Utjecaj radnih uvjeta na fotorazgradnju acetamiprida u rotacijskom fotoreaktoru

undergraduate thesis

• Title (english): Influence of operating conditions on photodegradation of acetamiprid in a rotational photoreactor
• Author: Sara Barukčić
• Mentor: Vesna Tomašić (mentor)
• Committee member: Vesna Tomašić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Marin Kovačić (član povjerenstva)
• Committee member: Marina Duplančić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2022-09-12, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering

Abstract

Jedan od najvećih problema današnjice je veliko onečišćenje okoliša koje je uzrokovano neželjenim emisijama postojanih organskih spojeva u različite dijelove ekosustava. Postojane organske onečišćujuće tvari obuhvaćaju veliki broj spojeva koji se uglavnom mogu svrstati u nekoliko karakterističnih skupina kao što su pesticidi, industrijske kemikalije te nenamjerno nastali/proizvedeni sporedni produkti nepotpunog izgaranja goriva, termičke obrade otpada te ostalih antropogenih aktivnosti. Kako bi se spriječili ili ublažili štetni učinci takvih spojeva na okoliš i sačuvala kvaliteta života, sve veća pozornost znanstvenika i stručnjaka usmjerena je na istraživanja i razvoj heterogenih fotokatalitičkih procesa. U ovom je radu provedena fotokatalitička razgradnja neonikotinoidnog insekticida acetamiprida, koji se ubraja u širu skupinu pesticida. Fotorazgradnja odabrane modelne komponente provedena je u rotacijskom fotoreaktoru u uvjetima recirkulacije reakcijske smjese, primjenom imobiliziranog sloja TiO2 fotokatalizatora te uz UV-A izvor zračenja pri različitim radnim uvjetima. Ispitivan je utjecaj protoka recirkulacije reakcijske smjese (30-400 mL/min), broja okretaja centralne cijevi rotacijskog fotoreaktora (0-400 o/min) te površine imobiliziranog fotokatalitičkog sloja (160 i 80 cm^2) na učinkovitost fotorazgradnje. Dobiveni rezultati ukazuju da optimiranje radnih uvjeta značajno utječe na učinkovitost fotodegradacije. Utvrđeno je da se optimalna pretvorba organske komponente postiže pri brzini vrtnje središnje cijevi fotoreaktora od 100 okretaja u minuti, pri recirkulacijskom protoku reakcijske smjese od 200 mL/min, te pri najvećoj površini imobiliziranog sloja fotokatalizatora (160 cm^2). Prisutnost fotokatalizatora u reakcijskom sustavu nije dovoljan preduvjet za uspješnu razgradnju modelne komponente ukoliko se ne provede odgovarajuća fotoinducirana aktivacija fotokatalizatora. Također je utvrđeno da je fotolitička razgradnja zanemariva u usporedbi s fotokatalitičkom razgradnjom.

Abstract (english)

One of the biggest problems nowadays is the severe pollution of the environment by unwanted emissions of persistent organic compounds into different parts of the ecosystem. Persistent organic pollutants include a large number of compounds that can be classified into several characteristic groups, such as pesticides, industrial chemicals, and unintentionally generated/produced by-products from incomplete combustion of fuels, thermal waste treatment, and other anthropogenic activities. In order to prevent or mitigate the harmful effects of such compounds on the environment and preserve the quality of life, scientists and experts are paying more and more attention to the research and development of heterogeneous photocatalytic processes. In this work, the photocatalytic degradation of the neonicotinoid acetamiprid, which belongs to the group of pesticides, was studied. The reactions took place in a rotating photoreactor under conditions of recirculation of the reaction mixture with an immobilized layer of TiO2 photocatalyst and with a UV-A radiation source under different operating parameters. The influence of various parameters was studied: recirculation flow rate of aqueous acetamiprid solution (30 - 400 mL/min), the rotation speed of the central tube of the photoreactor coated with photocatalytic layer (0 - 400 rpm), and surface area of photocatalytic layer (80 and 160 cm^2). The obtained results show that the optimization of working conditions significantly affects the efficiency of photodegradation. It was found that the optimal conversion of the organic component is achieved at a speed of 100 rpm of the central tube of the photoreactor, at a recirculation flow rate of the reaction mixture of 200 mL/min, and at the largest surface area of the immobilized photocatalyst layer (160 cm^2). The presence of a photocatalyst in the reaction system is not a sufficient prerequisite for successful degradation of the model component unless suitable photoinduced activation of the photocatalyst occurs. It was also found that photolytic degradation is negligible compared to photocatalytic degradation.

• Keywords: heterogena fotokataliza; acetamiprid; TiO2; radni uvjeti
• Keywords (english): heterogeneous photocatalysis; acetamiprid; TiO2; operating conditions
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:066906
• Project: Number: IP-2018-01-8669; Title: Intenzifikacija fotokatalitičkih i katalitičkih procesa za obradu otpadnih voda i otpadnih plinova; Acronym: IN-PhotoCat; Leader: Vesna Tomašić; Jurisdiction: Croatia; Funder: HRZZ; Funding stream: IP
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Undergraduate study; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Access restricted to students and staff of home institution
• Created on: 2023-02-17 13:33:58