Development and Investigation of Carbon-Mineral Catalyst Based on Natural Clay and Tire Crush for Oxidative Decomposition of Nonionic Surfactants by Hydrogen Peroxide in Wastewater

M. M. Fidchenko; Фидченко М. М.; M. B. Alekhina; Алехина М. Б.; A. N. Beznosyuk; Безносюк А. Н.; A. D. Varnavskaya; Варнавская А. Д.; E. V. Mishchenko; Мищенко Е. В.

doi:10.31857/S0453881123030036

Development and Investigation of Carbon-Mineral Catalyst Based on Natural Clay and Tire Crush for Oxidative Decomposition of Nonionic Surfactants by Hydrogen Peroxide in Wastewater

Authors: Fidchenko M.M.¹, Alekhina M.B.¹, Beznosyuk A.N.¹, Varnavskaya A.D.¹, Mishchenko E.V.¹
Affiliations:
1. FSFEI HE Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
Issue: Vol 64, No 3 (2023)
Pages: 287-297
Section: ARTICLES
URL: https://ruspoj.com/0453-8811/article/view/660273
DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123030036
ID: 660273

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

Samples of a carbon-mineral catalyst based on natural clay and tire crumb for the reaction of oxidative decomposition of nonionic surfactants by hydrogen peroxide in wastewater have been developed and studied. The iron content in the samples varied in the range of 2.3–3.9 wt %. The effect of sample pyrolysis temperature in the range of 350–800°С on characteristics, the number and type of acid sites on the surface, and the ζ (zeta) potential of colloidal systems based on prepared samples was studied. Using model solutions under static and dynamic conditions, the effect of sample pyrolysis temperature on catalytic properties in the reaction of oxidative decomposition of H₂O₂ and nonionic surfactant (NS) nonoxynols N-9 by hydrogen peroxide was studied. The best result in the oxidation of nonoxynols N-9 with hydrogen peroxide was obtained in the presence of a carbon-mineral catalyst sample calcined at 650°C.

Keywords

natural aluminosilicate, tire crumb, carbon-mineral catalyst, oxidative decomposition, wastewater treatment, hydrogen peroxide, nonoxynols N-9

References

Knepper T.P. // Compr. Anal. Chem. 2003. V. 40. P. 966.
Berge A., Cladiere M., Gasperi J., Coursimault A., Tassin B., Moilleron R. // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2012. V. 19. № 9. P. 3798.
Chena M., Tanga R., Fuc G. // J. Hazard. Mater. 2013.V. 250–251. P. 115.
Osvaldo J.P., Carbone S. // Toxicology. 2013. V. 311. № 1–2. P. 41.
Чанышев М.Д., Пустыльняк В.О. // Биомедицинская химия. 2012. Т. 59. № 3. С. 310.
CaнПиH № 4630–88.
Васильева И.А., Густылева Л.К., Самченко Н.А., Уколов А.И., Савельева Е.И. // Химическаая безопасность. 2019. Т. 3. № 2. С. 183.
Холдеева О.А. // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 5. С. 460.
Zazo J.A. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 9295.
Navalon S., Alvaro M., Garcia H. // Appl. Catal. B: Env. 2010. V. 99. P. 1.
Phu N.H., Hoa T.T.K., Tan N.V., Thang H.V., Ha Ph.L. // Appl. Catal. B: Env. 2001. V. 34. № 4. P. 267.
Liu Y., Sun D. // J. Hazard. Mater. 2007. V. 143. P. 448.
Liu T., You H., Chen Q. // J. Hazard. Mater. 2009. V. 162. P. 860.
Quintanilla P.A., Fraile A.F., Casas J.A. // J. Hazard. Mater. 2007. V. 146. P. 582.
Tekbas M., Yatmaz H.C., Bektas N. // Micropor. Mesopor. Mater. 2008. V. 115. № 3. P. 594.
Katrinescu C., Teodosiu C., Macoveanu M. // Water Research. 2003. V. 37. № 5. P. 1154.
Costa R., Lelis M., Oliveira L., Fabris J. // J. Hazard. Mater. 2006. V. 129. P. 171.
Чумаков А.А., Котельников О.А., Слижов Ю.Г., Минакова Т.С. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2018. Т. 10. № 4. С. 44.
Рязанцев А.А. // Вестник Бурятского государственного университета. 2016. С. 219.
Пугачевский М.А., Мамонтов В.А., Кузьменко А.П. // Известия Юго-Западного государственного университета. 2021. Т. 11. № 1. С. 61.
Шадрина О.А. / Сб. материалов XVI Международной студенческой научно-практической конференции. 2017. С. 152.
Кружалов А.В., Ромаденкина С.Б., Решетов В.А., Щипанова М.В. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2014. Т. 14. № 2. С. 39.
Морозов Г.С., Савин А.В., Бондырев М.Л., Неклюдов С.А., Бреус В.А., Бреус И.П. // Технология нефти и газа. 2012. № 1. С. 3.
Шыхалиев К.С. // Евразийский Союз Ученых. 2018. № 1–2. С. 71.
Отчет по Государственному контракту № 43/09-к от 29.06.2009 ФГУП “ЦНИИгеолнеруд” по теме: “Разведка карбонатных и глинистых пород Борщевского комплексного месторождения для производства цемента в Ферзиковском районе Калужской области”. 2010.
Зульфугарова С.М., Аскеров А.Г., Гасангулиева Н.М., Шакурова Н.В., Алескерова З.Ф., Литвишков Ю.Н., Талышинский Р.М. // НефтеГазоХимия. 2017. Т. 58. № 1. С. 54.
Gordina N.E., Borisova T.N., Klyagina K.S., Astrakhantseva I.A., Ilyin A.A., Rumyantsev R.N. // Membranes. 2022. V. 12. P. 147.
Холмберг К., Йенссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 528 с.
ГOCT P 56991-2016.
Niwa M., Katada N. // The Chemical Record. 2013. V. 13. № 5. P. 432.
Куватова Р.З., Травкина О.С., Кутепов Б.И. // Катализ в промышленности. 2020. Т. 20. № 5. С. 328.
Katada N., Tamagawa H., Niwa M. // Catal. Today. 2014. V. 226. P. 37.
Martins R.C., Rezende M.J.C., Nascimento M.A.C., Nascimento R.S.V., Ribeiro S.P.S. // Polymers. 2020. V. 12. P. 2781.
Шабиев Р.О., Смолин А.С. Анализ электрокинетических параметров бумажной массы: учебное пособие. Санкт-Петербург: СПб ГТУРП, 2012. 80 с.
Беленький Д.И. // Альманах современной метрологии. 2016. № 6. С. 27.
Левченко Л.М., Головизин В.С. // Журнал структурной химии. 2010. Т. 51. № 7. С. 92.