Procesy oczyszczania wody i powietrza - katalityczne, fotokatalityczne oraz wspomagane mikrofalami.

Catalytic and photocatalytic activity of titanium hydrotalcite was measured on model air and water pollutant. Catalytic oxidation of ammonia and combustion of volatile organic compounds were carried out in the gas phase, while catalytic oxidation of phenol and photocatalytic degradation of the herbicide monuron in aqueous phase. The compounds were obtained by the following methods: coprecipitation, ultrasound-assisted intercalation of titanium complex and intercalation of glycolic acid. Samples were hydrothermally treaded, and calcined at 600 oC. Chemical compositions of all catalysts were tested by means of AAS. The structure where examined using XRD and UV-VIS. According to XRD results of magnesium-titanium samples, the presence of hydrotalcite phase was confirmed. UV-VIS spectroscopy confirms the presence of various configurations of titanium ions. Substitution of copper decreases the stability of the structure of the catalyst after hydrothermal treatment. Analysis of cell parameters confirms the successful incorporation of titanium ions in the hydrotalcite structure. Zinc titanium catalysts exhibit alterations in the structure after hydrothermal treatment, and UV VIS studies reveal anatase phase. Intercalation of titanium complex has led to the formation of amorphous phase, and UV VIS image is dominated by Ti4+ cations in octahedral coordination. Catalytic activity in the processes of oxidation of ammonia, phenol oxidation and combustion of volatile organic compounds increases with increasing concentration of titanium ions in the sample. That can confirm good properties of this metal as a catalyst. Additional samples doped with copper ions leads to increase catalytic activity in case of phenol, NH3 oxidation and VOCs combustion. In the process of photocatalysis ZnO and Zn-Al spinel phase was found as a key component for catalytic activity.

Zbadano katalityczne i fotokatalityczne właściwości hydrotalkitów dotowanych tytanem dla modelowych zanieczyszczeń wód i powietrza. W fazie gazowej przeprowadzono reakcję katalitycznego utleniania amoniaku oraz dopalania lotnych związków organicznych, natomiast w fazie wodnej reakcję katalitycznego utleniania fenolu i fotokatalitycznej degradacji herbicydu monuron. Wykonano syntezę katalizatorów o strukturze analogicznej do hydrotalkitu. Związki otrzymano metodą: współstrącania, wspomaganej ultradźwiękami interkalacji kompleksu tytanu oraz interkalacji kwasu glikolowego. Próbki poddano autoklawowaniu oraz kalcynacji w 600 oC. Wszystkie katalizatory poddane zostały badaniom składu chemicznego (AAS), badaniom struktury (XRD i UV-VIS). Badania XRD próbek magnezowo-tytanowych dowodzi obecności fazy hydrotalkitu, a spektroskopia UV VIS potwierdza obecność jonów tytanu w różnej konfiguracji. Dotowanie miedzią zmniejsza natomiast stabilność struktury katalizatora po traktowaniu hydrotermalnym. Analiza parametrów sieciowych potwierdza udaną próbę wbudowania jonów tytanu w strukturę hydrotalkitu. Katalizatory cynkowo-tytanowe wykazują niestabilność struktury po traktowaniu hydrotermalnym, a badania UV-VIS pokazują fazę anatazu. Interkalacja kompleksu tytanu doprowadziła do wytworzenia amorficznej fazy, a w obrazie UV-VIS dominują izolowane kationy Ti4+ w koordynacji oktaedrycznej. Aktywność katalityczna badanych związków, w procesach utleniania amoniaku, utleniania fenolu oraz dopalania lotnych związków organicznych wzrasta wraz ze wzrostem stężenia jonów tytanu. Potwierdza to dobre właściwości katalityczne tego metalu. Dodatkowe dotowanie próbek jonami miedzi prowadzi do wzrostu aktywność katalitycznej w przypadku reakcji utleniania (NH3, VOC, fenol). W procesie fotokatalicznego rozkładu herbicydu zanotowano pozytywny wpływ fazy ZnO oraz spinelu Zn-Al na aktywność katalityczną.