ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ РОДАМИНА С В ПРИСУТСТВИИ G-C3N4 СТРУКТУР
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
3.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Казанский Физико-Технический Институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Россия
Казанский Физико-Технический Институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Россия
Тип:
Статья
Страницы:
с 27
по 30
Статус:
Опубликован
Получено:
22.12.2025
Одобрено:
23.12.2025
Опубликовано:
23.12.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
НИТРИД УГЛЕРОДА, ФОТОКАТАЛИЗ, РОДАМИН С, ВИДИМЫЙ СВЕТ, ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Аннотация (русский):
Проблема очистки водных ресурсов от стойких органических загрязнителей требует разработки эффективных и экологичных методов. Одним из наиболее перспективных является фотокаталитическое окисление под действием видимого света, позволяющее использовать солнечную энергию для минерализации загрязнений. Перспективным фотокатализатором для данного процесса является графитоподобный нитрид углерода (g-C3N4), который способен активироваться видимым светом, отличается простотой синтеза, низкой стоимостью и высокой стабильностью. В данной работе проведено систематическое исследование влияния температуры (в диапазоне 15-45°C) на эффективность фотокаталитического разложения модельного загрязнителя - красителя Родамин С в присутствии катализатора g-C3N4, синтезированного термической конденсацией меламина. Методами ИК-Фурье и УФ-видимой спектроскопии подтверждено формирование структуры катализатора и изучены его оптические свойства. Установлено, что повышение температуры реакционной среды приводит к значительному увеличению скорости фотокаталитической деградации красителя. Константа скорости реакции возросла в три раза - с 0,0288 мин⁻¹ при 15°C до 0,0886 мин⁻¹ при 45°C. Показано, что наблюдаемый эффект обусловлен активацией термозависимых стадий процесса: ростом скорости миграции и снижением рекомбинации фотогенерированных носителей заряда, ускорением поверхностных реакций и эффективной десорбцией продуктов. Установлено, что в изученном диапазоне положительный кинетический эффект от повышения температуры превосходит возможное снижение равновесной адсорбции загрязнителя. Результаты работы демонстрируют, что даже умеренный нагрев является эффективным инструментом для преодоления кинетических ограничений и существенного повышения производительности фотокаталитических систем на основе g-C3N4, что имеет важное значение для практической реализации энергоэффективных и экономичных солнечных систем очистки воды.
Проблема очистки водных ресурсов от стойких органических загрязнителей требует разработки эффективных и экологичных методов. Одним из наиболее перспективных является фотокаталитическое окисление под действием видимого света, позволяющее использовать солнечную энергию для минерализации загрязнений. Перспективным фотокатализатором для данного процесса является графитоподобный нитрид углерода (g-C3N4), который способен активироваться видимым светом, отличается простотой синтеза, низкой стоимостью и высокой стабильностью. В данной работе проведено систематическое исследование влияния температуры (в диапазоне 15-45°C) на эффективность фотокаталитического разложения модельного загрязнителя - красителя Родамин С в присутствии катализатора g-C3N4, синтезированного термической конденсацией меламина. Методами ИК-Фурье и УФ-видимой спектроскопии подтверждено формирование структуры катализатора и изучены его оптические свойства. Установлено, что повышение температуры реакционной среды приводит к значительному увеличению скорости фотокаталитической деградации красителя. Константа скорости реакции возросла в три раза - с 0,0288 мин⁻¹ при 15°C до 0,0886 мин⁻¹ при 45°C. Показано, что наблюдаемый эффект обусловлен активацией термозависимых стадий процесса: ростом скорости миграции и снижением рекомбинации фотогенерированных носителей заряда, ускорением поверхностных реакций и эффективной десорбцией продуктов. Установлено, что в изученном диапазоне положительный кинетический эффект от повышения температуры превосходит возможное снижение равновесной адсорбции загрязнителя. Результаты работы демонстрируют, что даже умеренный нагрев является эффективным инструментом для преодоления кинетических ограничений и существенного повышения производительности фотокаталитических систем на основе g-C3N4, что имеет важное значение для практической реализации энергоэффективных и экономичных солнечных систем очистки воды.
Ключевые слова:
НИТРИД УГЛЕРОДА, ФОТОКАТАЛИЗ, РОДАМИН С, ВИДИМЫЙ СВЕТ, ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
НИТРИД УГЛЕРОДА, ФОТОКАТАЛИЗ, РОДАМИН С, ВИДИМЫЙ СВЕТ, ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
