Show simple item record

Application of modified bentonite as catalyst in Fenton and photo-Fenton removal process of textile reactive dye

dc.contributor.advisorBečelić-Tomin, Milena
dc.contributor.otherDalmacija, Božo
dc.contributor.otherBečelić-Tomin, Milena
dc.contributor.otherMaletić, Snežana
dc.contributor.otherPrica, Miljana
dc.contributor.otherKerkez, Djurdja
dc.creatorPucar-Milidrag, Gordana
dc.date.accessioned2019-09-09T13:30:31Z
dc.date.available2019-09-09T13:30:31Z
dc.date.available2020-07-03T13:39:42Z
dc.date.issued2019-08-13
dc.identifier.urihttps://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/Disertacija155723058053816.pdf?controlNumber=(BISIS)110666&fileName=155723058053816.pdf&id=12839&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/11306
dc.identifier.urihttps://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=110666&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttps://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/IzvestajKomisije155723070526383.pdf?controlNumber=(BISIS)110666&fileName=155723070526383.pdf&id=12840&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urinull/DownloadFileServlet/IzvestajKomisije155723070526383.pdf?controlNumber=(BISIS)110666&fileName=155723070526383.pdf&id=12840
dc.description.abstractCilj  ovog  rada  bio  je  ispitivanje  mogućnosti  primene  modifikovanog  bentonita  kao katalizatora  (ferioksalat  i  Al,  Fe-bentonit  katalizatori)  u  Fenton  i  foto-Fenton  procesu  uklanjanja tekstilne  reaktivne  boje  Reactive  Red  120.  Do  sada  su  objavljene  studije  primene  heterogenog Fenton procesa sa različitim koncentracijama gvožđau katalizatorima i sa kompleksom ferioksalata,međutim, njihovo poređenje u smislu efikasnosti obezbojavanja nije istraženo, što je bio jedan od fokusa  istraživanja  u  ovom  radu.  Osim  toga,  potencijal  sunčeve  energije  predstavlja  16,7%  od ukupno  iskoristivog  potencijala  obnovljivih  izvora  energije  u  Srbiji,  dok  je  prosečno  sunčevo zračenje  u  Srbiji  oko  40%  više  od  evropskog  proseka,  čineći  ga  vrlo  zanimljivim  za  primenu  u ovom tipu tretmana. U cilju što boljeg iskorišćenjasunčevog zračenja i unapređenja fotokatalitičkih performansi  procesa  primenjen  je  parabolični  koncentrišući  reaktor,  koji  je  za  ovu  vrstu  procesa prvi put upotrebljavan. Proučavano je u kojoj meri je solarna fotokataliza značajan segment tehnike za tretman otpadnih voda tokom degradacije perzistentnih jedinjenja, kao što je organska azo boja. Takođe, utvrđen je i potencijal fotolize vodonik-peroksida za obezbojavanjem sintetičkog rastvora date  boje.  Prva  faza  imala  je  za  cilj  sintezu  materijala  primenom  različitih  metoda  pripreme  i konstrukciju solarnog paraboličnog reaktora, koji će se koristiti u Fenton i foto-Fenton procesima degradacije boje Reactive Red 120. Druga faza je podrazumevala karakterizaciju novosintetisanih materijala i optimizaciju procesa fotokatalize primenom Fenton i foto-Fenton procesa i određivanje postignutih efikasnosti primenjenih procesa. Takođe, vršeno je određivanje stepena mineralizacije i identifikacija degradacionih produkata nakon procesa degradacije tekstilne boje Reactive Red 120, kao  i  primena  foto-Fenton  procesa  na  realnom  efluentu.  Na  osnovu  dobijenih  rezultata  tokom primene Fenton procesa i korišćenjem oba tipa katalizatora u periodima niskog i visokog intenziteta zračenja,  sa  aspekta  postizanja  visoke  efikasnosti  obezbojavanja  i  najmanjeg  izluživanja  gvožđa, može  se  zaključiti  da  je  Fenton  proces  najefikasniji  na  pH  vrednosti  3.  AlFeB  je  pokazao  veću reaktivnost čak i pri manje upotrebljenim dozama od0,05 g u odnosu na CuOFeB (0,2 g), kao i mogućnost  manje  upotrebe  vodonik-peroksida  od  2,5  mM,  za  postizanje  visoke  efikasnosti obezbojavanja i postignut visok stepen mineralizacije. Viši intenzitet sunčevog zračenja omogućava odvijanje reakcije obezbojavanja na višim pH vrednostima primenom oba katalizatora tokom fotoFenton  procesa.  Ovo  je  posebno  izraženo  kod  CuOFeB  tokom  letnjeg  perioda  (pH  7),  čak  i  pri nižim dozama katalizatora. Međutim, najveći udeo u  procesu obezbojavanja pri upotrebi CuOFeB katalizatora ima fotoliza vodonik-peroksida (80%). Suprotno ovim rezultatima, pri istim reakcionim uslovima,  potrebna  je  veća  količina  AlFeB  katalizatora  (0,1  g)  i  niža  pH  vrednost  reakcije,  a efikasnost  procesa  značajno  zavisi  od  početne  koncentracije  H 2O2.  Činjenica  da  se  u  pripremi katalizatora koristio bentonit kao prirodan, širokorasprostranjen i jeftin materijal i solarno zračenje kao obnovljiv i alternativni izvor fotona, gore navedene rezultate bi trebalo uzeti u obzir prilikom analize troškova efikasnosti primenjenog procesa. Takođe, primena unapređenih procesa oksidacije se  razmatra  kao  predlog  za  najbolju  dostupnu  tehniku  kada  je  u  pitanju  tretman  otpadne  vode tekstilne industrije, dok se kao dodatne nove tehnike uzimaju u obzir foto-oksidacije i ispitivanje mogućnosti  njihove  primene  u  prečišćavanju  otpadne  vode  u  tercijarnom  tretmanu  na poluindustrijskim sistemima.  sr
