Original scientific paper

https://doi.org/10.15255/KUI.2013.033

Katalitička oksidacija fenola uz zeolitni katalizator Cu/Y-5: 2. dio: Utjecaj postsintetske termičke i kemijske obrade

K. Maduna Valkaj ; Department of Reaction Engineering and Catalysis, Faculty of Chemical Engineering and Technology, University of Zagreb, Zagreb, Croatia
V. Mandić ; Department of Inorganic Chemical Technology and Non-Metals, Faculty of Chemical Engineering and Technology, University of Zagreb, Zagreb, Croatia
A. Katovic ; Department of Environmental and Chemical Engineering, University of Calabria, Arcavacata di Rende, Italy

Abstract

Katalitička oksidacija zagađivala organskog podrijetla vodikovim peroksidom u vodenom mediju, poznata kao metoda CWPO (eng. Catalytic Wet Peroxide Oxidation), jedan je od postupaka kojim je moguće postići smanjenje organskog opterećenja otpadnih voda u praksi. U ovom radu zeolit Y-5 izabran je za nosač u koji je kao katalitički aktivna tvar ugrađen bakar. U radu je istražen utjecaj reakcijskih parametara te postsintetske kemijske i termičke obrade katalizatora na njegove katalitičke značajke: aktivnost i stabilnost. Katalizator Cu/Y-5 pripravljen je ionskom izmjenom protoniranog oblika komercijalnog zeolita Y-5. Radi poboljšanja njegovih katalitičkih značajki provođena je postsintetska kemijska (ispiranje sa H₂SO₄) i termička obrada (kalciniranje). Karakterizacija katalizatora Cu/Y-5 obuhvaćala je rengdensku difrakcijsku analizu na praškastom uzorku (PXRD) i elementnu analizu na atomskom apsorpcijskom spektrometru (AAS) te određivanje specifične površine, obujma pora i raspodjele obujma pora (standardna metoda BET). Aktivnost i stabilnost pripravljenih katalizatora ispitana je u reakciji oksidacije fenola vodikovim peroksidom u vodenoj otopini. Maseni udjel bakra na zeolitu bio je 3,46 % prije postsintetske obrade, odnosno 3,97 % nakon postsintetske termičke obrade te 0,94 % nakon postsintetske kemijske obrade. Eksperimentalni podatci dobiveni provođenjem katalitičkih testova testirani su sljedećim kinetičkim modelima za oksidaciju fenola rPh = k₁ c_Ph c_HP i raspad vodikova peroksida r_HP = k₂ c_HP. Za procjenu kinetičkih parametara primijenjena je Nelder-Meadova metoda nelinearnog optimiranja. Oba postupka postsintetske obrade značajno su poboljšala stabilnost pripravljenog Cu/Y-5 katalizatora, dok je istodobno njegova aktivnost ostala nepromijenjena ili je poboljšana.

Keywords

Katalitičko pročišćavanje otpadnih voda; oksidacija fenola; vodikov peroksid; bakar; zeoliti; postsintetska obrada; aktivnost i stabilnost katalizatora

Hrčak ID:

136269

URI

https://hrcak.srce.hr/136269

Publication date:

13.3.2015.

Article data in other languages: english

Visits: 1.672 *