Solar Photocatalytic Degradation of Sulfamethoxazole by TiO2_{2} Modified with Noble Metals

Application of solar photocatalysis for water treatment is intensively studied. In this work, we investigated TiO2 modified with platinum (Pt/TiO2) and palladium (Pd/TiO2) using sulfamethoxazole (SMX) as the model contaminant. We considered the following parameters: (i) level of TiO2 modification with Pt/Pd, (ii) initial concentration of photocatalysts, (iii) geographic location where processes were conducted, and (iv) natural water matrix. The catalysts characterized by SEM, EDX, DRS, and XRD techniques showed successful deposition of Pd and Pt atoms on TiO2 surface that enabled light absorption in the visible (Vis) range, and therefore caused efficient SMX removal in all tested conditions. A comparison of the rate constants of SMX degradation in various conditions revealed that modification with Pd gave better results than modification with Pt, which was explained by the better optical properties of Pd/TiO2. The removal of SMX was higher with Pd/TiO2 than with Pt/TiO2, independent of the modification level. In the experiments with the same modification level, similar rate constants were achieved when four times the lower concentration of Pd/TiO2 was used as compared with Pt/TiO2. Formation of four SMX transformation products was confirmed, in which both amine groups are involved in photocatalytic oxidation. No toxic effect of post-reaction solutions towards Lepidium sativum was observed

Assessment of benzylparaben toxicity before and after the photochemical decomposition

Zaprezentowano wyniki badań fotodegradacji benzyloparabenu w środowisku wodnym przy zastosowaniu fotosensybilizowanego utleniania. Prowadzone badania miały na celu zbadanie czy tlen singletowy powstały w wyniku wzbudzenia fotosensybilizatora zaimmobilizowanego na nie rozpuszczalnej nanowłókninie poliuretanowej przez promieniowanie widzialne jest wstanie zmniejszyć toksyczność roztworu reakcyjnego. Eksperymenty wykazały, że pomimo niewielkiej mineralizacji uzyskanej po 180 min. procesu roztwór reakcyjny zmniejszył swoją toksyczność.The degradation of benzylparaben in water solution using photolysis photosensitized oxidation was studied. Studies were conducted to examine possibility of application of singlet oxygen generated via excitation of immobilized photosensitizer into insoluble polyurethane nanofabcrics by visible light for reducing the toxicity of reaction solution. The experiments showed that despite the low mineralization obtained after 180 min. of treatment, the toxicity of reaction solution was reduced

Photocatalytic hydrogen production - preliminary study using Au/TiO2 and Pd/TiO2 as photocatalysts

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu znalezienia optymalnych warunków fotokatalitycznej produkcji wodoru w układzie gliceryna-woda. Badania miały na celu wybranie fotokatalizatora, który wykazuje wysoką wydajność i selektywność. W analizie stosowano katalizator TiO2 domieszkowany złotem i palladem (0,1, 0,5, 1% mas.). Fotokatalizatory otrzymano metodą zol-żel. Stężenie rozpuszczalnika w roztworze wynosiło 4,5%. Źródło światła stanowiły 3 lampy ksenonowe o łącznej mocy 225 W,The paper presents the results of study that was performed in order to find the optimal conditions of hydrogen photocatalytic production in the glycerol-water system. The research aimed at the selection of photocatalyst, with the high yield and selectivity. Ti02 doped by gold or palladium (0.1, 0.5% by weight.) was used in the experiments performed. The glycerol concentration in the solution was equal to 4.5%. The photocatalysts were obtained by the sol-gel method. The light source consisted of three xenon lamps with a total power of 225 W