dc.description.abstractThe aim of this study was to investigate the decolorization efficiency of Reactive Red 120  (RR120) synthetic solution using ferrioxalate (CuOFeB) and Al, Fe-bentonite (AlFeB) catalysts in  Fenton  and  photo-Fenton  process.  So  far,  studies  of the  application  of  a  solar-assisted  heterogeneous Fenton process with various Fe loaded catalysts and with ferrioxalate complex have  been published, but according to   the author’s knowledge, their comparison in terms of efficacy of  decolorization  has  not  been  performed,  which  was  one  of  the  focus  of  research  in  this  paper.  In addition, the potential of solar energy represents  16.7% of the total utilized  potential of renewable  energy sources in Serbia, while the average solar radiation in  Serbia is  about 40% higher than the  European average, making it very interesting for  application in this type of treatment. In order to  optimize the use of solar radiation and to improve  the photocatalytic performance of the process, parabolic  concentrating  reactor  was  used  for  the  first  time.  As  a  significant  segment  of  the  wastewater  treatment  technique  during  the  degradation  of  persistent  compounds,  such  as  organic azo dye, solar photocatalysis was studied. Also, the potential of photolysis of hydrogen peroxide for  decolorization of the synthetic dye solution was determined. Aim of the first phase of the study was synthesizing  materials  by  using  different  methods  of  preparation,  and  construction  of  a  solar  parabolic reactor, which will be used in Fenton andphoto-Fenton dye degradation processes. The second phase involved the characterization of newlysynthesized materials and the optimization of the  photocatalytic  process  by  applying  Fenton  and  photo-Fonton  processes,  as  well  as  the  determination  of  achieved efficiency  of  the  appliedprocesses.  Also, the degree  of mineralization and the identification of degradation products after applied processes were determined. Application  of the photo-Fenton process on a real effluent was conducted as well. Based on the obtained results  during  Fenton  process  and  using  both  types  of  catalysts  in  periods  of  low  and  high  intensity  of  radiation, from the aspect of achieving high efficiency of decolorization and smallest iron leaching,  it  can  be  concluded  that  the  Fenton  process  is  most effective  at  pH  3.  AlFeB  showed  greater  reactivity even at less used doses of 0.05  g, compared to CuOFeB (0.2 g), and the possibility of using  less  hydrogen  peroxide  (2.5  mM),  achieving  high  efficiency  and  a  high  degree  of mineralization. Higher intensity of solar radiationallows the reaction to be carried out at higher pH values when using both catalysts during the photo-Fenton process. This is particularly pronounced largest part in the decolorization process using the CuOFeB catalyst has  a photolysis of hydrogen peroxide  (80%).  Contrary  to  these  results,  under  the  same  reaction  conditions,  a  higher  doses  of AlFeB catalyst (0.1 g) is needed at lower pH value  of the reaction, and the process efficiency is significantly dependent on the initial concentration of H 2O2. The fact that in the preparation of the catalysts bentonite as a natural, abundant, inexpensive material was used and solar  radiation as a renewable and alternative source of photons, the above results should  be taken into account in the cost-effectiveness  analysis  of  the  applied  process. Also,  the  application  of  advanced  oxidation processes is considered as a proposal  for the best available technique when it comes to the treatment of  wastewater  from  the  textile  industry,  while  as  additional  new  techniques,  photooxidation  is considered as a candidate and the possibility of their application in the treatment of wastewater in tertiary treatment on semi-industrial systems.en
dc.languagesr (latin script)
dc.publisherУниверзитет у Новом Саду, Природно-математички факултетsr
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/Technological Development (TD or TR)/37004/RS//
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)/43005/RS//
dc.rightsopenAccessen
dc.sourceУниверзитет у Новом Садуsr
dc.subjectFenton processr
dc.subjectFenton processen
dc.subjectfoto-Fenton processr
dc.subjectmodifikovana glina kao katalizatorsr
dc.subjectparabolični koncentrišući reaktorsr
dc.subjectReactive Red 120sr
dc.subjectphoto-Fenton processen
dc.subjectmodified clay catalysten
dc.subjectparabolic concentratoren
dc.subjectReactive Red 120en
dc.titlePrimena modifikovanog bentonita kao katalizatora u Fenton i foto-Fenton procesu uklanjanja tekstilne reaktivne bojesr
dc.title.alternativeApplication of modified bentonite as catalyst in Fenton and photo-Fenton removal process of textile reactive dyeen
dc.typedoctoralThesissr
dc.rights.licenseBY-NC-ND
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/37179/IzvestajKomisije.pdf
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/37178/Disertacija.pdf


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record