Title
Adsorpcija pesticida na zeolitima, polianilinu i njihovim kompozitima
Creator
Milojević-Rakić, Maja, 1982-
Copyright date
2014
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 05.02.2014.
Other responsibilities
mentor
Dondur, Vera, 1948-
član komisije
Ćirić-Marjanović, Gordana, 1967-
član komisije
Damjanović, Ljiljana, 1971-
član komisije
Daković, Aleksandra
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Fakultet za fizičku hemiju
Alternative title
Pesticide adsorption on zeolites, polyanilines and their composites
Publisher
[M. Milojević-Rakić]
Format
141 list
description
Fizička hemija - Fizička hemija materijala i Hemijska kinetika i kataliza / Physical Chemistry - Physical Chemistry of Materials, Chemical kinetics and catalysis
Abstract (sr)
Katalitička svojstva Fe-modifikovanih zeolita zavise od formiranja dimernih i oligomernih
vrsta gvožđa, kao i čestica gvožđe-oksida. U ovoj doktorskoj disertaciji je sinteza Femodifikovanih
ZSM-5 zeolita izvedena metodom jonske izmene iz razblaženih rastvora
različitih soli (Fe(III)citrata, Fe(II)oksalata i Fe(III)nitrata). Pokazano je da aktivnost Femodifikovanih
zeolita kao katalizatora zavisi od soli gvožđa u čijem prisustvu se vrši
izmena, što ukazuje da je moguće, iz razblaženih rastvora, dobiti različite vrste gvožđa kao
centre na zeolitima, dok se izolovani, dispergovani joni, koji su presudni za adsorpciju i
katalizu, u velikom prinosu dobijaju samo izmenom iz rastvora Fe(II)oksalata.
Oksidacija metilen-plavog u prisustvu vodonik-peroksida kao tipična katalitička test
reakcija je pokazala da polazni HZSM-5 ima slabija katalitička svojstva nego Femodifikovani
ZSM-5 zeoliti. Najveću aktivnost je pokazao uzorak izmenjen u rastvoru
Fe(III)citrata što predstavlja potvrdu da su mononuklearni, izolovani centri gvožđa, čak i
pri niskim koncentracijama, od presudnog značaja za aktivnost katalizatora. S obzirom da
su se sintetisani Fe-modifikovani zeoliti pokazali kao aktivni katalizatori, ispitana je
adsorpcija isparljivih organskih jedinjenja, koja predstavljaju česte zagađivače u životnoj
sredini.
Ispitivano je da li se na hidratisanim Fe-modifikovanim zeolitima adsorbuju isparljiva
organska jedinjenja (n-heksan, benzen, metil-benzen i etil-benzen). Utvrđeno je, na osnovu
eksperimenata temperaturski-programirane desorpcije, da se nepolarni molekuli
ispitivanih organskih jedinjenja vezuju na hidratisanim zeolitima na specifičnim, jakim
adsorpcionim centrima. Do vezivanja najverovatnije dolazi tako što organski molekuli
zamenjuju vodu prethodno adsorbovanu na istim centrima, što predstavlja indikaciju da
ovi materijali mogu da se koriste za akumulaciju/adsorpciju isparljivih organskih
jedinjenja iz vodenih rastvora.
Korišćenjem analize masenih spektara je pokazano da se n-heksan i benzen molekulski
adsorbuju i desorbuju, dok se u slučaju desorpcije metil-benzena i etil-benzena javljaju
novi maseni fragmenti koji potvrđuju da je desorpcija metil-benzena i etil-benzena
praćena njihovim razlaganjem na aktivnim centrima hidratisanih zeolita. Analizom
ukupnog sadržaja ugljenika potvrđeno da su svi sintetisani FeZSM-5 zeoliti aktivni i kao
katalizatori u reakcijama oksidacije metil-benzena i etil-benzena u prisustvu vodonikperoksida.
