Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Major advances and challenges in heterogeneous catalysis for environmental applications: A review

Wacławek S., Padil V. V. T., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 1

9--34

EN

Heterogeneous catalysis is one of the fastest developing branches of chemistry. Moreover, it is strongly connected to popular environment-related applications. Owing to the very fast changes in this field, for example, numerous discoveries in nanoscience and nanotechnologies, it is believed that an update of the literature on heterogeneous catalysis could be beneficial. This review not only covers the new developments of heterogeneous catalysis in environmental sciences but also touches its historical aspects. A short introduction to the mechanism of heterogeneous catalysis with a small section on advances in this field has also been elaborated. In the first part, recent innovations in the field of catalytic air, water, wastewater and soil treatment are presented, whereas in the second part, innovations in the use of heterogeneous catalysis for obtaining sustainable energy and chemicals are discussed. Catalytic processes are ubiquitous in all branches of chemistry and there are still many unsolved issues concerning them.

2

Structural Parameters of Functional Membranes for Integration in Smart Wearable Materials

Eldessouki M., Aysha T., Ratičáková M., Šašková J., Padil V. V. T., Ibrahim M., Černík M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 5 (125)

73--78

EN

Smart clothes can be described as textiles that change their behavior under some external factors (stimulants). The response of the smart cloth can be passive (just as a sensor) or active (where a combination of sensing and another reaction takes place). The materials involved in these textiles are crucial for many applications, especially for health related applications where the “wearables” can provide instantaneous monitoring and aid to people with certain disabilities. This work consists of two main parts: First it investigates the different materials used in smart clothing for monitoring the vital activities of the human body (e.g. the breathing rates) with an emphasis on piezoresistive structures as they work sensing elements for mechanical strains. Second this work presents the production of functional membrane samples based on synthesized pyrrolinone ester hydrazone dye with a preliminary investigation of their chemical and geometrical parameters, especially their sensitivity for monitoring the presence of ammonia to function as a smart textile based colorimetric chemosensor.

PL

„Inteligentne” ubrania można opisać jako tekstylia, które reagują pod wpływem czynników zewnętrznych (bodźców). Odpowiedź „inteligentnej” odzieży może być bierna (czujnik) lub czynna (wykrywanie i reakcja). Materiały związane z tymi wyrobami tekstylnymi mają kluczowe znaczenie dla wielu zastosowań, zwłaszcza dla tych związanych ze zdrowiem, gdzie odzież może zapewnić natychmiastowy monitoring i pomoc osobom niepełnosprawnym. Przedstawiona praca składała się z dwóch głównych części: najpierw badano różne materiały stosowane w „inteligentnej” odzieży do monitorowania istotnych czynności organizmu ludzkiego (np. szybkości oddychania), ze szczególnym uwzględnieniem struktur piezorezystancyjnych. W drugiej części pracy przedstawiono wytwarzanie funkcjonalnych membran z zastosowaniem syntetycznego barwnika, zbadano parametry chemiczne i geometryczne, w szczególności wrażliwości na monitorowanie obecności amoniaku w celu zastosowania wyrobu jako chemosensor kolorymetryczny.

3

TiO2 immobilised on biopolymer nanofibers for the removal of bisphenol A and diclofenac from water

Kudlek E., Silvestri D., Wacławek S., Padil V. V. T., Stuchlík M., Voleský L., Kejzlar P., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2017

|

Vol. 24, nr 3

417--429

EN

Recently electrospinning has gained significant attention due to unique possibilities to produce novel natural nanofibers and fabrics with controllable pore structure. The present study focuses on the fabrication of electrospun fibres based on gum karaya (GK), a natural tree gum, with polyvinyl alcohol (PVA), and functionalization of the membrane with TiO2 nanoparticles with further methane plasma treatment. The GK/PVA/TiO2 membrane was analyzed with several techniques including: fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX), and water contact angle, in order to characterize its morphological and physicochemical properties. The GK/PVA/TiO2 membrane was further successfully used for the degradation (under UV irradiation) of bisphenol A and diclofenac from aqueous solution. It was also observed that the degradation kinetics of these compounds are faster in comparison to the UV treatment alone.

4

Green Synthesis: Nanoparticles and Nanofibres Based on Tree Gums for Environmental Applications

Padil V. V. T., Wacławek S., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

533--557

EN

The recent advances and potential applications of nanoparticles and nanofibres for energy, water, food, biotechnology, the environment, and medicine have immensely conversed. The present review describes a ‘green’ method for the synthesis and stabilization of nanoparticles and ‘green electrospinning’ both using tree gums (arabic, tragacanth, karaya and kondagogu). Furthermore, this review focuses on the impending applications of both gum stabilized nanoparticles and functionalized membranes in remediation of toxic metals, radioactive effluents, and the adsorptive removal of nanoparticulates from aqueous environments as well as from industrial effluents. Besides, the antibacterial properties of gum derivatives, gum stabilized nanoparticles, and functionalized electrospun nanofibrous membranes will also be highlighted. The functionalities of nanofibrous membranes that can be enhanced by various plasma treatments (oxygen and methane, respectively) will also be emphasized.

