[go: up one dir, main page]

PL231103B1 - Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza - Google Patents

Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza

Info

Publication number
PL231103B1
PL231103B1 PL409689A PL40968914A PL231103B1 PL 231103 B1 PL231103 B1 PL 231103B1 PL 409689 A PL409689 A PL 409689A PL 40968914 A PL40968914 A PL 40968914A PL 231103 B1 PL231103 B1 PL 231103B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
titanium dioxide
air
immobilized
quartz wool
bed
Prior art date
Application number
PL409689A
Other languages
English (en)
Other versions
PL409689A1 (pl
Inventor
Jacek Przepiórski
Magdalena Grześkowiak
Antoni Waldemar Morawski
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL409689A priority Critical patent/PL231103B1/pl
Publication of PL409689A1 publication Critical patent/PL409689A1/pl
Publication of PL231103B1 publication Critical patent/PL231103B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza. Złoże zawiera ditlenek tytanu.
Ditlenek tytanu ze względu na cechującą go stabilność chemiczną oraz nietoksyczność jest najpowszechniejszym fotokatalizatorem, który znajduje zastosowanie w procesach utleniania pod wpływem promieniowania świetlnego zanieczyszczeń o charakterze zarówno organicznym, jak i nieorganicznym, ze środowiska wodnego oraz z atmosfery. Ze względu na ciągle rosnący poziom zanieczyszczenia atmosfery ditlenek tytanu jest coraz częściej badany pod kątem możliwości jego zastosowania w procesach oczyszczania i podczyszczania powietrza, w celu wyeliminowania z atmosfery lotnych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, najczęściej związków złowonnych i odorów. Przykładem jest wydzielający się na obiektach służących oczyszczaniu i transportowi ścieków siarkowodór, będący gazem silnie toksycznym o bardzo niskim progu wyczuwalności, rzędu 0,0007-0,2 mg/m3, o charakterystycznym bardzo nieprzyjemnym zapachu. Stanowi to niezmiernie uciążliwy problem dla ludności zamieszkującej tereny w pobliżu oczyszczalni ścieków oraz pracowników eksploatujących i serwisujących sieć kanalizacyjną. Z tego powodu coraz więcej uwagi poświęca się problematyce efektywnego eliminowania siarkowodoru z powietrza.
Efektywność usuwania siarkowodoru z zastosowaniem ditlenku tytanu jest uzależniona od kilku czynników, przede wszystkim od rodzaju użyteg o fotokatalizatora. Jak wynika z publikacji Kako T. i inni, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 171 (2005) 131 -135, fotodegradacja H2S z powietrza syntetycznego zawierającego mieszaninę 30 ppm tlenku węgla oraz 100 ppm siarkowodoru, pro wadzona była z zastosowaniem komercyjnego ditlenku tytanu w formie anatazowej domieszkowanego palladem, rozprowadzonego równomiernie na powierzchni 5,7 cm2 stanowiącej wnętrze szklanego, zamkniętego reaktora o pojemności 500 ml o periodycznym trybie pracy, który naświetlany był lampą UV.
Zwiększenie efektywności redukcji siarkowodoru z powietrza można uzyskać poprzez zastosowanie materiałów stanowiących układ ditlenek tytanu-nośnik. Na przykład, w publikacji Alonso-Tellez A. i inni, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 250 (2012) 58-65, opisano proces degradacji siarkowodoru o stężeniu 15 ppm w mieszaninie z powietrzem i helem, prowadzony w suchych warunkach o łącznym przepływie gazów wynoszącym 500 ml/min, w pierścieniowym reaktorze składającym się z dwóch współosiowych rur, z których wnętrze rury o większej średnicy pokryte było warstwą ditlenku tytanu P25 oraz Hombikat UV100. Analogiczny eksperyment autorzy przeprowadzili z zastosowaniem tylko ditlenku tytanu P25 przy łącznym przepływie mieszaniny reakcyjnej w zakresie 100-980 ml/min (Applied Catalysis B: Environmental 115-116 (2012) 209-218). Z kolei w publikacji Kato S. i inni, Applied Catalysis B: Environmental 57 (2005) 109-115, przedstawiono zastosowanie kompozytów impregnowanych anatazową formą komercyjnego ditlenku tytanu, których trójwymiarowy szkielet konstrukcyjny stanowi glin, z wbudowanymi atomami srebra w procesie redukcji H2S. Uzyskany kompozyt centralnie zanurzono w stalowym reaktorze, naświetlanym od góry lampą UV, przez który przepuszczano mieszaninę gazowych związków siarki (m.in. siarkowodoru o stężeniu 50 ppm w azocie) w suchym oraz zawilgoconym powietrzu. Natomiast w publikacji Kataoka S. i inni, Applied Catalysis B: Environmental 61 (2005) 159-163, opisano proces fotokatalitycznego utleniania H2S w reaktorze o objętości 20 ml z mikroskopijnymi szklanymi zaślepkami pokrytymi cienką warstwą nanocząsteczkowego ditlenku tytanu, wcześniej powleczonymi cienką warstwą SiO2, który od góry naświetlany był lampą UV. Jak wynika z publikacji J. Grzechulska-Damszel, International Journal of Photoenergy (2009) doi: 10.1155/2009/304712, Protection Engineering 36/2 (2010) 63-74 oraz Physicochem. Probl. Miner. Process. 45 (2010) 39-47, jako nośnik cienkiej warstwy anatazowej formy ditlenku tytanu zastosowano tkaninę szklaną. Tak przygotowany materiał z immobilizowanym ditlenkiem tytanu pełniący rolę wymiennego wkładu przylegającego do ścian reaktora przepływowego, w centrum którego umieszczono lampę UV, wykorzystany został w procesie usuwania zanieczyszczeń z fazy wodnej. Z polskiego opisu zgłoszeniowego P403556 znane jest do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza. Złoże stanowi ditlenek tytanu immobilizowany na wacie kwarcowej. Sposób wytwarzania złoża polega na tym, że do wodnego roztworu waty kwarcowej dodaje się prekursor tytanu w roztworze alkanolu, następnie miesza się do otrzymania zawiesiny i suszy się. Po czym suchą watę kwarcową z immobilizowanym TiO2 kalcynuje
