PL213380B1 - Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych - Google Patents
Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnychInfo
- Publication number
- PL213380B1 PL213380B1 PL372784A PL37278405A PL213380B1 PL 213380 B1 PL213380 B1 PL 213380B1 PL 372784 A PL372784 A PL 372784A PL 37278405 A PL37278405 A PL 37278405A PL 213380 B1 PL213380 B1 PL 213380B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- visible radiation
- rutile
- catalyst
- radiation range
- photocatalyst
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 49
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 18
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 title 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 14
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 20
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 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 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 11
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 7
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 229910003890 H2TiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 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
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 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
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do fotokatalitycznego odbarwiania ścieków barwnych oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora 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 adsorpcja, membrany czy 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 tzw. 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. Powszechnie stosuje się formy anatazowe dwutlenku tytanu, który absorbuje promieniowania tylko z zakresu UV (do 400 nm) i o energii przejś cia Eg powyż ej 3,0 eV.
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 nanokrystalicznej, wychodząc z odczynników chemicznych o bardzo dużej czystości. Pomimo tego uzyskane efekty nie były zadowalające, a koszty wysokie, ponieważ w każdym przypadku stosowano reagenty o czystości odczynnikowej. Powszechnie uważa się też. że faza rutylowa o energii przejścia ok. 3,0 eV jest praktycznie nieaktywna fotokatalitycznie, ze względu na bardzo szybką rekombinację aktywnych centrów elektron/dziura, następuje więc deaktywacja fotokatalizatora, co uniemożliwia fotokatalityczne utlenienia zanieczyszczeń w wodzie.
Znany jest z patentu europejskiego Nr EP 1 138 634 sposób otrzymywania tlenku tytanu metodą kalcynacji w temperaturze od 300°C do 600°C w atmosferze par amoniaku i/lub wody amonikalnej. W patencie tym stosowano odczynnikowej czystoś ci reagenty. Znany jest z polskiego opisu patentowego Nr 184799 sposób wytwarzania rutylowego tlenku tytanu polegający na hydrolizie wodnego roztworu siarczanu tytanu w obecności od 0,2 do 4,0% wagowych zarodków dwutlenku tytanu i kalcynacji uwodnionego tlenku tytanu w temperaturze 850-1000°C w obecności jako dodatków kalcynowania związku sodu lub związku litu lub związku fosforu.
Nieoczekiwanie okazało się, że bardzo dobre materiały na bazie rutylu, aktywne w zakresie promieniowania widzialnego można uzyskać po kalcynacji w atmosferze amoniaku zanieczyszczonego przemysłowego kwasu metatytanowego w temperaturach powyżej 600°C.
Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do odbarwiania ścieków barwnych, charakteryzuje się tym, że przemysłowy zanieczyszczony niekalcynowany uwodniony dwutlenek tytanu w postaci kwasu metatytanowego z technologii siarczanowej, zawierający TiO2, do 66.8%; H2SO4 - do 2%; Sb - do 0,005%; Fe - do 0,06%; Si - do 0,13%; Mg - do 0,04%; V - do 0,005%; Na - do 0,06% oraz wodę w ilości stanowiącej uzupełnienie do 100% poddaje się kalcynacji w atmosferze gazowego amoniaku w temperaturach 601 - 1000°C. Korzystnie w celu usunięcia kwasu siarkowego kwas metatytanowy przed kalcynacją przemywa się wodą i/lub wodą amoniakalną.
Zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym otrzymanego sposobem według wynalazku do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych, przy czym fotokatalizator charakteryzuje się tym. że zawiera fazę anatazową w ilości do 95% oraz fazę rutylową w ilości do 5%, przy czym fotokatalizator posiada kolor żółty i wykazuje absorpcję promieniowania w zakresie widzialnym o energii przejścia poniżej 3,0 eV.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania. Jako materiał wyjściowy do przykładów w niniejszym zgłoszeniu stosowano zanieczyszczony kwas metatytanowy H2TiO3 z technologii siarczanowej przed dodaniem dodatków prażalniczych i przed wysokotemperaturową kalcynacją. Przemysłowy kwas metatytanowy zawierał resztki kwasu siarkowego i zanieczyszczenia pochodzące ze stosowanej rudy (na przykład ilmenit) ora zarodki krystalizacji.