5

Chemical degradation of PCDD/F in contaminated sediment

Hrabák P., Homolková M., Wacławek S., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

473--482

EN

Due to the extreme toxicity of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/F), the remediation of PCDD/F aquifer source zones is greatly needed; however, it is very difficult due to their persistence and recalcitrance. The potential degradability of PCDD/F bound to a real matrix was studied in five systems: iron in a high oxidation state (ferrate), zero-valent iron nanoparticles (nZVI), palladium nanopowder (Pd), a combination of nZVI and Pd, and persulfate (PSF). The results were expressed by comparing the total toxicity of treated and untreated samples. This was done by weighting the concentrations of congeners (determined using a standardized GC/HRMS technique) by their defined toxicity equivalent factors (TEF). The results indicated that only PSF was able to significantly degrade PCDD/F. Toxicity in the system decreased by 65% after PSF treatment. Thus, we conclude that PSF may be a potential solution for in-situ remediation of soil and groundwater at PCDD/F contaminated sites.

6

The influence of thermomechanical processing conditions on magnetic properties of electrical steels

Bella P., Kvačkaj T., Černík M., Lupták M., Jandačka P., Kováčová A

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2015

|

Vol. 82, nr 8

510--514

EN

The paper deals with the influence of thermomechanical treatment on properties of non-oriented electrical steels processed at cryogenic and ambient temperature. The main objective of research was to determine the effect of annealing conditions on magnetic properties in samples processed by rolling at cryogenic temperature. From customers‘ point of view, there are high demands on the magnetic properties of products made of electrical steels, such as high magnetic induction, low coercive force and low magnetic losses. Experimental results revealed that mechanism of plastic deformation during cryogenic rolling is different than during rolling at ambient temperature. A great amount of deformation twins has been found in the sample subjected to cryogenic rolling. Moreover, the advanced magnetic properties after annealing was obtained in the cryo-rolled sample thanks to the presence of preferable texture (greater portion of a cubic component) and optimal grain size.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu obróbki cieplno-plastycznej na właściwości stali elektrotechnicznych o ziarnie niezorientowanym, przetwarzanych w temperaturze kriogenicznej i pokojowej. Głównym celem badań było określenie wpływu warunków wyżarzania na właściwości magnetyczne próbek walcowanych w warunkach kriogenicznych. Wyroby ze stali elektrotechnicznych muszą charakteryzować się odpowiednimi właściwościami magnetycznymi, tzn. dużą indukcją magnetyczną, małą siłą koercji i niskimi stratami magnetycznymi. Wyniki eksperymentów wykazały, że mechanizm odkształcenia plastycznego podczas walcowania kriogenicznego jest inny niż w przypadku walcowania w temperaturze pokojowej. Ujawniono dużą ilość bliźniaków odkształcenia w próbce poddanej walcowaniu w warunkach kriogenicznych. Ponadto, po wyżarzaniu w próbce walcowanej w temperaturze kriogenicznej osiągnięto poprawę właściwości magnetycznych, dzięki obecności korzystnej tekstury (większej ilości sześciennej składowej tekstury) i optymalnemu rozmiarowi ziarna.

7

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.

8

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.

9

In-Situ Combination of Bio and Abio Remediation of Chlorinated Ethenes

Lacinová L., Černíková M., Hrabal J., Černík M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 3

463--473

EN

This article deals with combined abio-bioreductive methods for in-situ removal of chlorinated ethenes. The method is based on the use of bioremediation supported by lactate and chemical reduction using nZVI. The method is compared with the use of the individual methods alone, mainly with nZVI. In an environment with very low permeability a poor contaminant removal efficiency was achieved during repeated application of nZVI (about 50% of the original content of contamination). Separate application of lactate resulted in conversion of PCE to 1,2-cis-DCE, whose degradation occurred very slowly. When using the combined abio-bioreductive method, based on consecutive application of lactates and nZVI, over 75% of the original content of contamination was removed. This article discusses not only the changes in concentrations of contaminants but also pH and ORP. Both methods are also compared from an economic point of view.

PL

Przedstawiono metodę abio-bioredukcji usuwania in-situ chlorowanych etenów. Metoda ta polega na połączeniu bioremediacji, wykorzystującej redukcję mleczanu, i metody chemicznej nZVI. Wyniki tych badań porównano z danymi otrzymanymi z wykorzystaniem jedynie metody chemicznej. W środowisku o bardzo małej przepuszczalności uzyskano stosunkowo niską skuteczność usuwania zanieczyszczeń podczas wielokrotnego stosowania nZVI (około 50% pierwotnej zawartości zanieczyszczeń). Oddzielna aplikacja mleczanu spowodowała konwersję PCE do 1,2-cis-DCE, którego degradacja następowała bardzo powoli. Przy użyciu połączonej metody abio-bioredukcji, opartej na stosowaniu kolejno mleczanów i nZVI, usunięto ponad 75% pierwotnej zawartości zanieczyszczeń. W artykule omówiono nie tylko zmiany w stężeniu zanieczyszczeń, ale również pH i ORP. Oba sposoby porównano również pod względem ekonomicznym.