Адсорбція азобарвника Конго-червоного на поверхні TiO2 легованій Sn

Abstract

У цій роботі було досліджено вплив домішки SnO2 на поверхневий заряд та адсорбційні властивості зразків TiO2. Експериментальне значення точки нульового заряду для TiO2 з 3%, 6% та 12% SnO2 дорівнює 3,53, 3,97 та 3,2 відповідно. Адсорбційну активність зразків вивчали на модельних розчинах аніонного барвника – конго-червоного. Максимальна адсорбційна здатність (qexp) дорівнює 24,6 мг / г для 3Sn/TiO2, 25,0 мг/г для 6Sn/TiO2 та 39,1 мг / г для 12Sn/TiO2. Для опису механізму адсорбції барвника Конго червоного на поверхні зразків Sn/TiO2 використовували моделі Ленгмюра, Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича. На основі результатів досліджень адсорбції Конго червоного поверхнею діоксиду титану, легованого Sn, всі зразки найкраще узгоджуються з моделлю Ленгмюра. Коефіцієнти кореляції для ізотерм Ленгмюра знаходяться в межах 0,9927 – 0,9996, тоді як значення R2 для ізотерм Фрейндліха та Дубініна-Радушкевича знаходяться в межах 0,721 – 0,8329 та 0,8283 – 0,9433 відповідно. Результати апроксимації (модель Дубініна-Радушкевича) вказують на те, що процес зв'язування молекул Конго червоного з поверхнею Sn/TiO2 є іонним обміном, оскільки енергія адсорбції (Е) знаходиться в діапазоні 8-16 кДж·моль-1. Експериментальні дані, отримані за допомогою ізотерм адсорбції, показують, що зразок TiO2, що містить 12% SnO2, є найбільш активним. Введення додаткових іонів Sn у структуру TiO2 призводить до збільшення адсорбційної здатності та ефективності видалення барвника. Найкращий результат видалення конго червоного спостерігався при концентрації Co = 5 мг/л (% видаленого барвника ≈ 83% для 12Sn/TiO2; 81% для 6Sn/TiO2 та 71% для 3Sn/TiO2). Отже, досліджені зразки TiO2, леговані SnO2, можуть бути використані як ефективні адсорбенти конго-червоного з водних розчинів.