https://doi.org/10.15255/KUI.2013.033
Objavljen: Kem. Ind. 64 (3-4) (2015) 109−116
Referentni broj rada: KUI-33/2013
Tip rada: Izvorni znanstveni rad
Preuzmi rad:  PDF

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

K. Maduna Valkaj, V. Mandić i A. Katović

Sažetak

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 r_Ph = 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.

Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Ključne riječi

katalitičko pročišćavanje otpadnih voda, oksidacija fenola, vodikov peroksid, bakar, zeoliti, postsintetska obrada, aktivnost i stabilnost katalizatora