PL 213 380 B1
P r z y k ł a d 1
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego 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.
Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 601°C przez 4 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę anatazową (ok. 94%) oraz ok. 6% rutylu i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,62 eV.
Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - λmax=624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorem. 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 40% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 53% Zieleni Bezpośredniej.
P r z y k ł a d 2
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego 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. Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 700°C przez 4 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę anatazową (ok. 91%) oraz ok. 9% rutylu i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,69 eV.
Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.= 913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - Xmax =624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 16% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 47% Zieleni Bezpośredniej DG99.
P r z y k ł a d 3
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego 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.
Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 800°C przez
PL 213 380 B1 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał niewiele fazy anatazowej (ok. 6%) oraz głównie fazę rutylową (ok. 94%) i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,58 eV.
Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni
Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - λmax=624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 7% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 21% Zieleni Bezpośredniej DG99.
P r z y k ł a d 4
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego 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. Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 900°C przez 4 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę rutylową i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,56 eV. Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 λmax=624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 5% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 10% Zieleni Bezpośredniej DG99.
P r z y k ł a d 5
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego 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, suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moździerzu.
Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 1000°C przez godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę rutylową i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg= 2,59 eV. Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm. m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - λmax=624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 godzinach naświetlania promieniowaniem widzialnym uzyskano 11% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 9% Zieleni Bezpośredniej DG99.
PL 213 380 B1
P r z y k ł a d 6
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego i zalano wodą destylowaną. Objętość całkowita mieszaniny ok. 800 cm3. 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. Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 700°C przez 4 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę anatazową (ok. 91%) oraz ok. 9% rutylu i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,69 eV.
Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - λmax=624 nm, m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3. Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 16% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 47% Zieleni Bezpośredniej DG99.
P r z y k ł a d 7
W zlewce o pojemności 1 dm3 umieszczono ok. 100 cm3 przemysłowego kwasu metatytanowego i suszono w suszarce w temp. 100-105°C przez noc. Wysuszony katalizator roztarto w moździerzu.
Odważono 2 g katalizatora, umieszczono w łódeczce porcelanowej i wstawiono do pieca elektrycznego z przepływem gazowego amoniaku. Proces prowadzono w temperaturze 1000°C przez 4 godziny, odpowiednio. Po procesie katalizator pozostawiono w piecu do ostudzenia. Otrzymany materiał posiadał kolor żółty, zawierał głównie fazę rutyIową i posiadał duży udział pasma absorpcji promieniowania widzialnego o energii przejścia Eg = 2,59 eV. Do fotokatalitycznego rozkładu na otrzymanym materiale użyto wodnego roztworu Czerwieni Reaktywnej (Reactive Red 198 - Xmax=518 nm, m.cz.=913 g/mol) o stężeniu 5 mg/dm3 oraz wodnego roztworu Zieleni Bezpośredniej (Direct Green 99 - λmax=624 nm. m.cz.=1168 g/mol) o stężeniu 10 mg/dm3.
Przeprowadzono reakcje fotokatalitycznego rozkładu barwników azowych z ww. katalizatorami. 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 11% rozkład Czerwieni Reaktywnej RR198 i 9% Zieleni Bezpośredniej DG99.
Claims (3)
1. Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do odbarwiania ścieków barwnych, znamienny tym, że przemysłowy zanieczyszczony niekalcynowany uwodniony dwutlenek tytanu w postaci kwasu metatytanowego z technologii siarczanowej, zawierający TiO2 do 66,8%; H2SO4 - do 2%; Sb - do 0,005%; Fe - do 0,06%; Si - do 0,13%; Mg - do 0,04%; V - do 0,005%; Na - do 0,06% oraz wodę w ilości stanowiącej uzupełnienie do 100% poddaje się kalcynacji w atmosferze gazowego amoniaku w temperaturach 601 - 1000°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed kalcynacją kwas metatytanowy przemywa się wodą i/lub wodą amoniakalną.
3. Zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym otrzymanego sposobem według zastrz. 1 i 2 do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych, przy czym fotokatalizator zawiera fazę anatazową w ilości do 95% oraz fazę rutylową w ilości do 5%, przy czym fotokatalizator posiada kolor żółty i wykazuje absorpcję promieniowania w zakresie widzialnym o energii przejścia poniżej 3,0 eV.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL372784A PL213380B1 (pl) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL372784A PL213380B1 (pl) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL372784A1 PL372784A1 (pl) | 2006-08-21 |
| PL213380B1 true PL213380B1 (pl) | 2013-02-28 |
Family
ID=39592254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL372784A PL213380B1 (pl) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL213380B1 (pl) |
-
2005
- 2005-02-14 PL PL372784A patent/PL213380B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL372784A1 (pl) | 2006-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Moon et al. | Preparation and characterization of the Sb-doped TiO2 photocatalysts | |
| CN104549406B (zh) | 一种g‑C3N4/铋系氧化物复合可见光催化剂及其制备方法与应用 | |
| Martínez-de La Cruz et al. | Synthesis and characterization of WO3 nanoparticles prepared by the precipitation method: evaluation of photocatalytic activity under vis-irradiation | |
| Guo et al. | Facile template-free one-pot fabrication of ZnCo2O4 microspheres with enhanced photocatalytic activities under visible-light illumination | |
| Mohamed et al. | Characterization, adsorption and photocatalytic activity of vanadium-doped TiO2 and sulfated TiO2 (rutile) catalysts: degradation of methylene blue dye | |
| Liu et al. | Tandem photocatalytic oxidation of Rhodamine B over surface fluorinated bismuth vanadate crystals | |
| Bhat et al. | Efficient visible light photocatalysis of Bi 4 TaO 8 Cl nanoparticles synthesized by solution combustion technique | |
| CN103406135A (zh) | 溶胶-凝胶法合成氮掺杂二氧化钛并负载在二硒化钨表面光催化剂的制备方法及其应用 | |
| Sathish et al. | N, S-Co-doped TiO2 nanophotocatalyst: Synthesis, electronic structure and photocatalysis | |
| US20040092393A1 (en) | Photocatalytic rutile titanium dioxide | |
| CN104607230A (zh) | 一种复合光催化剂Bi2O3/g-C3N4及其制备方法和应用 | |
| Wu et al. | Assembled and isolated Bi 5 O 7 I nanowires with good photocatalytic activities | |
| Shao et al. | Sol–gel synthesis of photoactive kaolinite-titania: effect of the preparation method and their photocatalytic properties | |
| Zhou et al. | Construction of hybrid Z-scheme graphitic C3N4/reduced TiO2 microsphere with visible-light-driven photocatalytic activity | |
| Shao-You et al. | Synthesis of S/Cr doped mesoporous TiO2 with high-active visible light degradation property via solid state reaction route | |
| FI113015B (fi) | Titaanidioksidia sisältävä fotokatalyytti, sen valmistusmenetelmä sekä sen käyttö | |
| Zhang et al. | MnO2-doped anatase TiO2–An excellent photocatalyst for degradation of organic contaminants in aqueous solution | |
| US7662359B2 (en) | Titanium oxide product method for making the same and its use as a photocatalyst | |
| Lu et al. | Enhanced visible-light photocatalytic activity of BiVO4 microstructures via annealing process | |
| Yang et al. | Nanosized cadmium sulfide in polyelectrolyte protected mesoporous sphere: a stable and regeneratable photocatalyst for visible-light-induced removal of organic pollutants | |
| Wen et al. | Uniform anatase single-crystal cubes with high thermal stability fully enclosed by active {010} and {001} facets | |
| PL213380B1 (pl) | Sposób otrzymywania rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym oraz zastosowanie rutylu fotoaktywnego w promieniowaniu widzialnym do wytwarzania fotokatalizatora do odbarwiania ścieków barwnych | |
| CN106861698A (zh) | 一种钛酸铁空心微球的制备方法及其应用 | |
| Taib et al. | Photoactive titanium dioxide nanoparticles hybrid for dye removal under light irradiation | |
| PL213475B1 (pl) | Sposób otrzymywania fotokatalizatora aktywnego w promieniowaniu widzialnym stosowanego do odbarwiania ścieków barwnych i rozkładu zanieczyszczeń organicznych |