INVESTIGATION OF HETEROGENEOUS CATALYSTS AND OF CATALYTIC HYDROGENATION IN GAS PHASE BY ELECTROCHEMICAL METHODS

A special electrochemical measuring cell was developed for the investigation of processes taking place on the surface of supported industrial metal catalysts above 100 ⁰C in the presence of hydrogen. The dependence of cell voltage on the partial pressure of hydrogen, the activation of catalysts, the hydrogenation of benzene and selective hydrogenation of phenol was investigated with this special measuring method

A királis felismerés heterogén katalitikus hidrogénezésekben = Chiral recognition in heterogeneous catalytic hydrogenations

A kutatómunka elsősorban a prolin nitrogénen alkilezett származékainak előállítására és ezekből észteresítéssel kondenzált aromás származékaik szintézisére irányult. A feladat célkitűzése onnan ered, hogy voltak korábbi kísérleteink a karboxil csoportján észteresített prolinnal, mint királis módosítóval, ezeket az ígéretes molekulákat akartuk továbbfejleszteni oly módon, hogy a nitrogénen alkilezzük őket. Az alkilezésre a reduktív alkilezés módszerét választottuk és olyan ketonokat (izoforon, etilpiruvát, benzálaceton) használtunk, amelyek prokirálisak. Az alkilezett prolin származékok alkil csoportja pedig az enantioszelektív reakcióban hidrogénezendő vegyületekből származik. Ezzel a reszolválásnál jól ismert, un. ?saját származék hatást? akartuk tanulmányozni, javítja-e a szubsztrátum molekulához hasonló alkil csoport a királis módosító hatást. Előállítottuk a tiszta 3,3,5-trimetilciklohexanont és ennek tiszta enantiomerjeit is. Továbbá a reduktív alkilezéssel megkaptuk az N-(3,3,5-trimetilciklohexil)prolint is enantiomertiszta formában. A kísérleti eredmények alapján valószínűsítettük a reakció mechanizmusát. | The aim of the research was to synthesize the alkylated derivatives of proline and its condensed aromatic derivatives with esterification. This objective originated from our earlier experiments with proline esters as chiral modifiers. These promising molecules could be developed further with alkylation at their N atom. Reductive alkylation was the method of choice, for alkylation such ketones were chosen (isophorone, ethyl pyruvate, benzilydene acetone) which are prochiral. The alkyl group is originating from those substrates, which are hydrogenated in the asymmetric reactions. With this method we wanted to study the so called ''own derivative'' effect which is known from optical resolution, whether the similar alkyl group improves the asymmetric effect, the chiral modification. The pure 3,3,5-trimethyl cyclohexanone and its pure enantiomers were prepared, furthermore the N-(3,3,5-trimethylcyclohexyl)proline was also the product in enantiomerically pure form. A reaction mechanism was proposed

COMPLEX STUDIES ON INDUSTRIAL NICKEL CATALYSTS

Selected results of more than 20 year research work are summarized below. The aim has been to reveal relationships between the metal-H system, the catalysts structure and catalytic properties by using magnetic, electrochemical, TPD and X-ray measurements. Furthermore, a new technique has been introduced for the preparation and industrial production of skeleton catalysts and a triple promoted catalyst has been developed for industrial purposes. The development work has been aided by X-ray, SIMS, electron microprobe analysis measurements

Wet Air Oxidation of Aqueous Wastes

Wet air oxidation (WAO) is a key technology in the disposal of industrial and agricultural process wastewaters. It is often used coupled with activated sludge treatment at a wastewater treatment plant (WWTP) as preliminary conversion of toxic and/or non-biodegradable components. The process is based on a high temperature and pressure reaction of the oxidizable materials in water with air or oxygen, in most cases in a bubble column reactor. The oxidation is a chain type radical reaction. The intensification of this technology is possible with the application of homogeneous and heterogeneous catalysts, recently non-thermal radical generating methods (UV/H2O2, ozonization, Fenton type processes) gathered ground also. The most frequent use of the process is in sludge treatment and oxidation of spent caustic of refineries or ethylene plants

