Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Antimicrobial Efficiency of Novel Active Packaging Based on Iron Nanoparticles Biosynthe-sized by Oregano Leaves Extract

Mikołajczak Anna, Ligaj Marta

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2022

|

Vol. 67, nr 1

5--7

EN

The main function of packaging materials for food is to ensure the safety and maintain appropriate, required quality. The use of active packaging, including those containing antibacterial materials or substances with antimicrobial properties, may extend the shelf life. Many of the available and used solutions are based on the application of polymer films with the addition of metal nanoparticles such as silver, gold, copper or metal oxides of magnesium, zinc and titanium. However, the aspect related to the use of iron nanoparticles is rarely found in research or publications. The aim of the research was to determine the antimicrobial effectiveness of packaging materials (parchment and foil) modified with the active layer based on an iron preparation by reducing iron salts with the use of oregano extract. Prototype packaging materials were used to carry out storage tests with the cottage cheese. The pieces of cheese were kept refrigerated for 6 weeks. During the storage tests, microbiological inoculations were performed from the surface of the packaging in contact with the product. The obtained results confirmed the antimicrobial effectiveness of the tested packages.

2

Reactivity of nZVI in the removal of Cu(II) and Zn(II) from synthetic mine drainage

Suponik Tomasz, Neculita Carmen Mihaela

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 2

93--108

EN

Adsorption properties, including isotherms and kinetics, of nano zero-valent iron (nZVI) for Cu(II) and Zn(II) removal from synthetic mine drainage were evaluated in batch tests. The influence of contact time, nZVI doses, pH, ionic strength, temperature, and concentration on nZVI adsorption properties was assessed. The removal of Cu(II) and Zn(II) increased with pH from 3 to 7 and then stabilized up to pH 10. Moreover, the increased Cu(II) adsorption capacity upon increasing temperature and a positive enthalpy change (ΔH) indicate that the adsorption process is endothermic. The results also showed that the adsorption equilibrium for Cu(II) and Zn(II) was achieved after 50 and 30 min, respectively. Kinetics were best described by a pseudo-nth order model, with the order of sorption of 2.231 and 1.363, and the rate constants of 0.0008 and 0.0679 mg1-n·gn-1/min, for Cu(II) and Zn(II), respectively. The correlation between the amount of metals adsorbed on nZVI surface and the residual amount of metals in water during isothermal tests was best described by the nonlinear Sips model. Using this model, high q maxS were found: 286.6 mg/g and 142.6 mg/g, for Cu(II) and Zn(II), respectively, as indication of their high sorption capacity.

3

Removal of Azo Dye Acid Red 27 from Aqueous Solutions Using Classical and Modified Fenton Reagent with Zero-Valent Iron

Kliś Simona, Thomas Maciej, Barbusiński Krzysztof, Gołombek Klaudiusz, Krzemiński Łukasz, Chyc Marek

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 5 (137)

100--106

EN

The article compares the classic Fenton reagent (Fe2+/H2O2) with its modification with zero-valent iron (ZVI/ H2O2) to remove azo dye Acid Red 27 from aqueous solutions at a concentration of 100 mg/L. For both methods, the most favorable parameter values were determined at which visual discoloration of the solutions tested was obtained (for Fe2+/ H2O2:pH 3.5, H2O2=60 mg/L, Fe2+/ H2O2=0.3, t=15 min, and for ZVI/ H2O2pH = 3, H2O2=40 mg/L, ZVI=80 mg/L, t=15 min). Under these conditions, the COD value was reduced by 71.5% and 69.2% for the classic Fenton and its modification, respectively. A reduction in toxicity was also obtained for Vibrio fischeri bacteria to below 25% by using the Microtox test. ZVI digestion at acidic pH for 10 minutes allowed to shorten the reaction time by about four times - from 15 to 4 minutes. BET analysis showed that the specific surface area increases with the digestion time, which significantly accelerates the reaction. The visual discoloration of aqueous solutions was obtained, and the final COD values were very small, ranging from 49-53 mg O2/L. According to the Aliivibrio fischeri toxicity classification test for water samples, all solutions of dyes tested can be considered as non-toxic (toxicity value <25%). In the study presented, results of decreasing the COD value and concentration of the dye in the ZVI/ H2O2 method obtained are slightly worse compared to the Fe2+/ H2O2method. However, taking the decolorisation time as a criterion, a four times faster decolorisation time was obtained in the ZVI/ H2O2 method, compared to the Fe2+/ H2O2 method.