Oxidation of 2,4 dichlorophenol using a homogeneous solution of photosensitizer

Chlorofenole są zanieczyszczeniami występującymi w wodzie. Ze względu na ich toksyczność oraz dużą odporność na degradację wciąż poszukiwane są nowe metody ich usuwania. Procesem pozwalającym na ich usunięcie jest fotosensybilizowane utlenianie. Badania wykonane z wykorzystaniem lampy ksenonowej wykazały, że proces jest energochłonny. Jednakże zastosowanie światła widzialnego pozwala znacznie obniżyć koszty. Badania uwzględniające energię niezbędną do zapoczątkowania reakcji, wzbudzenia fotouczulacza, wykazały, że jest ona na tyle niższa, że proces może być prowadzony z zastosowaniem promieniowania słonecznego jako źródłem światła.Chlorophenols are toxic water contaminants. Existing methods of water purification are not able to degrade them. Photosensitized oxidation process permits to remove aqueous pollution using visible light. The results showed that application of Xenon lamps (as a Vis light source) is energy consuming. However, when the sunlight will be used as a light source the energy cost is negligible. Moreover, results showed that energy necessary to initiate the process is quite low and the process can be led by the Sun as a light source. It can be concluded that photosensitized oxidation process can be conducted with the use of solar radiation in Polish conditions

Ksenoestrogeny - środowiskowe zagrożenia i ich fotochemiczna degradacja

Some of xenoestrogens presented in aqueous environment can mimic or/and block natural hormones (Endocrine disrupting compounds - EDCs). Those hazardous contaminants consist of many natural and synthetic organic compounds, but are mostly man-made substances such as pharmaceuticals and additives for personal care products. The presence of EDCs in the aquatic environment at low concentrations, coupled with their toxicity to microbe cause that the classical method of water purification, including biodegradation are ineffective. Removal of EDCs from the aquatic environment can be effectively carried out by oxidation using advanced oxidation processes and photosensitized oxidation. Applications of photochemical processes permit to obtain a high degree of reduction of EDCs in relatively short time. Photosensitized oxidation, that has shown satisfactory results, has an unquestionable advantage in being able to use oxygen from the air and the energy of sunlight. The paper presents the application of several photochemical methods for degradation of phenolic compounds belonging to the EDCs parabens, chlorophenols, phenylphenol.Niektóre ksenoestrogeny występujące w środowisku wodnym mogą naśladować lub/i blokować naturalne hormony (EDCs). Do grupy tych groźnych substancji zaliczyć można wiele naturalnych i syntetycznych organicznych związków, ale głównie są to substancje stworzone przez człowieka, takie jak farmaceutyki czy środki higieny osobistej. Obecność EDCs w środowisku wodnym w niewielkich stężeniach i często toksycznych wobec mikroorganizmów powoduje, że klasyczne metody oczyszczania wód łącznie z biodegradacją są nieefektywne. Usuwanie EDCs ze środowiska wodnego może być skutecznie realizowane na drodze utleniania poprzez zastosowanie zaawansowanych technik utleniania (AOP) oraz fotosensybilizowanego utleniania. Zastosowanie procesów fotochemicznych pozwala na uzyskanie wysokiego stopnia redukcji EDCs w relatywnie krótkim czasie. Metoda fotosensybilizowanego utleniania posiada niekwestionowaną zaletę, jaką jest możliwość wykorzystania tlenu z powietrza i energii światła słonecznego. W pracy przedstawiono zastosowanie szeregu fotochemicznych metod do degradacji związków fenolowych zaliczanych do EDCs - parabenów, chlorofenoli, fenylofenoli