Catalytic wet oxidation of real process wastewaters

CWO and WO were carried out for oxidizing different industrial wastewaters of pharmaceutical production, at 230 o C and 250 o C and total pressure of 50 bar, with oxygen, in stainless steel autoclaves. The catalysts were titania supported precious metal (Pt, Pd, Ru, Rh) oxides and copper sulfate. Samples were analyzed with respect to their TOC, COD (BOD) content. The tested wastewaters, some of them mother liquors, could be oxidized, but with rather different conversions. Even at the hard-to-oxidize wastewater the COD decrease hit the 50 % during 4 hours, this procedure decreased the COD/BOD ratio. The Ru oxide-titania catalyst proved to be the most active in this process, yet in the non-catalytic reactions significant conversion was detected also, due to the Fe or Cu ion content of the waste­waters

Co-treatment and utilisation of liquid pharmaceutical wastes

The pharmaceutical industry produces carbon-rich liquid wastes which have been generally qualified as hazardous. A significant proportion of these carbon-rich wastes are currently sent for incineration, although they could be utilised. It was found that the majority of the liquid wastes investigated in this study could be used in biological N-removal as carbon sources for denitrification in domestic wastewater treatment, or for anaerobic biogas production. The volatile content could be separated and the solvents re-utilised, the residual toxic organic compounds could be decomposed by wet oxidation and subsequently sent for biological treatment

Fenntartható fejlődés zöld technológiákkal történő megvalósításának kutatása = Improvement of sustainable development with green technologies

Eredményeink: 1. A megújuló nyersanyag és energiatermelés témakörben igazoltuk, hogy a biomassza direkt hasznosítása mintegy tízszer jobb hatékonyságú, mint az indirekt (üzemanyag) hasznosítás. Megállapítottuk, hogy a membránszűrés jó hatékonysággal alkalmazható a biológiai alapú megújuló energiahordozók feldolgozásában, pl. cukorcirok, szója főzőlé feldolgozás, állati táplálék-kiegészítők feldolgozása/gyártása. Megvalósult ipari tervezésünk van a témakörben. A pervaporációra új modellt állapítottunk meg, mely jobban és szélesebb koncentráció intervallumban alkalmazható, mint az eddigiek. 2. A természeti erőforrások hatékony felhasználása témakörben az energia hathatós hasznosítását vizsgáltuk a rektifikálás témakörben. Megállapítottuk az exergiának a fontosságát és alkalmazási területeit. D (desirability)-függvénnyel vizsgáljuk az egyes rektifikálási alternatívák komplex hatását. 3. Az elkerülhetetlen emissziók kezelésének témakörében a technológiai hulladékvizek szerves illékony szennyezőinek (VOC) és szerves halogénvegyületeinek (AOX) eltávolítására egy rektifikáláson alapuló módszert dolgoztunk ki,mellyel az AOX 8ppm alá szorítható. Megvalósult ipari tervezésünk van a témakörben. 4. Az egyes technológiai fejlesztések környezeti hatáselemzésének eszköze az életciklus elemzés. Egyértelmű kapcsolatot állapítottunk meg az egyes elemző módszerek között. Projektünkben 44 publikáció. amiből 4 “summa cum laude” minősétésű PhD disszertáció, született. | Our results: 1. We proved in the area of renewable raw material and energy production that the direct biomass utilization is ten times more efficient than that of the indirect (biofuel) one. We determined that the membrane filtration can be used with good efficiency in the case of processing raw materials or energy carriers of biological origin, e.g. sweet shogrun, soya process water, animal food supplement production/processing. We completed industrial design in this area. We established a new mathematical model for pervaporation that describes more efficient this operation than the previous ones. 2. In the area of the efficient use of natural resources, we investigated the effective use of energy in the rectification. We determined the importance of the use of the exergy and its application areas. D(desirability)-function was used to investigate the complex impact of the different rectification alternatives. 3. For the treatment of the inevitable emissions, the removal of the volatile organic compounds (VOC) and the adsorbable organic halides (AOX) impurities from process wastewaters we developed a method based on rectification which is capable to reduce the AOX content below 8ppm. . We completed industrial design in this area. 4. The tool of the estimation of environmental impacts is the life cycle assessment (LCA). We determined clear connection among different LCA methods. We completed 44 publications, among them 4 “summa cum laude” PhD dissertation