Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modification of Electro-Fenton Process with Granular Activated Carbon for Phenol Degradation – Optimization by Response Surface Methodology

Thwaini Hind H., Salman Rasha H.

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 9

92--104

EN

As a result of rapid industrialization and population development, toxic chemicals have been introduced into water systems in recent decades. Because of its excellent efficiency and simple design, the three-dimensional (3D) electro-Fenton method has been used for the treatment of wastewater. The goal of the current study is to explore the efficiency of phenol removal by the 3D electro-Fenton process, which is one of the advanced oxidation processes (AOPs). In the present work, the effect of the addition of granular activated carbon (GAC) particles to the electro-Fenton system as the third electrode would be investigated in the presence of graphite as the anode and nickel foam as the cathode, which is the source of electro-generated hydrogen peroxide (H2O2). The influence of operation parameters (current density, electrolysis time, and GAC) on catalytic performance will be studied, which will be adjusted by the response surface methodology (RSM). The pH was adjusted to 3, and the airflow was set to 10 L/h. According to the results the nickel foam was an excellent cathode material choice. The best conditions for phenol elimination were at current density of 3.56 mA/cm2, FeSO4.7H2O dosage of 0.1 mM, GAC of 30 g, and a time of 3 h to attain the removal rates of phenol and chemical oxygen demand (COD) of 98.79% and 93.01%, respectively. The results showed that time had a higher effect on the phenol and COD removal efficiency, while the impact of current density was lower. The model equation’s high R2 value (97.90%) demonstrates its suitability.

2

Chromatograficzny pomiar całkowitego potencjału antyoksydacyjnego

Piszcz P., Wantusiak P., Głód B. K., Kubiak M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 2

168-171

PL

W pracy przedstawiono nową metodę pomiaru Całkowitego Potencjału Antyoksydacyjnego (CPA) z wykorzystaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) w układzie faz odwróconych z detekcją fluorescencyjną. Jako pułapkę spinową, sensor zastosowano kwas tereftalowy. CPA odniesione jest do występujących naturalnie, najsilniejszych (najbardziej reaktywnych) rodników hydroksylowych, co jest olbrzymią zaletą proponowanej metody. Rodniki te generowane są w reakcji analogicznej do Fentona (Fe(II) z nadtlenkiem wodoru w pH obojętnym).

EN

Antioxidants are crucial group of compounds in food chemistry, cosmetology and medicine. Therefore, many methods of their analysis are already described in the literature. Constitution of real samples is usually unknown and many antioxidants can interact each other. Hence, more useful information frequently provides the summaric value - Total Antioxidant Potential (TAP) which reflects concentration of all antioxidants in the sample multiplied by their antioxidant power. Although many assays are presented in the literature, the methods based on true reactive oxygen species provide the most realistic measure of antioxidant activity and are still needed. The proposed assay is related to the hydroxyl radicals, generated in the Fenton reaction. The product of its reaction with the sensor, terephthalic acid, was analysed using reversed phase high performance liquid chromatography with the fluorescence detection. Decrease of the surface area of its peak, caused by competition between the sample and sensor, is the TAP measure. The elaborated assay was practically tested on the samples of alcoholic drinks, teas as well as herbal infusions.

3

Mechanizmy i skuteczność i ozonowania katalitycznego w oczyszczaniu wody

Nawrocki J., Fijołek L.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

Vol. 31, nr 3

3-16

PL

W pracy omówiono stan współczesnej wiedzy w dziedzinie ozonowania katalitycznego i jego wykorzystania w procesach oczyszczania wody. Ozonowanie katalityczne zalicza się do procesów tzw. zaawansowanego (pogłębionego) utleniania, a jego skuteczność wiąże się zwykle z tworzeniem rodników hydroksylowych. Podkreślono główne zalety ozonowania katalitycznego, takie jak szybkość procesu, znacznie silniejsza mineralizacja substancji organicznych oraz znacznie większa skuteczność wykorzystania ozonu niż w procesach samego ozonowania. Przedyskutowano zarówno zjawiska katalizy homogenicznej, jak i heterogenicznej. Wykazano, że w homogenicznym ozonowaniu katalitycznym dochodzi do tworzenia rodników hydroksylowych głównie w wyniku następczych reakcji ozonu z kompleksami organicznymi jonów metali. Heterogeniczne ozonowanie katalityczne omówiono według grup katalizatorów, jak tlenki metali, materiały ceramiczne, metale na nośnikach oraz węgiel aktywny. Omówiono systemy niepolarne stabilizujące ozon cząsteczkowy, jak również możliwość wykorzystania tych systemów jako czynników wspomagających proces ozonowania. Wykazano, że w literaturze spotyka się wiele sprzecznych lub kontrowersyjnych doniesień, szczególnie na temat mechanizmów tworzenia rodników hydroksylowych.