Związki fenolowe w środowisku - występowanie i wpływ na organizmy żywe

Many of organic compounds used as preservatives in cosmetics, drugs and foods have adverse impact on human and animal health. In recent years, special attention has been paid on substances which interferes with endocrine system of living organisms. The group of this substances is called endocrine disrupting compounds (EDCs) and include wide range of chemicals eg phenolic compounds (parabens, phenylphenols, alkylphenols, bisphenol A etc.). EDCs can mimic or block the action of natural hormones causing changes mainly in the reproductive and immune systems, as well tumours formation. Similar to the natural hormones, EDCs are biologically active at very low concentration (pg/g - ng/g), it is the level comparable with their presence in wastewater effluents. Wastewater treatment plants using conventional treatment methods are not effective in removing most of EDCs, therefore, these compounds are present in the environment for example in marine and riverine sediments and surface water, which is often a drinking water reservoir.Wiele związków organicznych stosowanych jako środki konserwujące w kosmetykach, lekach i żywności niekorzystnie wpływa na zdrowie ludzi i zwierząt. W ostatnich latach szczególną uwagę naukowców na całym świecie zwracają związki chemiczne, powodujące różnego rodzaju zakłócenia w układzie hormonalnym organizmów żywych. Do związków tych, określanych mianem syntetycznych związków endokrynnych (endocrine disrupting compounds - EDCs), zalicza się m.in. szeroką gamę pochodnych fenolowych (np. parabeny, fenylofenole, alkilofenole, bisfenol A) i wiele innych. Związki endokrynne mogą naśladować lub blokować działanie naturalnych hormonów, powodując zmiany w układzie rozrodczym, immunologicznym oraz powstawanie nowotworów, co w konsekwencji prowadzi do poważnego zachwiania równowagi ekologicznej. EDCs, podobnie jak ich naturalne odpowiedniki, wykazują aktywność hormonalną już przy bardzo niskich stężeniach, rzędu pg g–1 i ng g–1. Większość oczyszczalni ścieków nie jest przystosowana do wydajnego usuwania EDCs ze strumienia ścieków, dlatego też związki te są obecne w wielu elementach środowiska, m.in. w osadach rzecznych i morskich, jak również wodzie powierzchniowej, będącej często rezerwuarem wody pitnej

Fotokatalityczna produkcja wodoru z gliceryny - badania wstępne z wykorzystaniem Pt/TiO2 oraz Pd/TiO2 jako katalizatorów

Concern for the environment and the use of renewable energy sources are the two main priorities of energy policy combined with the environmental policy based on the principles of sustainable development. Many aspects should be taken into account in the case of energy production based on biomass/biofuels, in particular the possibility of additional by-products formation. When it comes to biodiesel production, the formation of huge amounts of surplus crude glycerol may be such a problem. The well-known, traditional methods of glycerol utilization are ineffective, which was proved by the big price drop in the glycerol market. High hopes to solve this problem are placed in new technologies: bio-conversion of glycerol to various chemicals or energy carriers and photocatalytic conversion to hydrogen. The paper presents the results of some preliminary studies of photocatalytic glycerol conversion to hydrogen. The investigation was focused on proper selection of catalysts and on the search for the optimum conditions of the photocatalytic process using TiO2 doped with platinum or palladium (0.1, 0.5, 1 wt.%). The initial glycerol concentration in the solution was 4.5%. Photocatalysts were obtained by the sol-gel method. The effect of irradiation intensity was achieved by using 2-4 xenon lamps, the power of 75 W each. Gas product was analyzed by gas chromatography. The highest efficiency of hydrogen production (19.33 mmol/g of catalyst·h) was obtained for Pt doped TiO2. The production rate of hydrogen depended on catalyst concentration, the amount of the noble metal in the catalysts, the concentration of glycerol in the solution and the intensity of irradiation.Efektywna produkcja energii oparta na biomasie/biopaliwach powinna uwzględniać wiele aspektów, w szczególności możliwość powstania dodatkowych produktów ubocznych. W przypadku produkcji biodiesla takim problemem może być zagospodarowanie dużych ilości odpadowej gliceryny powstającej w tym procesie. Dotychczas stosowane tradycyjne metody jej utylizacji okazują się nieefektywne, o czym świadczy duży spadek cen na rynku surowej gliceryny. Duże nadzieje jej korzystnego zagospodarowania wiązane są z nowymi technologiami - biokonwersją do różnych produktów chemicznych i energetycznych oraz fotokatalityczną konwersją do wodoru. W pracy przedstawiono badania przeprowadzone w celu selekcji katalizatorów, które mogą być wykorzystane do konwersji gliceryny, oraz znalezienia optymalnych warunków procesowych. Rozkład gliceryny badano, stosując jako katalizator TiO2 domieszkowany platyną lub palladem (0,1, 0,5, 1% wag.). Stężenie gliceryny w roztworze wynosiło 4,5%. Fotokatalizatory otrzymano metodą zol-żel. Jako źródło światła wykorzystano od 2 do 4 lamp ksenonowych o mocy 75 W. Produkt gazowy analizowano metodą chromatografii gazowej. Najwyższą wydajność produkcji wodoru (19,33 mmola/g kat·h) otrzymano dla fotokatalizatora TiO2 domieszkowanego 0,5% Pt. Efektywność generowania wodoru zależy od rodzaju katalizatora, jego stężenia w roztworze, zawartości metalu szlachetnego w katalizatorze, stężenia gliceryny oraz intensywności naświetlania