PL

W artykule porównano klasyczny odczynnik Fentona (Fe2+/H2O2) z jego modyfikacją żelazem o zerowej wartościowości (ZVI/ H2O2), w celu usunięcia barwnika azowego czerwień kwasowa 27 z wodnych roztworów, o stężeniu 100 mg/L. Dla obu metod wyznaczono najkorzystniejsze wartości parametrów, przy których uzyskano wizualne odbarwienie badanych roztworów (dla (Fe2+/H2O2): pH 3,5, H2O2=60 mg/L, Fe2+/ H2O2=0,3, t=15 min. i dla ZVI/H2O2: pH 3, H2O2=40 mg/L, ZVI=80 mg/L, t=15 min. W tych warunkach wartość ChZT spadła o 71,5% i 69,2% dla klasycznego Fentona i jego modyfikacji. Zmniejszenie toksyczności uzyskano również dla bakterii Aliivibrio fischeri (poniżej 25%) przy zastosowaniu testu Microtox. Trawienie ZVI w kwasowym pH przez 10 minut pozwoliło skrócić czas reakcji około cztery razy z 15 do 4 minut. Analiza BET wykazała, że powierzchnia właściwa wzrasta wraz z czasem trawienia, co znacznie przyspiesza reakcję. Uzyskano wizualne odbarwienie roztworów wodnych, a końcowe wartości ChZT były bardzo małe i mieściły się w zakresie 49-53 mg O2/L. Zgodnie z testem klasyfikacji toksyczności wobec Vibrio fischeri dla próbek wodnych, wszystkie testowane roztwory barwników można uznać za nietoksyczne (wartość toksyczności <25%).

4

Application of Spontaneous Oxidation Processes of Zero-valent Iron and Electrocoagulation for Reactive Black 5 Removal

Wysocka I., Filipkowska U., Jóźwiak T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 4 (124)

121--128

EN

Two methods of Reactive Black 5 dye removal were compared in this work, namely electrocoagulation (EC) and one based on spontaneous electrochemical oxidation of zero-valent iron (ZVI). Both methods are based on electrode processes and the sorption process and allow to achieve a similar effectiveness of dye removal. In the case of ZVI, however, a longer contact time or a greater surface area of the electrodes applied is necessary. In turn, the ZVI enables to conduct the processes of dye removal with no requirement for an external source of electric current (lower exploitation inputs). The study demonstrated that the application of both the ZVI method and EC is especially advisable in the case of lower initial concentrations of dye in the solution, i.e. the higher the concentration, the lower the contribution of electrode processes in dye removal from the solution and the greater the contribution of sorption processes.

PL

W ramach niniejszej pracy porównano dwie metody usuwania barwnika Reactive Black 5. Metodę elektrokoagulacji (EC), oraz metodę opartą na samorzutnym elektrochemicznym utlenianiu żelaza na 0 stopniu utlenienia (ZVI). Obie metody wykorzystują procesy elektrodowe oraz procesy sorpcji, umożliwiając uzyskanie podobnej efektywność usuwania barwnika. W przypadku ZVI wymagany jest jednak dłuższy czas kontaktu, lub większa powierzchnia zastosowanych elektrod. ZVI umożliwia jednak przeprowadzenie procesów usuwania barwy, bez konieczności stosowania zewnętrznego źródła prądu (mniejsze nakłady eksploatacyjne). Badania wykazały, że zastosowanie zarówno metody ZVI i EC ma szczególne uzasadnienie w przypadku niższych stężeń początkowych barwnika w roztworze. Im wyższe stężenie, tym udział procesów elektrodowych w usuwaniu barwy roztworu jest mniejszy a przewagę zyskują procesy sorpcji.

5

Automotive fleet repair facility wastewater treatment using air/ZVI and air/ZVI/H2O2 processes

Bogacki J. P., Al-Hazmi H.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 3

24--31

EN

Advanced automotive fleet repair facility wastewater treatment was investigated with Zero-Valent Iron/Hydrogen Peroxide (Air/ZVI/H2O2) process for different process parameters: ZVI and H2O2 doses, time, pH. The highest Chemical Oxygen Demand (COD) removal efficiency, 76%, was achieved for ZVI/H2O2 doses 4000/1900 mg/L, 120 min process time, pH 3.0. COD decreased from 933 to 227 mg/L. In optimal process conditions odor and color were also completely removed. COD removal efficiency was increasing with ZVI dose. Change pH value below and over 3.0 causes a rapid decrease in the treatment effectiveness. The Air/ZVI/H2O2 process kinetics can be described as d[COD]/dt = -a [COD]tm, where ‘t’ corresponds with time and ‘a’ and ‘m’ are constants that depend on the initial reagent concentrations. H2O2 influence on process effect was assessed. COD removal could be up to 40% (560 mg/L) for Air/ZVI process. The FeCl3 coagulation effect was also evaluated. The best coagulation results were obtained for 700 mg/L Fe3+ dose, that was slightly higher than dissolved Fe used in ZVI/H2O2 process. COD was decreased to 509 mg/L.

