PL208989B1 - Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych - Google Patents
Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnychInfo
- Publication number
- PL208989B1 PL208989B1 PL372472A PL37247205A PL208989B1 PL 208989 B1 PL208989 B1 PL 208989B1 PL 372472 A PL372472 A PL 372472A PL 37247205 A PL37247205 A PL 37247205A PL 208989 B1 PL208989 B1 PL 208989B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- visible radiation
- titanium dioxide
- discolouring
- manufacture
- acid
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 title 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 7
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- STOOUUMSJPLRNI-UHFFFAOYSA-N 5-amino-4-hydroxy-3-[[4-[4-[(4-hydroxyphenyl)diazenyl]phenyl]phenyl]diazenyl]-6-[(4-nitrophenyl)diazenyl]naphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=C(N=NC=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N=NC=3C=CC(O)=CC=3)C(O)=C2C(N)=C1N=NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 STOOUUMSJPLRNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych.
Odbarwianie ścieków przemysłu tekstylnego i innych stanowi poważny problem ze względu na pojawianie się mieszaniny barwników w ściekach oraz niskiej biodegradowalności. Stosowanie metod separacji takich jak na przykład adsorpcja, membrany, biodegradacja, jest nieefektywne i w większości przypadków jest zwykłym przeniesieniem zanieczyszczeń z fazy do nowej fazy i nie stwarza to możliwości odzysku barwników.
Jedynym sposobem wydają się być metody utleniania i końcowej mineralizacji do produktów nieorganicznych i wody.
Ostatnio rozwijają się metody tak zwanego zaawansowanego utleniania z udziałem fotokatalizatorów na bazie krystalicznego TiO2. Zazwyczaj do fotokatalitycznej aktywacji stosuje się promieniowanie z zakresu UV (do 400 nm), gdzie krystaliczne odmiany TiO2 są zdolne do absorpcji tego promieniowania.
Ponieważ promieniowanie UV stanowi tylko ok. 4% ogólnego promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi, duże zainteresowanie wzbudzają fotokatalizatory aktywne w obszarze widzialnym, tzn. o długości fali powyżej 400 nm.
Znanych jest szereg metod otrzymywania tych materiałów. Opisane są modyfikacje krystalicznych form anatazu lub rutylu, metody preparatyki w postaci nano-krystalicznej, wychodząc z odczynników chemicznych o bardzo dużej czystości. Metody te polegają na kalcynacji w parach amoniaku. Uzyskane efekty nie były zadowalające, a koszty wysokie, ponieważ w każdym przypadku stosowano wysokie temperatury.
Nieoczekiwanie okazało się, że bardzo dobre materiały aktywne w zakresie promieniowania widzialnego można uzyskać po udoskonaleniu zanieczyszczonych półproduktów pobranych z siarczanowej technologii otrzymywania dwutlenku tytanu.
Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym że niekalcynowany uwodniony dwutlenek tytanu w postaci kwasu metatytanowego poddaje się przemywaniu wodą i/lub roztworem wodnym amoniaku i następnie suszy się w temperaturze 100-105°C. Kwas metatytanowy uzyskuje się jako półprodukt z linii technologicznej z technologii siarczanowej otrzymywania dwutlenku tytanu. Kwas metatytanowy pobrany z technologii siarczanowej zanieczyszczony jest kwasem siarkowym oraz innymi zanieczyszczeniami nieorganicznymi i organicznymi pochodzącymi z rud wyjściowych stosowanych w technologii siarczanowej i zawiera zarodki krystalizacji.
Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że eliminuje się konieczność stosowania bardzo czystych reagentów i wysokotemperaturowy etap kalcynacji do końcowych form TiO2.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania jako materiał wyjściowy do przykładów stosowano uwodniony dwutlenek tytanu po filtracji na filtrach Moora w technologii siarczanowej przed dodaniem dodatków prażalniczych i przed wysokotemperaturową kalcynacją. Uwodniony dwutlenek tytanu zawierał resztki kwasu siarkowego i zanieczyszczenia pochodzące ze stosowanej rudy ( na przykład ilmenit) oraz zarodki krystalizacji.
P r z y k ł a d 1.
