PL229974B1 - Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych - Google Patents

Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych

Info

Publication number
PL229974B1
PL229974B1 PL412394A PL41239415A PL229974B1 PL 229974 B1 PL229974 B1 PL 229974B1 PL 412394 A PL412394 A PL 412394A PL 41239415 A PL41239415 A PL 41239415A PL 229974 B1 PL229974 B1 PL 229974B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
graphene
oxide
organic dyes
hours
Prior art date
Application number
PL412394A
Other languages
English (en)
Other versions
PL412394A1 (pl
Inventor
Beata Zielińska
Ryszard Kaleńczuk
Małgorzata Aleksandrzak
Ewa Mijowska
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ 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 filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL412394A priority Critical patent/PL229974B1/pl
Publication of PL412394A1 publication Critical patent/PL412394A1/pl
Publication of PL229974B1 publication Critical patent/PL229974B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych, zwłaszcza błękitu metylenowego z wody. Ponadto katalizator posiada również potencjał zastosowania w dziedzinach: fotokatalityczne otrzymywanie wodoru, superkondensatorów i inne.
Z literatury znanych jest wiele sposobów otrzymywania katalizatorów i mieszanin katalizatorów stosowanych w reakcji fotokatalitycznego usuwania zanieczyszczeń organicznych z wody oraz fotok atalitycznego otrzymywania wodoru. Z polskiego zgłoszenia patentowego P. 397590 znany jest sposób otrzymywania nanokompozytu dwutlenek tytanu z grafenem poprzez mieszanie roztworu tytanianu tetrabutylu w etanolu z roztworem tlenku grafenu w stosunkach objętościowych 1:4 i 1:8 i jednoczesne poddawanie zawiesiny działaniu fal ultradźwiękowych. W zgłoszeniu patentowym P.398118 znane jest wykorzystanie nanokompozytu dwutlenek tytanu z grafenem jako katalizatora do oczyszczania wody ze związków organicznych. Znany jest również sposób modyfikowania płatków grafenu P. 400553 nanocząstkami tlenku glinu. Sposób otrzymywania modyfikowanych płatków grafenu polega na tym, że do zdyspergowanych w rozpuszczalniku organicznym płatków grafenu wprowadza się związek glinu (AlR3 lub Al(OR)3, R- podstawnik alkilowy zawierający od 1 do 9 atomów węgla), a następnie miesza się w obecności suchego lub wilgotnego powietrza, usuwa rozpuszczalnik i pozostałość po wysuszeniu rozkłada się termicznie w obecności powietrza w temperaturze od 200 do 1200°C. Znane są również sposoby otrzymywania złożonych fotokatalizatorów tj.: BiOCl/grafen (CN20141247057 20140606), BiVO4/grafen (CN20141255631 20140611), nanodruty TiO2/grafen (CN20141243482 20140604), Cu3SnS4/grafen (CN2014168296 20140227) i inne. Dotychczas znanych jest kilka kompozycji wykorzystywanych jako katalizatory dla rekcji fotokatalitycznej, w skład których wchodzi grafen oraz pochodne tlenku niobu (V) i tlenku tantalu (V). Przykładem mogą być tutaj następujące kompozycje: K4Nb6O17/5% grafenu [International Journal of Hydrogen Energy, 39 (2014) 12515-2523], Sr2Ta2O7/grafen [ACSNano, 5(5) (2011) 3483-3492], Bi5Nb3OWgrafen [Chemical Engineering Journal, 2009 (2012) 2015-222] i niobian potasu/grafen [Separation and Purification Technology 108 (2013) 139-142]. Z publikacji [Polish Journal of Environmental Studies 18(1B) (2009) 274-277 oraz Polish Journal of Chemical Technology 12(3) (2010) 33-35] znany jest sposób otrzymywania mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) polegający na impregnacji tlenku tantalu (V) w wodnym roztworze wodorotlenku sodu i następnie kalcynacji otrzymanej mieszaniny w zakresie temperatury od 450°C do 800°C przez 11 godzin. W końcowym etapie otrzymany materiał katalityczny przemywano wodą destylowaną i suszono w temperaturze 110°C. Znane jest również wykorzystanie czystego tantalanu (V) sodu i grafenu w reakcji fotokatalitycznego otrzymywania wodoru [Chemistry of Materials 26(2014) 4705-4711].
Katalizator do usuwania barwników organicznych, według wynalazku, zawierający tantalan (V) sodu i tlenek tantalu (V), charakteryzuje się tym, że zawiera tantalan (V) sodu w ilości od 43% do 50% wagowych, tlenek tantalu (V) w ilości od 9% do 16% wagowych i grafen w ilości od 36% do 43% wagowych.
Sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych, według wynalazku, wykorzystujący mieszaninę tantalanu (V) sodu i tlenku tantalu (V), charakteryzuje się tym, że mieszaninę tantalanu (V) sodu i tlenku tantalu (V) zawierającą od 16,1% do 26,9% Ta2O5, i tlenek grafenu w stosunku wagowym od 1:1 do 2:1 w etanolu poddaje się działaniu fal ultradźwiękowych przez 48 godzin. Następnie, w celu zredukowania tlenku grafenu do grafenu, do otrzymanej zawiesiny dodaje się sacharozę w stosunku wagowym tlenek grafenu do sacharozy wynoszącym 1:0.7 i miesza się. Tak otrzymany katalizator oddziela się od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową i przemywa się co najmniej trzykrotnie wodą destylowaną i suszy.