EN

The paper gives a critical account of state-of-the-art methods and mechanisms dealt with in catalytic ozonation and analyzes their applicability to water treatment. Catalytic ozonation is classified as an advanced oxidation process and its efficiency generally depends on the generation of hydroxyl radicals. The main advantages of catalytic ozonation over processes involving ozonation alone are emphasized (the high rate of the process, the substantially higher efficiency of organic matter mineralization, and the notably higher extent of ozone utilization). An analysis is performed of the phenomena occurring both in homogeneous and heterogeneous catalysis. It has been demonstrated that during homogeneous catalytic ozonation hydroxyl radicals are formed predominantly in the consecutive reactions of ozone with organic-metal ion complexes. Heterogeneous catalytic ozonation is analyzed according to the types of the catalysts being used (metal oxides, ceramic materials, supported metals, and active carbon). Consideration is also given to some nonpolar systems stabilizing molecular ozone, as well as to their potential use in support of the ozonation process. A review of publications dealing with the catalytic ozonation issue makes it clear that many of the results and conclusions reported in the literature are inconsistent, contradictory and controversial, specifically those relating to the mechanisms governing the formation of hydroxyl radicals.

4

Fenton reaction - controversy concerning the chemistry

Barbusiński K.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

Vol. 16, nr 3

347-358

EN

There is something intriguing and at the same time fascinating that a simple reaction (of Fe2+ ions), which was observed by H.J.H. Fenton over 110 years ago, proves to be very difficult to describe and understand. As yet the nature of the oxidizing species obtained in Fenton reaction is still a subject of deliberation, which may be explained by the fact that it is very common in both chemical and biological systems and in natural environment. It is a paradox that the Fenton reaction is successfully used in environmental protection (for example in wastewater treatment and remediation of groundwater) and it is thought to be a factor, which causes damage to biomolecules and plays a major role in the aging process and a variety of diseases. This article presents a short review on radical and non-radical mechanisms of the Fenton reaction postulated in literature, possible reaction pathways as well as various points of view in this field.

PL

Jest coś intrygującego i jednocześnie fascynującego w tym, że prosta reakcja (jonów Fe2+ z H2O2) zaobserwowana przez H.J.H. Fentona ponad 110 lat temu jest tak trudna do opisania i pełnego zrozumienia. Jak dotąd natura utleniających czynników powstających w reakcji Fentona jest przedmiotem ciągłych kontrowersji, co może być tłumaczone faktem, że reakcja ta występuje powszechnie zarówno w systemach chemicznych, jak i biologicznych, a także w środowisku przyrodniczym. Jest również paradoksem, że z jednej strony reakcja Fentona jest z powodzeniem stosowana w ochronie środowiska (np. w oczyszczaniu ścieków czy remediacji wód gruntowych), a z drugiej strony jest ona czynnikiem powodującym uszkodzenia molekuł biologicznych, a także odgrywa główną rolę w procesach starzenia się oraz wielu chorobach. Artykuł przedstawia krótki przegląd dotyczący rodnikowego i nierodnikowego mechanizmu reakcji Fentona postulowanego w literaturze naukowej, możliwe drogi przemian chemicznych, a także różne punkty widzenia w tym zakresie.

5

Henry John Horstman Fenton - short biography and brief history of Fenton reagent discovery

Barbusiński K.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2009

|

R. 14, NR 1-2

101--105

EN

The short biography of H.J.H. Fenton, an outstanding chemist, and brief history of Fenton reagent discovery were presented. Fenton reagent is defined, as a mixture of hydrogen peroxide and iron(II) ion (H2O2 + Fe2+). This is one of the most effective oxidizing agents for destroying organic compounds. The extraordinariness of Fenton chemistry results from the fact that it is very common in chemical, biological, and natural environmental systems. Nowadays, Fenton reagent plays a very important role in free radical biology and medicine. A very important role it also plays in natural environmental systems, and environment protection engineering (for example in wastewater treatment and remediation of groundwater). Therefore, it can be assumed, that the Fenton’s discovery has played a very important role in all aspects of our life.

