree of mineralization were determined according to different physico-chemical parameters. It was found that the optimal pH for the oxidation of CTAB with photo-Fenton reagent is 2.5, and for the UV/TiO2/H2O2 system – 4.0. It is also confirmed that the UV/Fe2+/H2O2 process (photo-Fenton) was more efficient in the photodegradation of the CTAB surfactant than that of the UV/TiO2/ H2O2 process.