U nastavku teze je razvijen postupak za sintezu novih kompozita polaznog HZSM-5 i
modifikovanog FeZSM-5 zeolita sa nanostrukturnim i granularnim polianilinima, kao
potencijalnih adsorbenata/katalizatora. Ovi kompoziti su sintetisani oksidativnom
polimerizacijom anilina u vodi (bez dodate kiseline) i u vodenom rastvoru sumporne
kiseline u prisustvu zeolita, korišćenjem amonijum peroksidisulfata (APS) kao
oksidacionog sredstva i različitih početnih masenih odnosa anilin/zeolit. Materijali su
okarakterisani velikim brojem fizičko-hemijskih tehnika (HPLC, ULj-Vid, FTIC, ramanska,
IKP-OES i EPR spektroskopija, TGA, elementarna analiza, XRD, SEM, TEM, analiza
fizisorpcije azota, Hg-porozimetrija i merenje električne provodljivosti)...
Abstract (en)
The catalytic properties of Fe-exchanged zeolites are influenced by the formation of
dimeric and oligomeric iron species and oxide particles. In this thesis, the preparation of
FeZSM-5 zeolite by ion-exchange method was carried out using dilute solutions of various
salts (Fe(III)citrate, Fe(II)oxalate and Fe(III)nitrate). It has been demonstrated that the
activity of the Fe-exchanged zeolite catalyst depends on the iron salt used for ionexchange,
indicating that various types of iron can be obtained as active centers in zeolites.
However, the isolated, dispersed ions, which are essential for adsorption and catalysis, can
be, with high yield, obtained only by ion-exchange in the presence of Fe(II)oxalate.
Oxidation of the Methylene Blue dye with hydrogen peroxide is a typical catalytic reaction
and this test showed that the starting HZSM-5 expresses lower activity in comparison with
Fe-exchanged ZSM-5 zeolites. The highest activity was found for the sample prepared in
the presence of Fe(III) citrate which is confirmation that, even at low concentrations, the
mononuclear isolated iron centers are crucial for the catalyst activity. Since the Feexchanged
zeolites have proved as active catalysts, the adsorption of volatile organic
compounds, which are common contaminants in the environment, was tested.
We examined whether the volatile organic compounds (n-hexane, benzene, methylbenzene,
and ethyl benzene) adsorb on hydrated Fe-exchanged zeolites. It was
determined, by means of temperature - programmed desorption coupled with mass
spectrometry, that tested, non-polar organic molecules do adsorb on specific, strong
adsorption centers in hydrated zeolites. The binding occurred when organic molecules
replaced water previously adsorbed at the same centers. This finding suggests that these
materials can be used for accumulation/adsorption of volatile organic compounds from
aqueous solutions.
The analysis of mass spectra has revealed that n-hexane and benzene are both adsorbed
and desorbed in molecular form, while new mass fragments were recorded during methylbenzene
and ethyl-benzene desorption which implied their decomposition at active sites
in hydrated zeolites. The analysis of the total carbon content confirmed that all ionexchanged
FeZSM-5 zeolites were active catalysts in oxidation reactions of methylbenzene
and ethyl-benzene in the presence of hydrogen peroxide.
Subsequently, a method for the synthesis of new composite adsorbent/catalyst materials
was developed. Composites, comprising the starting HZSM-5 or ion-exchanged FeZSM-5
zeolite and nanostructured or granular polyanilines, were synthesized by the oxidative
polymerization of aniline in water (without added acid) and in an aqueous solution of
sulfuric acid in the presence of zeolite, using ammonium peroxydisulfate (APS) as an
oxidizing agent. Various initial mass ratios aniline/zeolite were used. These materials
were characterized by a large number of experimental techniques (HPLC, UV/Vis, FTIC,
Raman, ICP - OES and EPR spectroscopies, TGA, elemental analysis, XRD, SEM, TEM,
nitrogen physisorption, Hg-porosimetry and electrical conductivity measurements)...