PL 231 103 B1 się w temperaturze 300-500oC i w atmosferze gazu inertnego. Jako prekursor ditlenku tytanu stosuje się tetraizopropanolan tytanu.
Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza, według wynalazku, zawierające ditlenek tytanu immobilizowany na wacie kwarcowej charakteryzuje się tym, że ditlenek tytanu stanowi silnie zdyspergowany, amorficzny ditlenek tytanu w formie proszkowej, który jest dostępny komercyjnie.
Sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza, według wynalazku, zawiera ditlenek tytanu immobilizowany na wacie kwarcowej, a sposób polega na dodawaniu do wodnej zawiesiny waty kwarcowej źródła tytanu, mieszaniu do otrzymania jednorodnej zawiesiny, suszeniu a następnie wygrzewaniu suchej waty kwarcowej z immobilizowanym ditlenkiem tytanu w atmosferze gazu inertnego. Istota rozwiązania polega na tym, że do wodnej zawiesiny waty kwarcowej dodaje się jednorodną zawiesinę 2,5-10% wagowych silnie zdyspergowanego, proszkowego, amorficznego ditlenku tytanu w alkanolu, przy czym wygrzewanie prowadzi się w temperaturze 500°C. Korzystnie jako alkanol stosuje się etanol lub 2-propanol. Korzystnie suszeniu podaje się stały produkt po oddzieleniu składników ciekłych, przy czym suszy się w temperaturze powyżej temperatury wrzenia wody, korzystnie w 105°C. Korzystnie przed wygrzewaniem suchą watę kwarcową z immobilizowanym dwutlenkiem tytanu przepłukuje się gazem inertnym. Korzystnie jako gaz inertny stosuje się argon
Zaletą wynalazku jest to, że proszkowy, amorficzny ditlenek tytanu, dostępny komercyjnie, immobilizowany na wacie kwarcowej tworzy charakterystyczną strukturę trójwymiarową, umożliwiając w ten sposób łatwe wypełnienie złożem całego wnętrza reaktora, a nie tylko jego ścian. Ponadto, przestrzenny rozkład drobin komercyjnego ditlenku tytanu sprzyja dobremu kontaktowi zanieczyszczonego powietrza ze złożem ditlenku tytanu, wpływając na wzrost efektywności procesu oczyszczania powietrza. Ponadto, wykorzystanie jako źródło tytanu komercyjnego ditlenku tytanu, znacznie skraca czas preparatyki złoża do usuwania siarkowodoru z powietrza, aniżeli zastosowanie ditlenku tytanu pochodzącego z hydrolizy metaloorganicznego prekursora tytanu.
Bliżej wynalazek jest zilustrowany w poniższych przykładach wykonania i na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia wykres ilustrujący skuteczność fotokatalitycznego usuwania H2S z powietrza w obecności fotokatalizatora w porównaniu z efektem uzyskanym z zastosowaniem równoważnej ilości komercyjnego ditlenku tytanu w postaci proszku i waty kwarcowej bez naniesionego komercyjnego ditlenku tytanu, gdzie wykres A jest dla złoża składającego się z waty kwarcowej bez komercyjnego ditlenku tytanu, wykres B dla proszku komercyjnego ditlenku tytanu, wykres C dla złoża składającego się z waty kwarcowej z immobilizowanym komercyjnego ditlenkiem tytanu, będącego przedmiotem wynalazku. Fig. 2 przedstawia rozmieszczenie złoża w reaktorze, Fig. 3 i Fig. 4 przedstawiają złoże na fotografii SEM, uwidoczniając jak skupiska kryształów komercyjnego ditlenku tytanu są utrzymywane przez włókna kwarcowe tworząc w ten sposób strukturę przestrzenną.
P r z y k ł a d I
Do 100 ml wody destylowanej zawierającej 0,1 g waty kwarcowej, powoli wkraplano roztwór 10% wag. komercyjnego ditlenku tytanu P25 (Evonik (Niemcy)) w etanolu. Proces prowadzono w temperaturze pokojowej, a mieszaninę reakcyjną ciągle mieszano. Z otrzymanej zawiesiny waty kwarcowej i rozpuszczonego komercyjnego ditlenku tytanu P25 w etanolu usunięto składniki ciekłe, a następnie stały produkt poddano suszeniu przez 12 godz. w temperaturze 105°C w powietrzu atmosferycznym. Suchą watę kwarcową z naniesionym komercyjnym ditlenkiem tytanu P25 umieszczono w piecu rurowym, a przepłukano argonem i w atmosferze tego gazu (100 cm3/min) ogrzewano do 500°C. Zadaną temperaturę utrzymywano przez 3 godz.
Tak wykonane złoże 1 umieszczono w reaktorze rurowym - transparentna dla promieni UV rurka kwarcowa. Złoże 1 wypełnia przestrzeń reaktora jak to pokazano na Fig. 2. Tak przygotowany reaktor umieszczono współosiowo do trzech okrągłych lamp jarzeniowych emitujących promieniowanie UV.
P r z y k ł a d II
Złoże 1 wykonane jak w przykładzie I, przy czym komercyjny ditlenek tytanu P25 stanowi 5% wag. zawiesiny w etanolu.
P r z y k ł a d III
Złoże 1 wykonane jak w przykładzie I, przy czym komercyjny ditlenek tytanu P25 stanowi 2,5% wag. zawiesiny w etanolu.
P r z y k ł a d IV
Złoże 1 wykonane jak w przykładzie I, przy czym stosuje się jako alkanol-2-propanol.
PL 231 103 B1
P r z y k ł a d V
Złoże 1 wykonane jak w przykładzie IV, przy czym nie stosuje się przepłukiwania gazem inertnym. Wygrzewanie prowadzi się w temperaturze 500°C.

