Priprema i testiranje keramičkog monolitnog katalizatora za oksidaciju aromatskih spojeva

diplomski rad

• Naslov (engleski): Preparation and testing of a ceramic monolithic catalyst for the oxidation of aromatic compounds
• Autor: Ivan Sušec
• Mentor: Vesna Tomašić (mentor)
• Član povjerenstva: Vesna Tomašić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marina Duplančić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ana Lončarić Božić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-09-28, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Onečišćenje okoliša problem je kojem se posvećuje sve veća pažnja. Uslijed naglog industrijskog razvoja te sve većeg intenziteta antropogenih aktivnosti u okoliš dospijeva sve veći broj onečišćujućih tvari. Hlapljivi organski spojevi koji pri normalnim uvjetima tlaka i temperature vrlo lako isparavaju predstavljaju jednu od najznačajnijih skupina spojeva koji uvjetuju onečišćenje atmosfere. Postoje brojne metode kojima se nastoji spriječiti emisija hlapljivih organskih spojeva u okoliš. Pritom se katalitička oksidacija pokazala obećavajućim postupkom razgradnje hlapljivih organskih spojeva te jednim od najučinkovitijih i ekonomski najprihvatljivijih postupaka za njihovu oksidaciju/razgradnju. Cilj ovog rada je razvoj keramičkih monolitnih katalizatora za katalitičku oksidaciju aromatskih spojeva. Kao modelna komponenta korištena je plinovita smjesa benzena, toluena, etilbenzena i o-ksilena (BTEX) u dušiku. Tijekom pripreme monolitnih katalizatora korišteni su komercijalni kordijeritni monolitni nosači različitih dimenzija kanala na koje su nanošeni katalitički slojevi. Rad uključuje pronalaženje optimalnog kemijskog sastava katalitičkog sloja, pri čemu su korištene različite kombinacije prijelaznih metala (mangan, bakar, željezo, nikal) i paladija kao predstavnika plemenitih metala. Katalitička oksidacija BTEX provedena je pri različitim radnim temperaturama uz konstantan ukupan protok reakcijske smjese. Također je provedeno testiranje mehaničke stabilnosti pripremljenih monolitnih katalizatora. Pripremljeni keramički monolitni katalizatori pokazali su prihvatljivu mehaničku stabilnost te visoku učinkovitost za oksidaciju smjese aromatskih spojeva, pri čemu je potpuna konverzija svih komponenti smjese postignuta je već pri temperaturi 200 ⁰C, zavisno o kemijskom sastavu katalitičkog sloja. Provedena je i usporedba s aktivnošću komercijalnog monolitnog katalizatora (Purelyst PH-304) te su izvedeni odgovarajući zaključci.

Sažetak (engleski)

Environmental pollution is a problem that is getting more and more attention nowadays. Due to the sudden industrial development and the increasing intensity of anthropogenic activities there is an increasing number of pollutants in the environment. Volatile organic compounds, which under normal pressure and temperature conditions easily evaporate, are one of the most significant groups of compounds that cause atmospheric pollution. There are numerous methods to prevent the release of volatile organic compounds into the environment. Catalytic oxidation proved to be a promising process for the degradation of volatile organic compounds and one of the most efficient and economically most acceptable processes for their oxidation / decomposition. The aim of this research is to develop ceramic monolithic catalysts for catalytic oxidation of aromatic compounds. A gaseous mixture of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene (BTEX) in nitrogen was used as a model component. During the preparation of monolithic catalysts, commercial cordierite monolithic supports of different channel dimensions were used and catalytic layers were applied on them. The research involves finding the optimal chemical composition of the catalytic bed, using different combinations of transition metals (manganese, copper, iron, nickel) and palladium as representatives of precious metals. Catalytic oxidation of BTEX was carried out at different operating temperatures with a constant total flow of reaction mixtures. Mechanical stability testing of prepared monolithic catalysts has also been demonstrated. The prepared ceramic monolithic catalysts showed acceptable mechanical stability of high performance for oxidation of the mixture of aromatic compounds, where complete conversion of all components of the mixture was achieved already at a temperature of 200 ⁰C, depending on the chemical composition of the catalytic layer. A comparison with the activity of a commercial monolithic catalyst (Purelyst PH-304) was also performed and appropriate conclusions were drawn.

• Ključne riječi: hlapljivi organski spojevi; katalitička oksidacija; BTEX; monolitni katalizator; ultrazvuk
• Ključne riječi (engleski): volatile organic compounds; catalytic oxidation; BTEX; monolithic catalyst; ultrasound
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:305190
• Projekt: Šifra: IP-2018-01-8669; Naziv: Intenzifikacija fotokatalitičkih i katalitičkih procesa za obradu otpadnih voda i otpadnih plinova; Kratica: IN-PhotoCat; Voditelj: Vesna Tomašić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: HRZZ; Linija financiranja: IP
• Studijski program: Naziv: Ekoinženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka ekoinženjerstva (mag. ing. oecoing.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Pristup korisnicima matične ustanove
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-04-14 13:00:37