Katalizator według wynalazku posiada wysoką aktywność fotokatalityczną w reakcji usuwania barwników organicznych, zwłaszcza błękitu metylenowego z wody z udziałem światła ultrafioletowego w porównaniu do niewielkiej aktywności wyjściowej mieszaniny tantalanu (V) sodu/tlenek tantalu (V).
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zdjęcie otrzymanego katalizatora wykonane transmisyjnym mikroskopem elektronowym z przykładu 1, fig. 2 przedstawia zdjęcie katalizatora otrzymanego z przykładu V.
P r z y k ł a d I
100 mg mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) (NaTaO3/Ta2Os) zawierającej 16,1% Ta2O5 oraz 100 ml etanolu sonikowano w łaźni ultradźwiękowej przez 24 godziny. Następnie do otrzyPL 229 974 B1 manej mieszaniny dodano 100 mg tlenku grafenu i dalej prowadzono sonikację przez kolejne 24 godziny. W kolejnym etapie roztwór zawierający 70 mg sacharozy i 50 ml wody destylowanej dodano do powyższej zawiesiny i mieszano magnetycznie przez 2 godziny w temperaturze 100°C. Otrzymany katalizator oddzielono od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową. Ostatecznie uzyskany produkt trzykrotnie przemywano wodą destylowaną a następnie suszono w temperaturze 80°C przez 48 godzin.
Katalizator użyto do usunięcia błękitu metylenowego z wody. Stopień rozkładu błękitu metylenowego wynosił 93,79% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) osadzonego na grafenie oraz 27,72% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V).
P r z y k ł a d II
100 mg mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) (NaTaO3/Ta2O5) zawierającej 26,9% Ta2O5 oraz 100 ml etanolu sonikowano w łaźni ultradźwiękowej przez 24 godziny. Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano 100 mg tlenku grafenu i dalej prowadzono sonikację przez kolejne 24 godziny. W kolejnym etapie roztwór zawierający 70 mg sacharozy i 50 ml wody destylowanej dodano do powyższej zawiesiny i mieszano magnetycznie przez 2 godziny w temperaturze 100°C. Otrzymany katalizator oddzielono od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową. Ostatecznie uzyskany produkt trzykrotnie przemywano wodą destylowaną a następnie suszono w temperaturze 80°C przez 48 godzin.
Katalizator użyto do usunięcia błękitu metylenowego z wody. Stopień rozkładu błękitu metylenowego wynosił 89,26% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) osadzonego na grafenie.
P r z y k ł a d III
100 mg mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) (NaTaO3/Ta2O5) zawierającej 18,2% Ta2O5 oraz 100 ml etanolu sonikowano w łaźni ultradźwiękowej przez 24 godziny. Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano 100 mg tlenku grafenu i dalej prowadzono sonikację przez kolejne 24 godziny. W kolejnym etapie roztwór zawierający 70 mg sacharozy i 50 ml wody destylowanej dodano do powyższej zawiesiny i mieszano magnetycznie przez 2 godziny w temperaturze 100°C. Otrzymany katalizator oddzielono od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową. Ostatecznie uzyskany produkt trzykrotnie przemywano wodą destylowaną a następnie suszono w temperaturze 80°C przez 48 godzin.
Katalizator użyto do usunięcia błękitu metylenowego z wody. Stopień rozkładu błękitu metylenowego wynosił 91,67% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) osadzonego na grafenie.
P r z y k ł a d IV
150 mg mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) (NaTaO3/Ta2O5) zawierającej 16,1% Ta2O5 oraz 100 ml etanolu sonikowano w łaźni ultradźwiękowej przez 24 godziny. Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano 100 mg tlenku grafenu i dalej prowadzono sonikację przez kolejne 24 godziny. W kolejnym etapie roztwór zawierający 70 mg sacharozy i 50 ml wody destylowanej dodano do powyższej zawiesiny i mieszano magnetycznie przez 2 godziny w temperaturze 100°C. Otrzymany katalizator oddzielono od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową. Ostatecznie uzyskany produkt trzykrotnie przemywano wodą destylowaną a następnie suszono w temperaturze 80°C przez 48 godzin.
Katalizator użyto do usunięcia błękitu metylenowego z wody. Stopień rozkładu błękitu metylenowego wynosił 98,45% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) osadzonego na grafenie.
P r z y k ł a d V
200 mg mieszaniny tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) (NaTaO3/Ta2O5) zawierającej 16,1% Ta2O5 oraz 100 ml etanolu sonikowano w łaźni ultradźwiękowej przez 24 godziny. Następnie do otrzymanej mieszaniny dodano 100 mg tlenku grafenu i dalej prowadzono sonikację przez kolejne 24 godziny. W kolejnym etapie roztwór zawierający 70 mg sacharozy i 50 ml wody destylowanej dodano do powyższej zawiesiny i mieszano magnetycznie przez 2 godziny w temperaturze 100°C. Otrzymany katalizator oddzielono od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową. Ostatecznie uzyskany produkt trzykrotnie przemywano wodą destylowaną a następnie suszono w temperaturze 80°C przez 48 godzin.
Katalizator użyto do usunięcia błękitu metylenowego z wody. Stopień rozkładu błękitu metylenowego wynosił 97,86% dla katalizatora tantalan (V) sodu/tlenek tantalu (V) osadzonego na grafenie.