PL

W artykule przedstawiono krótką biografię H.J.H. Fentona, wybitnego chemika, a także opisano zwięźle historię odkrycia tzw. odczynnika Fentona, definiowanego jako mieszanina nadtlenku wodoru i soli żelaza(II). Odczynnik Fentona jest jednym z najbardziej efektywnych czynników zdolnych do utleniania i degradacji substancji organicznych. Niezwykłość odczynnika Fentona (oraz reakcji Fentona) wynika z faktu, że powszechnie występuje w systemach chemicznych, biologicznych oraz w środowisku naturalnym. Obecnie odczynnik Fentona odgrywa bardzo ważną rolę w biologii rodnikowej oraz w medycynie. Również bardzo ważną rolę spełnia w środowisku naturalnym oraz inżynierii ochrony środowiska jako czynnik degradujący zanieczyszczenia. Dlatego mozna stwierdzić, że odkrycie dokonane przez Fentona ma bardzo duże znaczenie we wszystkich aspektach naszego życia.

6

Accurate Gas Phase Basicities of Hydroxyl Radical Modified Purines Estimated by Advanced Quantum Chemistry Methods

Cysewski P., Kozłowska K.

Polish Journal of Chemistry

|

2008

|

Vol. 82, nr 12

2255-2268

EN

The gas phase basicities (GPB) of purines and their hydroxyl radical modified analogs were characterized by different methods and diverse basis sets. The macroscopic and microscopic protolytic properties of six derivatives were analyzed in details. Most of studied model purine analogs, namely 8-oxo-adenosine (AB), 8-oxo-guanosine (GA), xanthosine (GB) and fapy-guanosine (GC) have reduced basicities from 2.0 kcal/mol (AB) to 6.4 kcal/mol (GA) compared to non-modified model purine nucleosides. The fapy-adenosine (AC) and 2-OH-adenosine (AA) are characterized by higher basic character compared to non-modified adenosine. Besides, it is presented the detailed analysis of GPB in accuracies estimated by means of HF, MP2, B3LYP, G3MP2 and G3MP2B3 methods. The B3LYP/aug-cc-pvdz approach seems to be the most accurate among studied methods and precise enough for estimation of GPB. However, the microscopic protonation features are much more sensitive to applied method since the difference in energies between some tautomers are often less than 1 kcal/mol with method dependent succession. The correct sequence of neutral and cationic forms may be however obtained using one of the model composite chemistry approaches, e.g. G3MP2B3. In the cases where B3LYP/aug-cc-pvdz and G3MP2B3 methods lead to contradictory predictions of order of neutral or protonated tautomers the latter is suggested to be used in the interpretation of microscopic protonation properties. Nevertheless, if only macroscopic property is necessary the B3LYP/aug-cc-pvdz level is sufficient since it provides GPB values with 1.0 kcal/mol accuracy.

7

Rate constants of electron-beam PAHs decomposition

Gerasimov G.

Nukleonika

|

2007

|

Vol. 52, nr 3

105-108

EN

The generalized kinetic model of the electron-beam induced processes in industrial flue gases elaborated earlier is used for the estimation of rate constants of hydroxyl-radicals interaction with high-ringed aromatic compounds. These data are received by means of the fit of the calculated PAHs concentrations to the measured ones as applied to benzo(a)anthracene, benzo(e)pyrene, benzo(a)pyrene, perylene, and dibenzo(a,h)anthracene. It is shown that the concentrations of PAHs decrease by more than an order of magnitude at the absorbed dose D = 20 kGy for compounds with rate constant of their interaction with OH-radical more than 1013 cm3źmol 1źs 1.

8

A Kinetic Model of Decoloration of Water Solution of Anthraquinone Dye Initiated by Generality Hydroxyl Radicals

Perkowski J., Kos L., Żyłła R., Ledakowicz S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 6 (54)

59--64

EN

A kinetic model of the decoloration process based on the example of a water solution of the anthraquinone dye Acid Blue 62 was proposed. The importance of decoloring water solutions for the textile industry is emphasised. The wastewater remaining after yarns and fabrics are dyed is generally too coloured for re-use in technological applications or in surface water circulation. A common schematic of the reactions initiated by a hydroxyl radical was proposed for decolouring solutions during an irradiation process in the presence of nitrous oxide, a photochemical process with hydrogen peroxide and induced by ozone. In each version of the model, a different method was considered for generating hydroxyl radicals (HO). On the basis of experimental data, the model parameters describing the decoloration process were estimated, and the experimental data were compared with theoretical calculations. A relatively good agreement of the comparison was obtained.

