Phenol Oxidation in the Photo-Fenton Process Catalyzed by Clinoptylolite Modified with Co

• Autorzy: Świderska-Dąbrowska R.

Warianty tytułu

PL

Utlenianie fenolu w procesie foto-Fentona katalizowanym przez klinoptylolit modyfikowany Co

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań utleniania fenolu w procesie foto-Fentona z zastosowaniem heterogenicznego katalizatora Co-Clin (naturalny klinoptylolit, modyfikowany jonami Co(II)). Analiza widm EDS mikroskopem skaningowym wykazała, że modyfikacja ma charakter powierzchniowy i wewnątrzkanałowy, a krystality Co₃O₄ są nierównomiernie rozproszone na powierzchni zeolitu – więcej jest ich wzdłuż struktury krystalicznej i charakteryzują się większą zawartością Co (ok. 1,4% wag.). Przy wyższej z badanych, dawce zeolitu 5 g/l (zawierającej ok. 43 mg Co) po 4 godzinach procesu utleniania, usunięto zaledwie 20% TOC. Jednocześnie badania wykazały, że w wyniku rozkładu zmniejsza się stężenie fenolu, a powstaje jako produkt pośredni głównie hydrochinon i w śladowej ilości rezorcyna. W badanym zakresie czasu trwania reakcji utleniania nie powstawały kolejne jej produkty. Podczas reakcji utleniania, wraz z obniżaniem się pH roztworu, z powierzchni zeolitu wymywane są jony Co(II), które nie wpływają jednak znacząco na efektywność procesu foto-Fentona. Przy udziale homogenicznego katalizatora uzyskano zaledwie 4% usunięcie TOC, które było porównywalne z efektem uzyskanym w układzie bez katalizatora: H₂O₂+UV. Świadczy to, że utlenianie fenolu zachodzi przede wszystkim w heterogenicznym procesie foto-Fentona, aczkolwiek jego niewielka efektywność wyklucza zastosowanie katalizatora Co-Clin w skali technicznej do utleniania zanieczyszczeń przemysłowych.

Słowa kluczowe

EN

cobalt clinoptilolite; heterogeneous catalyst; photo-Fenton process; phenol degradation

PL

klinoptylolit modyfikowany jonami kobaltu; katalizator heterogeniczny; foto Fenton; rozkład fenolu

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 1
• Strony: 113--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Świderska-Dąbrowska R.

• Koszalin University of Technology

Bibliografia

• 1. Aleksić M., Kušić H., Koprivanac N., Leszczynska D., Lončarić Božić A.: Heterogeneous Fenton type processes for the degradation of organic dye pollutant in water – The application of zeolite assisted AOPs. Desalination. 257(1–3), 22–29 (2010).
• 2. Calleja G., Melero J.A., Martínez F. and Molina R.: Activity and resistance of iron-containing amorphous, zeolitic and mesostructured materials for wet peroxide oxidation of phenol. Water Research 39. 1741–1750 (2005).
• 3. Gonzalez-Olmos R., Kopinke F.-D., Mackenzie K., Georgi A.: Hydrophobic Fe-zeolites for removal of MTBE from water by combination of adsorption and oxidation. Environ. Sci. Technol. 47, 2353–2360 (2013).
• 4. Gonzalez-Olmos R., Martin M.J., Georgi A., Kopinke F-D., Oller I., Malato S.: Fe-zeolites as heterogeneous catalysts in solar Fenton-like reactions at neutral pH. Applied Catalysis B: Environmental. 125, 51–58 (2012).
• 5. Hadjltaief H., Costa P., Beaunier P., Gálvez M.E., Zina M.: Fe-clay-plate as a heterogeneous catalyst in photo-Fenton oxidation of phenol as probe molecule for water treatment. Applied Clay Science. 91–92, 46–54 (2014).
• 6. Herney-Ramirez J., Vicente M.A. and Madeira L.M.: Heterogeneous photo-Fenton oxidation with pillared clay-based catalysts for wastewater treatment: A review. Applied Catalysis B: Environmental. 98, 10–26, (2010).
• 7. Hsueh Ch.-L., Huang Y.-H., Wang Ch.-Ch. and Chen Ch.-Y.: Photoassisted Fenton degradation of nonbiodegradable azo-dye (Reactive Black 5) over a novel supported iron oxide catalyst at neutral pH. J. Mol. Catal. A. 245(1–2), 78–86 (2006).
• 8. Kasiri M. B., Aleboyeh A., Aleboyeh H.: Investigation of the solution initial pH effects on the performance of UV/Fe-ZSM5/H2O2 process. Water Science & Technology. 61(8), 2143–2149 (2010).
• 9. Lv X., Xu Y., Lv K., Zhang G.: Photo-assisted degradation of anionic and cationic dyes over iron(III)-loaded resin in the presence of hydrogen peroxide. J. Photochem. Photobiol. A. 173(2), 121–127 (2009).
• 10. Martin del Campo E., Romero R., Roa G., Peralta-Reyes E., Espino-Valencia J., Natividad R.: Photo-Fenton oxidation of phenolic compounds catalyzed by iron-PILC. Fuel. 138, 149–155 (2014).
• 11. Martinez F., Calleja G., Melero J.A., Molina R.: Iron species incorporated over different supports for the heterogeneous photo-Fenton oxidation of phenol. Applied Catalisis B: Environmental. 70, 452–460 (2007).
• 12. Rajic N., Stojakovic D., Daneu N., Recnik A.: The formation of oxide nanoparticles on the surface of natural clinoptilolite. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 72, 800–803 (2011).
• 13. Shahbazi A., Gonzalez-Olmos R., Kopinke F-D., Zarabadi-Poor P., Georgi A.: Natural and synthetic zeolites in adsorption/oxidation processes to remove surfactant molecules from water. Separation and Purification Technology. 127, 1–9 (2014).
• 14. Świderska-Dąbrowska R., Schmidt R.: Zastosowanie katalizatora homogenicznego ZCu w procesie Fentona. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 7, 279–283 (2014).
• 15. Taketa L.Y, Ignachewski F., Villalba J.C., Anaissi F.J., Fujiwara S.T.: Phenol degradation using the mixed material clay/Fe immobilized on glass slides. Environmental Science and Pollution Research. 22, 894–902 (2015).
• 16. Variava M.F., Church T.L., Harris A.T.: Magnetically recoverable FexOy–MWNT Fenton's catalysts that show enhanced activity at neutral pH. Applied Catalysis B: Environmental. 123–124, 200–207 (2012).
• 17. Wang Y., Zhao H., Zhao G.: Iron-copper bimetallic nanoparticles embeddedwithin ordered mesoporous carbon as effective and stable heterogeneous Fenton catalyst for the degradation of organic contaminants. Applied Catalysis B: Environmental. 164, 396–406 (2015).