Environmental heterogeneous catalysis and water purification by activated interfaces: a survey of different ways of surface activation and demonstration of a novel, simple and efficient procedure

• Autorzy: Franzle S. , Silbernagel H. , Uchlier L. , Liepelt G.

Warianty tytułu

PL

Heterogenna kataliza środowiskowa. Oczyszczanie wody przez aktywowane interfejsy - nowe procedury aktywacji powierzchni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Besides the established procedures, a multitude of environmental organic compounds can be mineralized or at least degraded to species like acetate by irradiating iron(III) complexes adsorbed to certain broad-gap semiconductors by visible light. Quantum yields are increased considerably by adsorption with respect to LMCT photochemistry in homogeneous solution, and the semiconductor acts as a electron- (rather, valence band hole) transfer agent which conserves the oxidizing properties of the ligand radical originally produced for longer periods of time (although modulated down to �Ăvb). The SC colloid particle, not excited itself, transports the hole, then allowing to oxidize co-adsorbed species present in small concentrations but also accumulated by adsorption. Water purification from various kinds of pollutants is feasible, and the reaction which is photocatalytic at turnovers . 100 referring to Fe complex can be kept up by air input into the suspension also tolerating repeated inputs of compounds to be removed. Except for some acetate formed, mineralization of substrates is complete.

PL

Poza ustalonymi procedurami wiele związków organicznych występujących w środowisku może być mineralizowanych lub, co najmniej degradowanych do np. octanów przez naświetlanieświatłem widzialnym kompleksów z żelazem(III), zaadsorbowanych na niektórych szerokopasmowych półprzewodnikach. Wydajność kwantowa znacznie wzrasta dzięki adsorpcji ze względu na fotochemię LMCT (Ligand-to-Metal Charge Transfer) w jednorodnym roztworze. Półprzewodnik działa jak przekaźnik elektronu (lub raczej dziury w paśmie przewodnictwa), który utrwala utleniające właściwości rodnikow ligandu, pierwotnie wytwarzanych w dłuższych okresach czasu. Koloidalna cząstka półprzewodnika, sama niewzbudzona, jest nośnikiem dziury i umożliwia utlenianie współabsorbowanych związków występujących w niewielkich stężeniach, a także zgromadzonych w wyniku adsorpcji. Oczyszczanie wody z różnego rodzaju zanieczyszczeń jest możliwe, a reakcja fotokatalityczna o wydajności < 100 w odniesieniu do kompleksu Fe może zachodzi. z udziałem powietrza wprowadzanego do zawiesiny, tolerując ponowne wprowadzenie związków, które mają być usunięte. Z wyjątkiem niektórych octanów mineralizacja substratu zachodzi całkowicie.

Słowa kluczowe

EN

photooxidation; semiconductor; iron complex; water purification; heterogeneous catalysis

PL

fotoutlenianie; półprzewodniki; kompleks żelaza; uzdatnianie wody; kataliza heterogenna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 17, nr 1
• Strony: 25--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Franzle S.

autor

Silbernagel H.

autor

Uchlier L.

autor

Liepelt G.

• International Graduate School (IHI), Markt 23, D-02763 Zittau, Germany

Bibliografia

• [1] Fränzle S., Markert B. and Wünschmann S.: Technische Umweltchemie - innovative Verfahren der Reinigung verschiedener Umweltkompartimente. Ecomed, Landsberg/Lech 2005 (now available via Wiley Publishers)
• [2] Wintterlin C.: www.cup.uni-muenchen.de/pc/wintterlin, 2002.
• [3] Stiller W.: Nichtthermisch aktivierte Chemie. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1987.
• [4] Rothenberg G.: Catalysis. Wiley/VCH, Weinheim 2008.
• [5] Kyriakou D.: Modern Electroorganic Chemistry. Springer, Berlin 1994.
• [6] Lund H.: Acta Chim. Scand., 1957, 11, 1323-30.
• [7] Weinberg N.L. and Weinberg H.A.: Chem. Rev., 1968, 68, 449- 536.
• [8] Stichnothe H., Calmano W., Arevalo E., Keller A. and Thöming J.: J. Soils Sedim. 2005, 5, 21-26.
• [9] Rodgers J.D., Jedral W. and Bunce N.J.: Environ. Sci. Technol., 1999, 33, 1453-58.
• [10] Bunce N.J., Merica S.G. and Lipkowski J.: Chemosphere, 1997, 35, 2719-24.
• [11] Fränzle S.: Ph.D. thesis. Kiel University, Kiel 1992.
• [12] Fränzle S.: J. Inform. Rec. Mater., 1996, 22, 123-26.
• [13] Kokorakis A., Fränzle S. and Hennig H.: J. Inform. Rec., 1998. 24, 387-90.
• [14] Daszynska I.: Diploma thesis. IHI Zittau, Zittau 2004.
• [15] Kokorakis A.: Ph.D. thesis. Leipzig University, Leipzig 2000.
• [16] Hennig H., Kokorakis A., Fränzle S., Damm C., Müller F.W. and Israel G.: Coll. Czech. Chem. Comm., 2001, 66, 81-88.
• [17] Horvath O. and Stevenson K.L.: Charge Transfer Photochemistry of Coordination Compounds. VCH, Weinheim 1992.
• [18] Hennig H. and Rehorek D.: Photochemische und photophysikalische Eigenschaften von Koordinationsverbindungen. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1987.
• [19] Fränzle S.: Chemical Elements in Plants and Soil. Extended and reworked version of Habilitation thesis. Springer, Berlin 2010.
• [20] Mizerski W.: Tablice chemiczne. Wyd. Adamantan, Warsaw 1997.
• [21] Sovago I., Kiss T. and Gergely A.: IUPAC Commission on Equilibrium Data. Pure Appl. Chem., 1993, 65, 1029-70.
• [22] Becker H.G.O., Böttcher H., Dietz F., Rehorek D., Roewer D., Schiller K. and Timpe H.J.: Einführung in die Photochemie. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1991.
• [23] Hammett L.P.: Physikalische organische Chemie. VCH, Weinheim 1973.
• [24] Sasaki K. and Newby W.J.: Electroanal. Chem., 1969, 20, 137-66.
• [25] Martire D.O. and Gonzalez M.C.: J. Phys. Org. Chem., 2000, 13, 208-14.
• [26] Andrianirinaharivelo S.L. and Bolte M.: Chemosphere, 1992, 24, 953-58
• [27] Fichter F. and Kuhn F.: Helv. Chim. Acta, 1924, 7, 164-75
• [28] Poznyak A. L. and Pavlovskii V.: Angew. Chem., 1988, 100, 812-19
• [29] Onoe J., Kawai T. and Kawai S.: Chem. Lett., 1985, 14, 1667-70.