Authors Key words
FeZSM-5 zeolit, jonska izmena, temperaturski-programirana desorpcija,
isparljivi ugljovodonici, polianilin, kompoziti, glifosat, adsorpcija, katalitička razgradnja
Authors Key words
FeZSM-5 zeolite, temperature-programmed desorption, volatile organic
compounds, polyaniline, composites, glyphosate, adsorption, catalytic degradation
Type
Tekst
Abstract (sr)
Katalitička svojstva Fe-modifikovanih zeolita zavise od formiranja dimernih i oligomernih
vrsta gvožđa, kao i čestica gvožđe-oksida. U ovoj doktorskoj disertaciji je sinteza Femodifikovanih
ZSM-5 zeolita izvedena metodom jonske izmene iz razblaženih rastvora
različitih soli (Fe(III)citrata, Fe(II)oksalata i Fe(III)nitrata). Pokazano je da aktivnost Femodifikovanih
zeolita kao katalizatora zavisi od soli gvožđa u čijem prisustvu se vrši
izmena, što ukazuje da je moguće, iz razblaženih rastvora, dobiti različite vrste gvožđa kao
centre na zeolitima, dok se izolovani, dispergovani joni, koji su presudni za adsorpciju i
katalizu, u velikom prinosu dobijaju samo izmenom iz rastvora Fe(II)oksalata.
Oksidacija metilen-plavog u prisustvu vodonik-peroksida kao tipična katalitička test
reakcija je pokazala da polazni HZSM-5 ima slabija katalitička svojstva nego Femodifikovani
ZSM-5 zeoliti. Najveću aktivnost je pokazao uzorak izmenjen u rastvoru
Fe(III)citrata što predstavlja potvrdu da su mononuklearni, izolovani centri gvožđa, čak i
pri niskim koncentracijama, od presudnog značaja za aktivnost katalizatora. S obzirom da
su se sintetisani Fe-modifikovani zeoliti pokazali kao aktivni katalizatori, ispitana je
adsorpcija isparljivih organskih jedinjenja, koja predstavljaju česte zagađivače u životnoj
sredini.
Ispitivano je da li se na hidratisanim Fe-modifikovanim zeolitima adsorbuju isparljiva
organska jedinjenja (n-heksan, benzen, metil-benzen i etil-benzen). Utvrđeno je, na osnovu
eksperimenata temperaturski-programirane desorpcije, da se nepolarni molekuli
ispitivanih organskih jedinjenja vezuju na hidratisanim zeolitima na specifičnim, jakim
adsorpcionim centrima. Do vezivanja najverovatnije dolazi tako što organski molekuli
zamenjuju vodu prethodno adsorbovanu na istim centrima, što predstavlja indikaciju da
ovi materijali mogu da se koriste za akumulaciju/adsorpciju isparljivih organskih
jedinjenja iz vodenih rastvora.
Korišćenjem analize masenih spektara je pokazano da se n-heksan i benzen molekulski
adsorbuju i desorbuju, dok se u slučaju desorpcije metil-benzena i etil-benzena javljaju
novi maseni fragmenti koji potvrđuju da je desorpcija metil-benzena i etil-benzena
praćena njihovim razlaganjem na aktivnim centrima hidratisanih zeolita. Analizom
ukupnog sadržaja ugljenika potvrđeno da su svi sintetisani FeZSM-5 zeoliti aktivni i kao
katalizatori u reakcijama oksidacije metil-benzena i etil-benzena u prisustvu vodonikperoksida.
U nastavku teze je razvijen postupak za sintezu novih kompozita polaznog HZSM-5 i
modifikovanog FeZSM-5 zeolita sa nanostrukturnim i granularnim polianilinima, kao
potencijalnih adsorbenata/katalizatora. Ovi kompoziti su sintetisani oksidativnom
polimerizacijom anilina u vodi (bez dodate kiseline) i u vodenom rastvoru sumporne
kiseline u prisustvu zeolita, korišćenjem amonijum peroksidisulfata (APS) kao
oksidacionog sredstva i različitih početnih masenih odnosa anilin/zeolit. Materijali su
okarakterisani velikim brojem fizičko-hemijskih tehnika (HPLC, ULj-Vid, FTIC, ramanska,
IKP-OES i EPR spektroskopija, TGA, elementarna analiza, XRD, SEM, TEM, analiza
fizisorpcije azota, Hg-porozimetrija i merenje električne provodljivosti)...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.