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatynowego i zalano wodą destylowaną. Obję tość całkowita mieszaniny ok. 800 cm3. Po dokładnym wymieszaniu bagietką, pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie, do uzyskania odczynu obojętnego cieczy sklarowanej. Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moździerzu. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorem. Do rozkładu użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax = 518 nm, m.cz. = 913 g/mol) o stężeniu 3 mg/dm3.
Całkowita objętość fotoreaktora wynosiła 0.5 dm3 Stężenie fotokatalizatora wynosiło 0.2 g/dm3. Stosowano promieniowanie z zakresu widzialnego (żarówka Philips o mocy 100 W). Natężenie promieniowania przy lustrze ścieku barwnego dla promieniowania widzialnego Vis - 385 W/m2 z niewielkim udziałem składnika UV (0.09 W/m2). Po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem widzialnym uzyskano 96% rozkład czerwieni reaktywnej Reactive Red 198.
PL 208 989 B1
P r z y k ł a d 2.
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatynowego i zalano wodą destylowaną. Obję tość całkowita mieszaniny ok. 800 cm3. Po dokładnym wymieszaniu bagietką pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie, do uzyskania odczynu obojętnego cieczy sklarowanej.
Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moź dzierzu.
Przeprowadzono reakcje foto katalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorem.
Do rozkładu użyto wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - Xmax = 624 nm, m.cz.
= 1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3.
Całkowita objętość fotoreaktora wynosiła 0.5 dm3. Stężenie fotokatalizatora wynosiło 0.2 g/dm3. Stosowano promieniowanie z zakresu widzialnego (żarówka Philips o mocy 100 W). Natężenie promieniowania przy lustrze ścieku barwnego dla promieniowania widzialnego Vis-385 W/m2 z niewielkim udziałem składnika UV (0.09 W/m2). Po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem widzialnym uzyskano 100% rozkład zieleni bezpośredniej Direct Green 99.
P r z y k ł a d 3.
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatynowego i zalano wodą amoniakalną. Objętość całkowita mieszaniny ok. 800 cm3. Nie obserwowano wydzielania ciepła. Zaobserwowano szybszą sedymentację katalizatora w roztworze amoniakalnym w porównaniu z roztworem wodnym. Po dokładnym wymieszaniu bagietką pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Osad zalano wodą destylowaną. Po dokładnym wymieszaniu bagietką pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie.
Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moździerzu.
Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorem. Do rozkładu użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax = 518 nm, m.cz. = 913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3.
Całkowita objętość fotoreaktora wynosiła 0.5 dm3 Stężenie fotokatalizatora wynosiło 0.2 g/dm3. Stosowano promieniowanie z zakresu widzialnego (żarówka Philips o mocy 100 W). Natężenie promieniowania przy lustrze ścieku barwnego dla promieniowania widzialnego Vis - 385 W/m2 z niewielkim udziałem składnika UV (0.09 W/m2). Po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem widzialnym uzyskano 12% rozkład czerwieni reaktywnej Reactive Red 198.
P r z y k ł a d 4.
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatynowego i zalano wodą amoniakalną. Objętość całkowita mieszaniny ok. 800 cm3. Nie obserwowano wydzielania ciepła. Zaobserwowano szybszą sedymentację katalizatora w roztworze amoniakalnym w porównaniu z roztworem wodnym. Po dokładnym wymieszaniu bagietką pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Osad zalano wodą destylowaną. Po dokładnym wymieszaniu bagietką pozostawiono na noc, po czym zdekantowano ciecz znad osadu. Czynność powtarzano trzykrotnie.
Pozostałość suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moździerzu.
Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorem. Do rozkładu użyto wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - Xmax = 624 nm, m.cz. = 1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3.
Całkowita objętość fotoreaktora wynosiła 0.5 dm3 Stężenie fotokatalizatora wynosiło 0.2 g/dm3. Stosowano promieniowanie z zakresu widzialnego (żarówka Philips o mocy 100 W). Natężenie promieniowania przy lustrze ścieku barwnego dla promieniowania widzialnego Vis - 385 W/m2 z niewielkim udziałem składnika UV (0.09 W/m2). Po 5 godzinach naświetlania promieniowaniem widzialnym uzyskano 63% rozkład zieleni bezpośredniej Direct Green 99.
Claims (4)
1. Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych, znamienny tym, że niekalcynowany uwodniony dwutlenek tytanu w postaci kwasu metatytanowego przemywa się wodą i/lub roztworem wodnym amoniaku i następnie suszy w temperaturze 100-105°C.
