Bioaktív polimerek fémkomplexeinek előállítása és szerkezetvizsgálata oldat- és szilárdfázisban, komplexkémiai tényezők hatása a képződő kompozitanyagok nanoszerkezetére = Synthesis and structural characterization of biopolymer-metal ion complexes in solutions and in the solid state; the effect of coordination chemical parameters on the nanometric morphology of the complexes formed

Legfontosabb eredmények (i) a Fe(III)-kitozán rendszer nanoszerkezetének jellemzése és in vitro orvosdiagnosztikai alkalmazása; (ii) a kitozán analitikai kémiájának továbbfejlesztése; (iii) a kondroitin-szulfát hidratációjának és ellenion-megkötése dinamikájának jellemzése; (iv) a kondroitin szulfát fémkomplexeinek szerkezeti jellemzése; (v) poliszacharidokkal stabilizált, 5-10 nanométeres magnetit részecskéket tartalmazó mágneses folyadékok előállítása; (vi) mukopoliszacharidok és modellvegyületeik Fe(III)-komplexeinek SXRD és EXAFS tanulmányozása; (vii) mukopoliszacharidok és a karboximetil-cellulóz Sn(IV) komplexeinek jellemzése; (vii) nanoméretű TiO2 fotokatalizátorok polimer templátok jelenlétében történt, valamint lánghidrolitikus előállítása és jellemzése; (viii) biopolimer molekulákat (többek között a DNS-t) funkcionálisan modellező ligandumok Sn(IV)-komplexeinek jellemzése; (ix) a projekt témaköréhez közvetlenül kapcsolódó 5 összefoglaló mű megírása. A projekt eredményeiből 18 referált tudományos közlemény (ebből 15 külföldi folyóiratban Össz.IF = 35,53) és 1 könyvfejezet született, és további 4 publikáció áll közlés alatt. A projekt 8 hazai és 13 nemzetközi konferencia megjelenést támogatott, utóbbiakból további 6 teljes terjedelmű közlemény jelent meg konferencia kiadványban. A projektbe bevont egyetemi hallgatók az elért eredményekből 10 diploma-, 9 projektmunka és 6 diákköri dolgozatot írtak, és 4 PhD értekezéshez használták fel ill. fogják majd felhasználni. | The outcomes are (i) characterization of the nanostructure of the Fe(III)-chitosan system and its in vitro diagnostic use; (ii) further development of the analytical chemistry of chitosan; (iii) characterization of the hydration of chondroitin-sulphate and the dynamics of its bound counterions; (iv) characterization of complexes of chondroitin-sulphate and various metal ions; (v) preparation of 5-10 nm wide magnetite particles stabilized by polysaccharides; (vi) SXRD and EXAFS of Fe(III)-complexes of mucopolysaccharides and their small molecular models; (vii) characterization of the Sn(IV)-complexes of mucopolysaccharides and carboxymethyl-cellulose; (vii) preparation of TiO2 nanoparticles obtained by using organic polymeric templates and by flame-hydrolisis; (viii) characterization of complexes of Sn(IV) and small molecular ligands functionally modeling biopolymers (e.g., DNA); (ix) preparation of 5 review papers. They resulted 18 refereed publications (15 in international journals, Sum.IF = 35,53) and 1 book chapter, and 4 papers in well advanced stage. The project supported 21 conference appearances (13 of them international, yielding 6 full size conference publications). Students involved in the project prepared 10 diploma works, 9 mid semester scientific project works and 6 theses for the conference of the Young Scientist's Society. The achievements of the project contribute to the (defended or to be written) thesis of 4 PhD students

Synthesis and structural features of a novel Ba(II)-Fe(III)-layered double hydroxide