Claims (2)

1. Katalizator do usuwania barwników organicznych zawierający tantalan (V) sodu i tlenek tantalu (V), znamienny tym, że zawiera tantalan (V) sodu w ilości od 43% do 50% wagowych, tlenek tantalu (V) w ilości do 9% do 16% wagowych i grafen w ilości od 36% do 43% wagowych.
2. Sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych wykorzystujący mieszaninę tantalanu (V) sodu i tlenku tantalu (V), znamienny tym, że mieszaninę tantalanu (V) sodu i tlenku tantalu (V) zawierającą od 16,1% do 26,9% Ta2O5, i tlenek grafenu w stosunku wagowym od 1:1 do 2:1 w etanolu poddaje się działaniu fal ultradźwiękowych przez 48 godzin, następnie do otrzymanej zawiesiny dodaje się sacharozę w stosunku wagowym tlenek grafenu do sacharozy 1:0.7, miesza się i tak otrzymany katalizator oddziela się od mieszaniny reakcyjnej poprzez filtrację membranową i przemywa się co najmniej trzykrotnie wodą destylowaną i suszy.
PL412394A 2015-05-20 2015-05-20 Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych PL229974B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL412394A PL229974B1 (pl) 2015-05-20 2015-05-20 Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL412394A PL229974B1 (pl) 2015-05-20 2015-05-20 Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL412394A1 PL412394A1 (pl) 2016-11-21
PL229974B1 true PL229974B1 (pl) 2018-09-28