Claims (6)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza zawierające ditlenek tytanu immobilizowany na wacie kwarcowej, znamienne tym, że ditlenek tytanu stanowi silnie zdyspergowany, amorficzny ditlenek tytanu w formie proszkowej.
  2. 2. Sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza, zawierający ditlenek tytanu immobilizowany na wacie kwarcowej, polegający na dodawaniu do wodnej zawiesiny waty kwarcowej źródła tytanu, mieszaniu do otrzymania jednorodnej zawiesiny, suszeniu a następnie wygrzewaniu suchej waty kwarcowej z immobilizowanym ditlenkiem tytanu w atmosferze gazu inertnego, znamienny tym, że do wodnej zawiesiny waty kwarcowej dodaje się jednorodną zawiesinę 2,5-10% wagowych silnie zdyspergowanego, proszkowego, amorficznego ditlenku tytanu w alkanolu, przy czym wygrzewanie prowadzi się w temperaturze 500°C.
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako alkanol stosuje się etanol lub 2-propanol.
  4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że suszeniu podaje się stały produkt po oddzieleniu składników ciekłych, przy czym suszy się w temperaturze powyżej temperatury wrzenia wody, korzystnie w 105°C.
  5. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przed wygrzewaniem suchą watę kwarcową z immobilizowanym dwutlenkiem tytanu przepłukuje się gazem inertnym.
  6. 6. Sposób według zastrz. 2 albo 5, znamienny tym, że jako gaz inertny stosuje się argon.
PL409689A 2014-10-07 2014-10-07 Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza PL231103B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409689A PL231103B1 (pl) 2014-10-07 2014-10-07 Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409689A PL231103B1 (pl) 2014-10-07 2014-10-07 Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL409689A1 PL409689A1 (pl) 2016-04-11
PL231103B1 true PL231103B1 (pl) 2019-01-31