2. Sposób wytwarzania fotokatalizatora według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się kwas metatytanowy pobrany jako półprodukt z linii technologicznej z technologii siarczanowej otrzymywania dwutlenku tytanu.
3. Sposób wytwarzania fotokatalizatora według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się kwas metatytanowy zanieczyszczony kwasem siarkowym oraz innymi zanieczyszczeniami nieorganicznymi i organicznymi pochodzącymi z rud wyjściowych stosowanych w technologii siarczanowej.
4. Sposób wytwarzania fotokatalizatora według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się kwas metatytanowy zawierający zarodki krystalizacji.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL372472A PL208989B1 (pl) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL372472A PL208989B1 (pl) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL372472A1 PL372472A1 (pl) | 2006-08-07 |
| PL208989B1 true PL208989B1 (pl) | 2011-07-29 |
Family
ID=39592160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL372472A PL208989B1 (pl) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL208989B1 (pl) |
-
2005
- 2005-01-27 PL PL372472A patent/PL208989B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL372472A1 (pl) | 2006-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Das et al. | Dye degradation studies using immobilized pristine and waste polystyrene-TiO2/rGO/g-C3N4 nanocomposite photocatalytic film in a novel airlift reactor under solar light | |
| Martínez-de La Cruz et al. | Synthesis and characterization of WO3 nanoparticles prepared by the precipitation method: evaluation of photocatalytic activity under vis-irradiation | |
| Mohamed et al. | Characterization, adsorption and photocatalytic activity of vanadium-doped TiO2 and sulfated TiO2 (rutile) catalysts: degradation of methylene blue dye | |
| Park et al. | Effects of calcination temperature on morphology, microstructure, and photocatalytic performance of TiO2 mesocrystals | |
| Barebita et al. | Investigation of structural and photocatalytic behavior of Bi13B1-2xVxPxO20. 95+ 2x (0≤ x≤ 0.5) | |
| JP4436910B2 (ja) | 酸化チタンを含有する光触媒、その製造方法及び使用 | |
| WO2004043863A1 (en) | Photocatalytic rutile titanium dioxide | |
| CN101549299A (zh) | 非金属元素多元掺杂纳米二氧化钛光催化剂及其制备方法 | |
| CN104016515B (zh) | 光催化氧化处理印染废水的方法 | |
| Rokesh et al. | A facile solid state synthesis of cone-like ZnO microstructure an efficient solar-light driven photocatalyst for rhodamine B degradation | |
| PL208989B1 (pl) | Sposób wytwarzania fotokatalizatora na bazie dwutlenku tytanu aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych | |
| RU2486134C1 (ru) | Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана | |
| CN101844806B (zh) | 乙二胺四乙酸二钠辅助水热合成纳米多孔TiO2的方法 | |
| Bhosale et al. | Photocatalytic efficiency of sol–gel synthesized Mn‐doped TiO2 nanoparticles for degradation of brilliant green dye and mixture of dyes | |
| Saha et al. | Solution combustion synthesis of γ (L)-Bi2MoO6 and photocatalytic activity under solar radiation | |
| Stepanov et al. | The synthesis and investigation of crystallographic and adsorption properties of TiO2 powders | |
| PL213475B1 (pl) | Sposób otrzymywania fotokatalizatora aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych i rozkładu zanieczyszczeń organicznych | |
| Besheli et al. | Using an economic method to prepare TiO2 from natural ilmenite for photodegradable dye removal | |
| PL206573B1 (pl) | Sposób otrzymywania nanokrystalicznego anatazu fotoaktywnego w promieniowaniu (54) widzialnym oraz fotokatalizator do odbarwiania ścieków barwnych w zakresie promieniowaniawidzialnego | |
| US8420046B1 (en) | Method of preparing high crystalline nanoporous titanium dioxide photocatalyst | |
| PL213380B1 (pl) | Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych | |
| JP2005177745A (ja) | ジルコニア添加チタニア光触媒粉体及びその製造方法 | |
| Kottam et al. | An excellent photocatalytic efficiency of ZnO under visible light for fast removal of organic pollutant from aqueous solution | |
| JP2007314418A (ja) | 低ハロゲン低ルチル型超微粒子酸化チタン及びその製造方法 | |
| JP4581093B2 (ja) | 酸化チタンの製造法 |