PL

Ścieki z zakładu naprawczego floty samochodowej poddano oczyszczaniu z wykorzystaniem żelaza metalicznego i nadtlenku wodoru (Air/ZVI/H2O2). Badano wpływ dawki żelaza i nadtlenku wodoru, czasu i pH na efektywność procesu. Największy stopień usunięcia ChZT, 76%, uzyskano dla dawek ZVI/H2O2 4000/1900 mg/L, czasu 120 min i pH 3.0. ChZT zmniejszono z 933 do 227 mg/L. Dodatkowo uzyskano całkowite usunięcie barwy i zapachu. Skuteczność usunięcia ChZT rosła wraz ze wzrostem zastosowanej dawki ZVI. Zmiana pH na inne niż 3, powoduje gwałtowne zmniejszenie efektywności procesu. Kinetyka procesu może zostać opisana z wykorzystaniem równania d[COD]/dt = -a [COD]tm, gdzie ‘t’ oznacza czas a ‘a’ i ‘m’ są stałymi zależnymi od początkowego stężenia reagentów. Badano także wpływ H2O2 na efektywność procesu. Skuteczność usunięcia ChZT wynosi 40% (560 mg/L) w przypadku zastosowania ZVI bez dodatku H2O2. Określono także skuteczność koagulacji z wykorzystaniem FeCl3. Najlepsze rezultaty uzyskano dla dawki Fe3+ 700 mg/L, zmniejszając ChZT do 509 mg/L.

6

Ultrasonic-assisted synthesis of reactive carboxymethyl cellulose stabilized nano zero-valent iron and its application for removal of Cr6+ and Cu2+ ions

Ayob A., Santiagoo R., Amneera W. A., Ismail N., Abdullah A. Z.

Environment Protection Engineering

|

2016

|

Vol. 42, nr 2

55--79

EN

Carboxymethyl cellulose (CMC) was used in the chemical reduction using sodium borohydride to yield dispersive nano zero-valent iron (nZVI) particles as reactive and stable adsorbents. CMC- -stabilized nZVI particles were characterized via UV-visible light spectroscopy, X-ray diffraction, dynamic light scattering, transmission electron microscopy, and specific surface area assisted using a probe ultrasonication dispersing tool at 50% amplitude power. High catalytic reactivity obtained in pseudo-first order reaction for Cr6+ (rate constant K1 = 0.0311 min–1) and pseudo-second order for Cu2+ (rate constant K2 = 0.0946 g·mg–1·min–1) indicated that colloidal stability of nZVI particles can be achieved with a stabilizer for the removal of toxic contaminants.

7

Species formed on iron surface during removal of copper ions from aqueous solutions

Suponik T., Winiarski A., Szade J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2015

|

Vol. 51, iss. 2

731--743

EN

The subject of the research covered in this paper is the removal of copper (Cu2+) cations from water at low pH (initial values of pH 3 and 6) by means of zero-valent iron. The chemical states and atomic concentrations of solids formed on the surface of zero-valent iron, and the type of deposited polycrystalline substances have been analyzed with the use of XPS and XRD. The type of process causing the copper removal from water at low pH, corresponding to the effect of acid mine drainage, has been identified by analyzing the changes of physicochemical parameters and specified chemicals content in water. Cu2+ was removed from water for the initial pH of 6 was much more effective than at lower pH. The formation of CuxFe3-xO4 , where x≤1, and to a lesser degree Cu2O, Cu0 and/or CuO and/or Cu2S, were the basic processes of the removal of copper at almost neutral pH of water (pH about 6), while the formation of copper in metallic form and Cu2O, as well as probably CuO, were the basic processes for lower pH (pH about 3). The adsorption of Cu2+ on the surface of shell covering square-shaped cold-rolled steel sheet cell was an additional process causing the removal of copper from water at almost neutral pH.

8

Desalination of groundwater and impoundments using Nano-Zero Valent Iron, n-Fe°

Antia D.D.J.