Family

ID=57287958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL412394A PL229974B1 (pl) 2015-05-20 2015-05-20 Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229974B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL412394A1 (pl) 2016-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Enhancement of photocatalytic activity of titania–titanate nanotubes by surface modification
De León et al. Catalytic activity of an iron-pillared montmorillonitic clay mineral in heterogeneous photo-Fenton process
Kaur et al. Metallovesicles as smart nanoreactors for green catalytic synthesis of benzimidazole derivatives in water
Machrouhi et al. Synthesis, characterization, and photocatalytic degradation of anionic dyes using a novel ZnO/activated carbon composite
Kumari et al. Graphene oxide–TiO 2 composite: an efficient heterogeneous catalyst for the green synthesis of pyrazoles and pyridines
Lin et al. Elucidation of mesopore-organic molecules interactions in mesoporous TiO2 photocatalysts to improve photocatalytic activity
Rahimizadeh et al. TiO2 nanoparticles and Preyssler-type heteropoly acid modified nano-sized TiO2: A facile and efficient catalyst for the selective oxidation of sulfides to sulfones and sulfoxides
Pop et al. FT-IR studies of cerium oxide nanoparticles and natural zeolite materials
Liu et al. Preparation of β-ferrous oxalate dihydrate layered nanosheets by mechanochemical method and its visible-light-driven photocatalytic performance
Li et al. Enhanced photosensitized degradation of rhodamine B on CdS/TiO2 nanocomposites under visible light irradiation
Shamaila et al. A cost effective and eco-friendly green route for fabrication of efficient graphene nanosheets photocatalyst
Baiju et al. Hydrothermal processing of dye-adsorbing one-dimensional hydrogen titanate
Rafiee et al. H5CoW12O40 supported on nano silica from rice husk ash: A green bifunctional catalyst for the reaction of alcohols with cyclic and acyclic 1, 3-dicarbonyl compounds
Ge et al. Sunlight-induced photocatalytic performance of Bi2WO6 hierarchical microspheres synthesized via a relatively green hydrothermal route
Tao et al. Synthesis, characterization and photocatalytic properties of BiOBr/amidoxime fiber composites
Rathod et al. Preparation, characterization and catalytic activity of MoO3/CeO2–ZrO2 solid heterogeneous catalyst for the synthesis of β-enaminones
Imasaka et al. Synthesis of CHA-type titanosilicate zeolites using titanium oxide as Ti source and evaluation of their physicochemical properties
Luo et al. Prominently photocatalytic performance of restacked titanate nanosheets associated with H2O2 under visible light irradiation
CN103331153B (zh) 一种高活性TiO2纳米盘光催化剂的合成方法
EP1713726B1 (en) Titanium oxide product method for making the same and its use as a photocatalyst
CN101500966A (zh) 基于沸石的催化剂在将含氧化合物转化为低级烯烃方面的用途以及相应的方法
Lee et al. Formation of hollow porous TiO 2 nanospheres via the encapsulation of CO 2 nanobubbles for high-performance adsorption and photocatalysis
PL229974B1 (pl) Katalizator do usuwania barwników organicznych i sposób otrzymywania katalizatora do usuwania barwników organicznych
Caronna et al. Sunlight-induced functionalisation reactions of heteroaromatic bases with aldehydes in the presence of TiO2: A hypothesis on the mechanism
Guesh et al. Ethiopian natural zeolites for photocatalysis