Double hydroxides containing Ba(II) and Fe(III) have been prepared by the co-precipitation of a solution containing Ba(ClO4)2 and Fe(ClO4)3 in an extremely concentrated (up to 20 M) aqueous NaOH solution. The white to pale yellow compounds formed at [NaOH]T ≥ 10 M proved to have layered structure by powder XRD. To the best of our knowledge, this is the first report of layered double hydroxide (LDH) preparation from such highly concentrated base solutions. The interlayer distances of our Ba-Fe-LDHs proved to vary with the base concentration and aging. Ba-Fe-hydroxo-complex salts obtained by others under identical experimental conditions were 3– 4– claimed to consist of [Fe(OH)6] structural units at [NaOH]T = 10 M and [Fe(OH)7] ones at [NaOH]T = 20 M. EXAFS and XANES data indicated that the local environment of Fe(III) is 57 independent of [NaOH]T. From Fe Mössbauer spectroscopy, the local structure of Fe(III) in our Ba-Fe-LDHs is identical to that obtained for Na3Fe(OH)6.xNaOH, i.e., the Fe(III) is in octahedral environment, which is typical for the cationic components incorporated in the LDH structure

Gyógyszernyomok eltávolítása tisztított szennyvizekből nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal = Removal of trace pharmacuticals form clarified wastewaters by Advanced Oxidation Processes

A projekt megvalósítása során olyan nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokon (AOP) alapuló vízkezelési eljárásokat dolgoztunk ki, amelyek alkalmasak biológiailag kezelt szennyvizekben nagyon kicsiny koncentrációban visszamaradó gyógyszernyomok és bomlástermékeik költséghatékony és eredményes eltávolítására. A munkához kellő megbízhatóságú és kimutatási képességű analitikai módszereket fejlesztettünk ki és adaptáltunk. Modellvegyületként ibuprofent, ketoprofent, diklofenakot, naproxent választottunk, de vizsgáltunk antibiotikumot (perfloxacint) is. Az ózon és UV sugárzás kombinációján alapuló módszer jól használható és kellően költség-hatékony az egyszerűen és gazdaságosan üzemeltethető olyan kisnyomású higanygőz-lámpára alapozva, amelynek az ózont termelő 185 nm-es komponensét is hasznosítani tudjuk. Megvizsgáltuk továbbá a vákuum-ultraibolya (VUV) fotolízis és a heterogén fotokatalízis alkalmazhatóságát is. A munkából 12 rangos nemzetközi folyóiratban megjelent dolgozat született (összesített impakt faktor 42,9), 37 előadás hangzott el nemzetközi és hazai konferenciákon, Szabó Rita elkészítette doktori (PhD) dolgozatát, valamint több diplomadolgozat és diákköri dolgozat is készült a tématerületen. | In this project a new wastewater treatment method was developed, based on a novel concept to eliminate toxic organic contaminants of pharmaceutical origin in wastewater effluents and which operates on the principle of combined innovative application of a range of advanced oxidation processes (AOPs). For the reaction kinetic measurements analytical methods with good accuracy, correctness and an unusually low detection limit were developed and adapted, which enables to analyze the components with ppb concentrations. The chosen pharmaceutical compounds were; ketoprofen, ibuprofen, diclophenac, naproxen and one of the antibiotics, the perfloxacin. The combination of ozone and UV-radiation treatment method proved to be the most promising both in terms of cost efficiency and effectiveness. A specific low pressure mercury vapour lamp equipped with a VUV transparent quartz sleeve (transparent to the ozone producing 185 nm component of the light source) was applied. VUV photolysis and heterogeneous photocatalysis also were used in order to compare the applicability of various methods based on the generation of reactive free-radicals. During the elaboration of this project, 12 papers were published (their summarized impact factor is 42.9), 37 conference presentation were held on international and national conferences. Rita Szabó prepared her PhD thesis in this topic and numerous diploma theses were prepared by students worked in this project

Sustainable synthesis of azobenzenes, quinolines and quinoxalines via oxidative dehydrogenative couplings catalysed by reusable transition metal oxide–Bi( iii ) cooperative catalysts

Heterogeneous catalytic oxidative dehydrogenative processes for N-heterocycles are presented, which enable waste-minimized (additive-, oxidant-, base-free), efficient cyclisations/couplings via transition metal oxide–Bi( iii ) cooperative catalysis