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2015

|

Vol. 3, Iss. 1

21--38

EN

Salinization of groundwater is a major problem, particularly in areas with limited infrastructure. 14 diffusion reactors are operated diabatically at -8°C to 20°C to determine the amount of NaCl removed by n-Fe°. The reactors establish NaCl removal by Fe°: (i) 44,000-77,000 nm particle size (PS) = 0.0675-0.1925 g L-1 [feed water (FW) = 0.89 g L-1]; (ii) 50 nm PS = 0.953-1.14 g L-1 [FW = 1.095-1.19 g L-1]; (iii) 50 nm PS under nitrogen saturation (0.1-0.2 MPa) = 9.693 g L-1 [FW = 10 g L-1]; (iv) <0.01 g 50 nm PS L-1 under nitrogen saturation (0.1-0.2 MPa) = 1.564 g L-1 [FW = 4 g L-1]; (v) 50 nm PS modified by nitrogen saturation (PSN) = 5.52 g L-1 [FW = 6.89 g L-1]. Desalination commences at a time, t, after the n-Fe° is added to the water, and continues with an exponential decline until a base (equilibrium) salinity is reached. The effectiveness of n-Fe° as a desalination agent appears to increase with increased water salinity. Placement of PSN in an existing impoundment, or aquifer, may provide a cost effective, zero energy, partial desalination solution, which can be used to support emergency relief, agriculture and extractive industries.

9

Use of various zero valent irons for degradation of chlorinated ethenes and ethanes

Wacławek S., Nosek J., Cádrová L., Antoš V., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

577--587

EN

Amongst all of the reducing agents that can be used in environmental remediation, zero valent iron (ZVI) is one of the most common due to its environmental acceptance, high reaction rate, good availability, and long-term stability. Moreover, ZVI mobility, stability and reactivity can be enhanced by the application of a DC electric current, ie electrokinetics (EK). In the study, six various slurries containing different ZVI were tested for their efficacy for chlorinated ethenes and ethanes degradation. Chlorinated compound concentrations, pH, oxidation-reduction potential (ORP) and conductivity were determined during the long-term kinetic test. Kinetic rate constants calculated for the degradation of three chlorinated ethenes (PCE, TCE and cis-DCE) concluded that EK brings substantial contribution to chlorinated compounds degradation. Nano-scale zero valent iron STAR had the highest reaction rates compare to the other ZVI tested. The performed study could serve as a preliminary assessment of various available ZVI before in-situ application.

PL

Wśród wszystkich czynników redukujących, które mogą być stosowane w remediacji środowiska, zerowartościowe żelazo (ZVI) jest jednym z najbardziej popularnych ze względu na jego niedużą toksyczność, dobrą dostępność, szybkość reakcji oraz stabilność. Ponadto, mobilność, stabilność i reaktywność ZVI może być zwiększona poprzez zastosowanie prądu stałego, tzn. elektrokinetyki (EK). W przeprowadzonych badaniach przetestowano sześć rodzajów zawiesin zawierających różne typy ZVI pod kątem ich skuteczności usuwania chlorowanych etanów i etenów. W trakcie długotrwałych testów kinetycznych badano: stężenie chlorowanych węglowodorów, pH, potencjał redoks i rezystywność. Ponadto zostały policzone stałe szybkości degradacji dla trzech chlorowanych etenów (PCE, TCE i cis-DCE) i stwierdzono, że proces elektrokinetyki wspomaga zerowartościowe żelazo w obniżaniu koncentracji chlorowanych węglowodorów. Nanożelazo na zerowym stopniu utlenienia STAR okazało się najbardziej efektywne w porównaniu do innych testowanych ZVI. Przeprowadzone badania mogą posłużyć do wstępnej oceny różnych dostępnych ZVI przed zastosowaniem in-situ.

10

Arsenic immobilization by nanoscale zero-valent iron

Rodová A., Filip J., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 1

45--59

EN

Contaminated mine water from the Kank site (Czech Republic) containing arsenic at a concentration of approximately 85 mg/dm3 was tested in a reaction with elemental iron nanoparticles. In a reductive environment there was a reduction of As to the more soluble and toxic form of As(III) depending on the pH of the solution. Oxidation of elemental iron creates oxyhydroxides which incorporate As into their structure in the form of mixed complexes and thereby remove and bind dissolved As from the solution. The addition of 0.5 g/dm3 nZVI to the contaminated water leads to a significant decrease in ORP and concentrations of As to around the detection limit. The pH of the solution is not significantly affected by the addition of nZVI. The main competing anion for co-precipitation is represented by phosphates whose concentration after the addition of nZVI was reduced to 6.5% of the original value. The resulting precipitates were analyzed by XPS, XRF, XRD, SEM-EDX and Mössbauer spectroscopy. The presence of jarosite, Schwertmannite and also arsenic probably in the form of skorodite was confirmed.

