| Title: | Fotokatalitska oksidacija onesnažil v odpadnih vodah z uporabo vidne svetlobe in fotokatalizatorjev na osnovi TiO 2 : magistrsko delo |
|---|
| Authors: | ID Perpar, Ana (Author)
ID Kovačič, Sebastijan (Mentor) More about this mentor... 
ID Žerjav, Gregor (Comentor) |
|---|
| Files: |  MAG_Perpar_Ana_2023.pdf (5,42 MB)
MD5: 73D048BEAA9E1767A3B4AC25EBDC9CD3
|
|---|
| Language: | Slovenian |
|---|
| Work type: | Master's thesis/paper |
|---|
| Typology: | 2.09 - Master's Thesis |
|---|
| Organization: | FKKT - Faculty of Chemistry and Chemical Engineering
|
|---|
| Abstract: | Vse večji in naprednejši razvoj industrije ter kmetijstva vzporedno z rastjo populacije povzroča ogromno škodo okolju z izpustom škodljivih kemikalij in ostalih organskih onesnaževal. Večina teh polutantov je toksičnih, mutagenih in karcinogenih, ki so zelo obstojni ter se zlahka bioakumulirajo. V to kategorijo sodijo tudi motilci endokrinega sistema (bisfenol A) z močnim vplivom na fiziološke procese v človeškem organizmu in zaskrbljujoča nova onesnaževala (farmacevtske učinkovine) z znanimi ali domnevnimi učinki na okolje ter zdravje človeka. V odgovor ekološki zaskrbljenosti zaradi obsežnega onesnaževanja pitne vode, rek, jezer in morja, se je v zadnjih desetletjih med znanstveniki povečalo zanimanje za razvoj novih tehnologij na področju čiščenja odpadnih voda. Velik potencial pri učinkovitem odstranjevanju organskih onesnaževal iz vodnih sistemov so pokazali napredni oksidacijski procesi, ki s prilagajanjem postopkov oksidacije dosežejo neselektivno razgradnjo organskih snovi do CO2 in vode. Med temi procesi velja metoda heterogene fotokatalize z uporabo fotokatalizatorjev na osnovi TiO2 za najbolj raziskano, obetavno, enostavno in okolju prijazno.
Namen magistrske naloge je bil z metodo mokre impregnacije pripraviti fotokatalizatorje na osnovi TiO2 nanodelcev, ki bodo uspešno razgradili organska onesnaževala v šaržnem reaktorju ob obsevanju z vidno svetlobo. Ker je čisti TiO2 aktiven samo v ultravijoličnem spektru svetlobe, smo na njegovo površino dopirali plazmonski žlahtni kovini (Au, Pt) in njune zlitine. S karakterističnimi metodami smo sintetiziranim katalizatorjem določili njihove optične, strukturne in površinske lastnosti ter preverili učinkovitost pri tvorjenju reaktivnih kisikovih zvrsti (HO• s kumarinom ter O2•- in e- z ABTS•+). Fotokatalitsko aktivnost pri razgradnji bisfenola A pod svetlobo v vidnem delu spektra smo ugotovili s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti in z merjenjem celotnega organskega ogljika pred in po fotokatalizi določili stopnjo mineralizacije onesnaževal.
Sintetizirani fotokatalizatorji so se med seboj razlikovali v optičnih in površinskih lastnostih, po učinkovitosti tvorbe reakcijskih kisikovih zvrsti ter razgradnje bisfenola A. Ugotovili smo tudi, da nanos Au, Pt in njunih zlitin na površino nosilca TiO2 ne vpliva na njegovo morfologijo. Pri razgradnji bisfenola A je bil najbolj učinkovit fotokatalizator z nanosom zlitine 0,25 % Au + 0,75 % Pt (80,7 %), sledil mu je katalizator z nanosom zlitne 0,5 % Au + 0,5 % Pt (74,5 %), še sprejemljivo razgradnjo pa je dosegel katalizator z nanosom 1 % Pt (70,9 %). Ker je katalizator z dopirano zlitino 0,5 % Au + 0,5 % Pt teoretično izkazoval potencialno veliko katalitsko aktivnost, smo ga uporabili še za preverjanje učinkovitosti razgradnje farmacevtskih učinkovin, kot so aspirin, kofein in paracetamol. Izbrani katalizator je bil najbolj uspešen pri razgradnji aspirina (97 %), naslednji je bil kofein (79 %), paracetamola pa se je razgradilo nekoliko majn (62 %). Zbrani podatki so potrdili fotokatalitski potencial katalizatorjev z dopiranimi zlitinami Au in Pt, kjer ima Pt prevladujoč ali enak deleže od Au pri razgradnji bisfenola A in farmacevtskih učinkovin (aspirin, kofein in paracetamol). |
|---|
| Keywords: | napredni oksidacijski procesi, heterogena fotokataliza, TiO2 fotokatalizatorji, žlahtni kovini Au in Pt, fotokataliza pod vidno svetlobo, organska onesnaževala |
|---|
| Place of publishing: | Maribor |
|---|
| Place of performance: | Maribor |
|---|
| Year of publishing: | 2023 |
|---|
| Number of pages: | 1 spletni vir (1 datoteka PDF (73 f.)) |
|---|
| PID: | 20.500.12556/DKUM-85327 |
|---|
| UDC: | [628.349:66.094.3]:544.526.5(043.2) |
|---|
| COBISS.SI-ID: | 165331459 |
|---|
| Publication date in DKUM: | 13.09.2023 |
|---|
| Views: | 614 |
|---|
| Downloads: | 105 |
|---|
| Metadata: |    |
|---|
| Categories: | KTFMB - FKKT
|
|---|
|
:
|
Copy citation |
|---|
| | | | Average score: | (0 votes) |
|---|
| Your score: | Voting is allowed only for logged in users. |
|---|
| Share: |  |
|---|
Hover the mouse pointer over a document title to show the abstract or click
on the title to get all document metadata. |