Family

ID=55646113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL409689A PL231103B1 (pl) 2014-10-07 2014-10-07 Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL231103B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4202082A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas diffusion layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4202082A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas diffusion layer

Also Published As

Publication number Publication date
PL409689A1 (pl) 2016-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shavisi et al. Application of TiO2/perlite photocatalysis for degradation of ammonia in wastewater
Bouarioua et al. Photocatalytic activities of TiO2 layers immobilized on glass substrates by dip-coating technique toward the decolorization of methyl orange as a model organic pollutant
Nickheslat et al. Phenol photocatalytic degradation by advanced oxidation process under ultraviolet radiation using titanium dioxide
Sampaio et al. Ag-loaded ZnO materials for photocatalytic water treatment
Zhang et al. Preparation of photocatalytic TiO2 coatings of nanosized particles on activated carbon by AP-MOCVD
Rimoldi et al. Green and low cost tetracycline degradation processes by nanometric and immobilized TiO2 systems
JP2636158B2 (ja) 酸化チタン多孔質薄膜光触媒及びその製造方法
KR101083060B1 (ko) 광촉매활성을 갖는 복합탄소나노섬유 제조방법, 그 방법으로 제조된 광촉매활성을 갖는 복합탄소나노섬유, 상기 복합탄소나노섬유를 포함하는 필터 및 상기 제조방법에 사용되는 열 안정성 광촉매 졸 용액
Wongcharoen et al. Easy synthesis of TiO2 hollow fibers using kapok as a biotemplate for photocatalytic degradation of the herbicide paraquat
Taranto et al. Photocatalytic air purification: Comparative efficacy and pressure drop of a TiO2-coated thin mesh and a honeycomb monolith at high air velocities using a 0.4 m3 close-loop reactor
JP2517874B2 (ja) 酸化チタン薄膜光触媒の製造方法
JP2600103B2 (ja) 光触媒フィルター及びその製造方法
García-Muñoz et al. Photocatalytic degradation of phenol and isoproturon: Effect of adding an activated carbon to titania catalyst
Mahboob et al. Mesoporous LaVO4/MCM-48 nanocomposite with visible-light-driven photocatalytic degradation of phenol in wastewater
Brancher et al. Photocatalytic oxidation of H2S in the gas phase over TiO2-coated glass fiber filter
Kim et al. Application of a hybrid system comprising carbon-doped TiO2 film and a ceramic media-packed biofilter for enhanced removal of gaseous styrene
IL121877A (en) Photocatalysts for the degradation of organic pollutants
Ho et al. Enhanced photocatalytic activity of fish scale loaded TiO2 composites under solar light irradiation
Mohamed et al. Doping cadmium oxide into mesoporous zinc oxide matrix for enhanced removal/reduction of Hg (II) Ions
KR100383035B1 (ko) 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치
PL231103B1 (pl) Złoże do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza oraz sposób wytwarzania złoża do fotokatalitycznego usuwania siarkowodoru z powietrza
Nasr-Esfahani et al. Alumina/TiO 2/hydroxyapatite interface nanostructure composite filters as efficient photocatalysts for the purification of air
Agustina et al. Application of TiO2 nano particles photocatalyst to degrade synthetic dye wastewater under solar irradiation
RU2482912C1 (ru) Способ получения фильтрующе-сорбирующего материала с фотокаталитическими свойствами
Fernandes et al. MICROSCAFS® for minocycline elimination from water and real wastewater: Porosity and TiO2 nanoparticles effect