Efektywność usuwania surfaktantów anionowych z wody przy zastosowaniu promieniowania UVC i zaawansowanego utleniania w układzie H₂O₂/UVC

Surfactants after their use are discharged into aquatic ecosystems. These compounds may be harmful to fauna and flora in surface waters or can be toxic for microorganisms of the activated sludge or biofilm in WWTP. In order to determine effectiveness of different advanced oxidation processes on the degradation of surfactants, in this study the degradation of anionic surfactants in aqueous solution using photolysis by 254 nm irradiation and by advanced oxidation process in a H2O2/UVC system was investigated. Two representatives of anionic surfactants, linear alkyl benzene sulphonate (LAS-R11-14) and ether carboxylic derivate (EC-R12-14E10) were tested. The influence of pH, initial surfactant concentration and dose of hydrogen peroxide on the degradation was also studied. Results show outstanding effectiveness of the H2O2/UVC system in the removal of surfactant from aqueous solutions.Surfaktanty, podobnie jak większość tego typu substancji chemicznych, po wykorzystaniu trafi ają do środowiska wodnego. Związki te mogą stwarzać zagrożenie dla fl ory i fauny zasiedlającej wody powierzchniowe, jak również mogą działać toksycznie na mikroorganizmy znajdujące się w osadzie czynnym w oczyszczalniach ścieków. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań degradacji wybranych surfaktantów anionowych w środowisku wodnym przy zastosowaniu promieniowania UVC i zaawansowanego utleniania w układzie H2O2/UVC. Zbadano wpływ następujących parametrów reakcyjnych: odczyn środowiska reakcyjnego, początkowego stężenia obiektów badań i nadtlenku wodoru na szybkość degradacji surfaktantów. Uzyskane w toku prac badawczych wyniki potwierdzają wysoką skuteczność zaawansowanego utleniania w układzie H2O2/UVC w usuwaniu badanych surfaktantów ze środowiska wodnego, które jest procesem znacznie efektywniejszym w porównaniu do procesu fotolizy. Unauthenticate

Analysis of biocide ortho-phenylphenol degradation effectiveness in aqueous solution

Niniejsza praca prezentuje wyniki badań degradacji biocydu o-fenylofenolu środowisku wodnym przy zastosowaniu promieniowania UVC i widzial-go, pogłębionego utleniania w układzie H202/UV i fotosensybilizowanego utleniania. Najlepsze efekty rozkładu obiektu badań uzyskano podczas głębionego utleniania w układzie H202/UV. Wzrost pH roztworu spowodował wzrost szybkości fotolizy i fotosensybilizowanego utleniania i niewielkie spowolnienie degradacji o-fenylofenolu w układzie H202/UV.The degradation of biocide ortho-phenylphenol in water solution using photolysis, advanced oxidation in the H202/UV system and photosensitized oxidation was studied. The advanced oxidation process in the H2022/UV system was the most effective and quick method of o-phenylphenol removal from aquatic environment. An increase in pH caused the increase of photolysis and photosensitized oxidation rate, while the rate of advanced oxidation of o-phenylphenol decreased slightly