Photocatalytic Processes in Environmental Protection Degradation of Anthocyanins E163 Ws on Illuminated TiO2

Wojciech Zmudziński , Tomasz Pawłowski

Abstract

W prezentowanym artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością degradacji śladowych ilości antocyjanów - ze skórek winogron Vitis vinifera L. (barwnik handlowy E163 WS) zawartych w wodzie (ściekach). Eksperymenty prowadzono w modelowych układach fotokatalitycznych: UV/E163/H2O/TiO2 oraz UV/E163/H2O. Stopień degradacji barwnika określano na podstawie pomiarów spektrofotometrycznych. Ilość zmineralizowanego barwnika w układzie UV/E163/ H2O/TiO2 była odwrotnie proporcjonalna do jego początkowego stężenia w badanym roztworze. Ubytek barwnika E163, wyrażany spadkiem absorbancji badanych roztworów spowodowanej degradacją fotokatalityczną, wyniósł od 40% do 88%, w zależności od początkowego stężenia barwnika w roztworze. Na podstawie prze-prowadzonych badań kinetycznych stwierdzono, że w badanym zakresie stężeń bar-wnika E163 WS proces fotokatalityczny wykazuje odstępstwa od ogólnie przyjętego modelu Langmuira-Hinshelwooda. Powodem tego zjawiska jest m.in. duży udział tzw. homogenicznej fotodegradacji substratu (w układzie UV/E163/H2O) (45-68%) w stosunku do procesu zachodzącego w układzie heterogenicznym, UV/E163/H2O/ TiO2. Zbadany przebieg zmian pH podczas naświetlania wykazał tworzenie się po-chodnych kwasowych fotoutleniania antocyjanów. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że procesy fotokatalityczne, należące do tzw. procesów zaawansowanego utleniania (AOP, Advanced Oxidation Processes) mogą stanowić alternatywę dla tradycyjnych metod oczyszczania ścieków przemysłu spożywczego.
Author Wojciech Zmudziński (WT / KTAS)
Wojciech Zmudziński,,
- Department of Food Commodity Science
, Tomasz Pawłowski (UEP)
Tomasz Pawłowski,,
- Poznań University of Economics and Business
Other language title versionsProcesy fotokatalityczne w ochronie środowiska degradacja antocyjanów E163 WS na naświetlanym TiO2
Journal seriesStudia Oeconomica Posnaniensia, ISSN 2300-5254, e-ISSN 2449-9099, (B 10 pkt)
Issue year2017
Vol5
No7
Pages122-136
Publication size in sheets0.7
Keywords in Polish jakość wody, fotokataliza, fotoliza, TiO2, antocyjany, E163 WS
Keywords in Englishwater quality, photocatalysis, photolysis, TiO2, anthocyanins, E163 WS
Abstract in PolishThe research results on the possibility of anthocyanins' traces degradation - obtained from Vitis vinifera L. grapes peel (commercial colouring agent E163 WS) contained in water (sewage) are presented in this paper. Experiments were conducted in the model photocatalytic systems: UV/E163/H2O/TiO2 and UV/E163/H2O. The level of the colour degradation was estimated on spectrophotometric measurements. The amount of mineralized colour in UV/E163/H2O/TiO2 system was inversely proportional to the initial concentrations in the examined solution. The E163 colourant loss expressed as absorbance decrease of tested solutions, which was a result of photocatalytic degradation ranged from 40% to 88%, depending on the initial concentration of colourant in the solution. On the basis of the conducted kinetics analysis it was found that in the range of the studied concentration of E163 WS colourant the photocatalytic process reveals substantial deviations from the generally accepted Langmuir-Hinshelwood model. This is among others due to the so-called a homogeneous photodegradation of substrate (in UV/E163/H2O system) - 45-68% in relation to the process occurring in the heterogeneous system, UV/E163/H2O/ TiO2. The examined conduction of variations in pH during illumination showed the formation of acid derivatives of anthocyanins photooxidation. The research results indicate that photocatalytic processes belonging to so-called advanced oxidation processes (AOP) may constitute an alternative to the traditional methods for sewage treatment of the food industry.
DOIDOI:10.18559/SOEP.2017.7.9
URL http://soep.ue.poznan.pl/New_SOEP_site/jdownloads/Wszystkie%20numery/Rok%202017/09_zmudzinski.pdf
Languageen angielski
File
09_zmudzinski.pdf 343.28 KB
Score (nominal)10
Score sourcejournalList
ScoreMinisterial score = 10.0, 11-03-2020, ArticleFromJournal
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?