Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Catalytic Ozonation of Ponceau 4R Using Multifunctional Magnetic Biochar Prepared from Rubber Seed Shell

Nguyen Hung Minh, Truong Tram Thi Bao, Nguyen Hong-Hue Thi, Tran Phong Thanh, Tran-Thuy Tuyet-Mai, Nguyen Long Quang, Nguyen Dung Van

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 12

143--151

EN

Herein, abundant and underutilized rubber seed shell (RSS) was valorized for one-pot production of multifunctional magnetic biochar (MBC) through one-pot FeCl3 activation. Fe3O4 and Fe0 crystals were formed in MBC, providing a saturation magnetization of 6.83 emu/g. In addition, the material had a specific surface area of 378 m2/g and a total pore volume of 0.22 cm3/g. MBC was subsequently explored for catalytic ozonation of Ponceau 4R (P4R). As a result, MBC enhanced P4R ozonation in a broad pH range of 3.0–9.0. At pH 5.8, the pseudo-first-order rate constant of P4R decolorization with MBC improved by 50% compared to that without MBC. Summarily, RSS-derived MBC is a potential catalyst for enhanced ozonation of Ponceau 4R thanks to its low cost, eco-friendliness, relative effectiveness, and magnetic separability.

2

Perspective applications of plasma-deposited thin film nanocatalysts on structured supports: from CO2 capture to wastewater treatment

Kierzkowska-Pawlak Hanna, Bilińska Lucyna, Tyczkowski Jacek

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2023

|

Vol. 30, nr 4

489--504

EN

The urgent need for sustainable solutions to environmental challenges has led to significant research efforts towards innovative processes and technologies capable of addressing global issues such as carbon dioxide (CO2) capture and valorisation as well as efficient water-reuse cycles. The majority of processes involved in CO2 conversion require highly active catalysts for practical implementation. Concurrently, wastewater treatment technologies, critical for achieving sustainable water reuse, often rely on complex multi-stage systems that incorporate advanced oxidation processes (AOPs). Optimising reaction conditions and exploring unconventional approaches to catalytic system design are crucial for enhancing the efficiency of these processes. Among the emerging solutions, the application of thin-film catalysts deposited by cold plasma onto various structured supports has shown promising potential for improving process performance to meet environmental goals. This paper discusses recent advancements in the development of thin-film nanocatalysts based on cost-effective transition metals. It highlights their application in gas-phase reactions, such as CO2 hydrogenation to value-added products, as well as innovative uses in multiphase gas-liquid systems, including CO2 capture in aqueous solvents and the ozonation of wastewater.

3

Ocena skuteczności procesu ozonowania katalitycznego z udziałem dwutlenku manganu na przykładzie wodnego roztworu 2-chloro-4-nitrofenolu (CNP)

Andrzejewski P., Herrero J., Garcia-Consuegra U. L.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 4

57--60

PL

W literaturze brakuje jednoznacznej oceny skuteczności procesu ozonowania katalitycznego na tlenkach metali, w tym dwutlenku manganu. Część prac zaprzecza kata-litycznej roli tlenków metali, natomiast inne ją potwierdzają. Z tego względu przeprowadzono porównawcze badania skuteczności ozonowania katalitycznego z udziałem dwutlenku manganu i ozonowania klasycznego. Związkiem poddawanym degradacji był 2-chloro-4-nitrofenolu (CNP). Zarówno obecność atomu chloru, jak i grupy nitrowej w pierścieniu aromatycznym tego związku skutkuje jego wysoką odpornością na degradację. Zbuforowany roztwór modelowy zawierający CNP w ilości 25 g/m3 poddawano ozonowaniu w reaktorze przez 20 min (próbki pobierano do 60. minuty reakcji), przy różnych wartościach pH, zarówno przy braku, jak i w obecności dwutlenku manganu w postaci suspensji. Wykazano, że CNP ulegał degradacji (maks. 40%) zarówno w procesie klasycznego, jak i katalitycznego ozonowania, przy czym skuteczność tego ostatniego była wyraźnie większa przy pH=7 niż przy pH=8. Ponadto stwierdzono, że degradacja CNP praktycznie ustawała po zakończeniu dawkowania ozonu, gdyż nie odnotowano dalszego ubytku CNP w czasie.

EN

Available literature provides inconclusive assessment of efficacy of metal oxide assisted (manganese dioxide including) ozonation process. Some study results negate catalytic role of metal oxides, while other research confirms it. Therefore, comparative studies assessing efficacy of manganese dioxide assisted catalytic ozonation and of a standard procedure were performed. 2-chloro-4-nitrophenyl (CNP) was chosen for the experiments. Both chlorine atom and nitro group in aromatic ring of the compound determine its high resistance to degradation. Buffered, CNP-containing (25 g/m3) model solution was ozonated in the reactor for 20 min (samples withdrawn up to 60 min) at varied pH and with or without manganese dioxide in suspension. It was demonstrated that CNP was degraded (up to 40%), both in standard and catalytic ozonation, while the efficacy of the latter was insignificantly higher at pH=7 than pH=8. Additionally, CNP degradation was demonstrated to cease when ozone dosing stopped. No further time-dependent CNP depletion was observed.