PL

W Kaňk (Czeska Republika) znajduje się zanieczyszczona woda z kopalni, zawierająca arsen o przybliżonym stężeniu 85 mg/dm3. Została ona poddana reakcji z nanocząteczkami żelaza na zerowym stopniu utlenienia (nZVI). W zależności od pH roztworu w środowisku redukcyjnym przebiegła reakcja redukcji As do bardziej rozpuszczalnej i toksycznej formy As(III). Poprzez utlenienie elementarnego żelaza powstają tlenowodorotlenki, łączące się z As w postać kompleksów mieszanych, tym samym usuwając As z zanieczyszczonego roztworu. Dodatek 0,5 g/dm3 nZVI do zanieczyszczonej wody prowadzi do znaczącego spadku wartości ORP i obniżenia stężenia As do granic wykrywalności. Dodatek nZVI nie ma znaczącego wpływu na wartość pH roztworu. Głównym anionem konkurującym we współstrąceniu As jest anion fosforanowy, którego stężenie po dodaniu nZVI zmniejszyło się do 6,5% w porównaniu do wartości wyjściowej. Powstały osad został poddany analizie metodami: XPS XRF, XRD, SEM-EDX i spektroskopią Mössbauerowską. Została potwierdzona obecność jarosytu, schwertmannitu oraz arsenu prawdopodobnie w postaci skorodytu.

11

Removal of heavy metals from groundwater affected by acid mine drainage

Suponik T., Blanco M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2014

|

Vol. 50, iss. 1

359--372

EN

Batch tests have been used to assess the level of the removal of metals (copper, nickel, cobalt, zinc, and chromium, in cationic and in anionic forms) from water at low pH values affected by acid mine drainage. The predominant processes which result in the removal with the use of zero-valent iron (Fe0) in Permeable Reactive Barrier Technology were evaluated. The most probable processes for each metal have been presented in drawings. There are: reductive precipitation leading to the metallic form, co-precipitation mainly with iron in the form of oxides and/or hydroxides and adsorption on the surface of iron corrosion products or on the surface of zero-valent iron.

12

Ocena parametrów jakości wody przepływającej przez kolumnę wypełnioną żelazem metalicznym

Suponik T.

Górnictwo i Geologia

|

2012

|

T. 7, z. 2

259-271

PL

Obecność metali w wodach, w nadmiernych stężeniach, powoduje problemy środowiskowe i zdrowotne. Istnieje więc konieczność ich usuwania. Żelazo metaliczne jest materiałem, które może zapewnić skuteczne, tanie i szybkie rozwiązanie tego problemu. W artykule przedstawiono wyniki badań głównych parametrów zanieczyszczonej wody, która przepływała przez kolumnę filtracyjną wypełnioną żelazem metalicznym i była poddawana oczyszczaniu. Podczas przepływu wód przez złoże żelaza metalicznego następowało wyraźne i stałe obniżanie się stężenia tlenu, spadek potencjału redox, wzrost i stabilizacja pH oraz wzrost temperatury i przewodności elektrolitycznej. Zmiany wszystkich tych parametrów wskazują na prawdopodobne obniżenie się stężenia metali obecnych w zanieczyszczonych wodach, zmniejszenie się w nich stężenia tlenu oraz powstawanie wodoru. Ponadto, w wyniku tworzących się w kolumnie filtracyjnej warunków redukcyjnych, wody były oczyszczane z Cr(VI) oraz wzbogacały się prawdopodobnie w jony żelaza Fe + oraz Fe3+.

EN

Toxic metals in water cause environmental and healthy problems. There is a need to remove them from water. The zero-valent iron may assure the efficient, cheap and fast metals removal from both groundwater and industrial wastewater. In the article the results of the water parameters (which was treated) have been presented. The contaminated water circulated through the column filled with zero-valent iron in the laboratory tests. During the tests, a rapid decrease of the redox potential and the oxygen concentration as well as the increases of the pH, the electrolytic conductivity and the temperature value have also been observed. These changes indicate the decreasing of metals and oxygen concentration in contaminated water (probably) and the creation of H2 in the iron bed. As a result of condition created in the column the Cr(VI) has been also removed from water and the concentration of Fe2+ and Fe3+ have probably increased.

13

Wydzielanie rtęci z solanki na żelazie metalicznym

Kluczka J.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 10

1117-1120