PL

Zwrócono uwagę na znaczenie odbarwiania wodnych roztworów w przemyśle włókienniczym, w którym ścieki z farbiarni są zwykle nadmiernie zabarwione, aby można je było biologicznie utylizować, powtórnie stosować w procesach technologicznych lub włączyć w obieg wód powierzchniowych. Zaproponowano model kinetyczny procesu odbarwiania na przykładzie wodnego roztworu barwnika antrachinonowego Acid Blue 62. Dla odbarwiania roztworów zachodzących: w procesie radiacyjnym w obecności podtlenku azotu, fotochemicznym z udziałem nadtlenku wodoru i pod wpływem ozonu, zaproponowano wspólny schemat reakcji inicjowanych rodnikiem hydroksylowym. W każdej z wersji modelu uwzględniono inny sposób generacji rodników hydroksylowych - HO. W oparciu o dane eksperymentalne, uzyskane dla każdej z wersji odbarwiania, oszacowano wartości parametrów modelu, opisujących proces oraz dokonano porównania danych doświadczalnych z teoretycznymi wyliczeniami, opartymi o założony model. Uzyskano dość dobrą zgodność wyników doświadczalnych z teoretycznymi.

9

Decomposition of Anthraquinone Dye Acid Blue 62 by the Decoloration of Textile Wastewater by Advanced Oxidation Process

Perkowski J., Kos L., Ledakowicz S., Żyłła R.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2003

|

Vol. 11, no. 2 (41)

88--94

EN

The results of the decomposition of anthraquinone dye Acid Blue 62 are discussed in the paper. Different versions of the advanced oxidation process were used for decoloration of the aqueous solution of this dye. Such agents as ozone, hydrogen peroxide, UV and gamma radiation, as well as various combinations of those factors, were applied. The effectiveness of the decoloration reaction induced by the different process versions was compared. In all those processes, the main oxidising species was hydroxyl radical. Therefore, using pulse radiolysis, the rate constant of the primary reaction of hydroxyl radical with the anthraquinone dye Acid Blue 62 molecule was determined. Based on the results obtained, a mechanism of the primary decomposition reactions was proposed.

PL

Zbadano rozkład barwnika antrachinonowego Acid Blue 62. Do dekoloryzacji jego roztworów wodnych zastosowana różne wersje procesu pogłębionego utleniania i czynniki utleniające takie jak: ozon, nadtlenekwodoru, promieniowanie UV i gamma oraz różne ich kombinacje. Opierając się na uzyskanym stopniu dekoloryzacji roztworów, porównano efektywności różnych wersji procesu pogłębionego utleniania. We wszystkich zastosowanych procesach ważnym czynnikiem utleniającym jest rodnik hydroksylowy. Metodą radiolizy impulsowej wyznaczono stałą szybkości reakcji między rodnikiem a cząsteczką barwnika Acid Blue 62. Propozycje przebiegu tej reakcji oparto na danych z radiolizy impulsowej oraz wynikach odbarwiania roztworu w procesie inicjowanym rodnikami hydroksylowymi.

10

Fenton Reaction of Iron Chelates Involving Polyazacyclononane : The Ligand Structure Effect

Szulbiński W.

Polish Journal of Chemistry

|

2000

|

Vol. 74, nr 1

109-124

11

Reaction of sulfide radical cation complexes with hydroxide, molecular oxygen and superoxide radical anion

Schoneich Ch.

Nukleonika

|

2000

|

Vol. 45, nr 1

51-54

EN

Sulfide radical cations must be considered as important intermediates in redox processes of sulfides in chemistry and biology. The current paper summarizes recent findings on the reactions of sulfide radical cations and their respective sulfide radical cation-nucleophile complexes with hydroxide, superoxide, and molecular oxygen. Such reactions may represent important product-forming mechanisms under various reactions conditions encountered for example, during biological oxidative stress.