4

Chemical pretreatment of formaldehyde wastewater by selected Advanced Oxidation Processes (AOPs)

Kowalik P.

Challenges of Modern Technology

|

2011

|

Vol. 2, no. 4

42--48

EN

Chemical oxidation processes: Fenton process and catalytic ozonation with Mn2+ ions were investigated for effectiveness of formaldehyde (FA) oxidation. The influence of operational variables — O3, H2O2, Mn2+ and Fe2+ concentrations and reaction time were investigated. Researches were carried out on aqueous solution of FA, which concentration was 500 mg/l. Fenton process was investigated at pH 3 and catalytic ozonation at pH 7, 10 and 12. Results revealed that Fenton process was much more effective in FA degradation than catalytic ozonation with Mn2+ as a catalyst. The optimal H2O2/Fe2+ dosage for a Fenton process was 2000/1000 mg/l. COD and FA concentrations were reduced 59,6% and 79,5%. In case of catalytic ozonation with Mn2+ the eff ectiveness was much less and it was the biggest at pH 12 and Mn2+ dosage 25 mg/l where COD and FA concentration were reduced 14% and 38%. Therefore, Fenton process can be promising technology for FA wastewater pretreatment.

5

Zastosowanie ozonowania katalitycznego na tlenku glinu do usuwania substancji organicznych z wody.

Kasprzyk-Hordern B., Raczyk-Stanisławiak U., Narwocki J.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 1

23-27

PL

Substancje organiczne naturalnie występujące w wodzie (NMO - Natural Organic Matter) są wielkocząsteczkowymi związkami o złożonej strukturze, które pod wpływem utleniaczy ulegają mineralizacji jedynie w niewielkim stopniu. Są one źródłem wielu ubocznych produktów utleniania, o wyższym stopniu biodegradowalności niż ich prekursory. Substancje organiczne są także odpowiedzialne za barwę wody, tworzą kompleksy z metalami ciężkimi oraz hydrofobowymi związkami organicznymi (pestycydy, WWA). W pracy określono możliwości zastosowania ozonowania katalitycznego na tlenku glinu (Al2O3) w procesie usuwania substancji organicznych z wody. Założeniem tej metody usuwania substancji organicznych z wody było połączenie zdolności sorpcyjnych tlenku glinu i utleniających właściwości ozonu w celu stworzenia skutecznego układu katalitycznego. Wyniki badań wykazały, że ozonowanie katalityczne spowodowało dwukrotny wzrost skuteczności usuwania substancji organicznych z wody, w porównaniu z metodą klasycznego ozonowania, przy średnim stosunku O3/RWO=2. Odnotowano także znaczne obniżenie zużycia ozonu w przypadku ozonowania katalitycznego. Stosunek zużytego ozonu do usuniętego węgla organicznego (RWO) z wody wyniósł 6,7 w przypadku ozonowania klasycznego i tylko 2,5 w przypadku ozonowania katalitycznego. Stwierdzono, że ozonowanie katalityczne znacznie obniżyło ilość powstających produktów ubocznych utleniania substancji organicznych, a także znacznie zmniejszyło zawartość biodegradowalnego węgla organicznego (BRWO). Ozonowanie w obecności tlenku glinu spowodowało, przy dwukrotnym wzroście skuteczności utleniania substancji organicznych, dwukrotne obniżenie zawartości głównego produktu ubocznego ozonowania - kwasu szczawiowego. Ozonowanie katalityczne substancji organicznych w obecności tlenku glinu może być techniką o potencjalnym zastosowaniu w technologii oczyszczania wody.

EN

Natural organic matter (NOM) consists of high molecular weight compounds of a complex nature. As a result of oxidation with common oxidants, they undergo only slight mineralization to form several oxidation by-products of a higher biodegradability than that of their precursors. NOM is also responsible for imparting colour to the water, in addition to the formation of complexes with heavy metals and hydrophobic organic pollutants such as pesticides or PAHs. That is why new oxidation methods should be introduced to enable an effective NOM removal from the water to be treated. The aim of the study is to show the potential of catalytic ozonation in the presence of alumina for NOM removal from water. Alumina is characterized by a relatively high adsorption capacity towards organic matter, which depends on several physicochemical parameters of the water under treatment. The method combines both the adsorption capacity of alumina and the oxidative power of ozone. The results show that catalytic ozonation, with ozone dosage approaching 2 g O3 per 1 g DOC, doubled the efficiency of NOM removal from water as compared to ozonation alone. Moreover, the consumption of ozone was found to be much lower in the case of catalytic ozonation. The ratio of ozone consumed to DOC removed was 6.7 in the case of ozonation alone and approximately 2.5 in the case of catalytic ozonation. With catalytic ozonation, the formation of by-products and BDOC was much lower than with ozonation alone. The high efficiency of DOC degradation combined with low ozone demand, as well as the low formation of by-products and BDOC, clearly indicates that catalytic ozonation over alumina might be a successful tool for the removal of NOM from the water to be treated.