ZÖLD KATALIZÁTOROK A VÍZTISZTÍTÁSBAN: SZERVES SZENNYEZŐANYAGOK FOTOKATALITIKUS LEBONTÁSA

Modern társadalmunk egyik legégetőbb problémája a környezetszennyezés, azon belül is a vízszennyezés. További aggodalomra ad okot, hogy a leggyakrabban használt víztisztítási technikák nem nyújtanak megfelelő hatékonyságot a szerves szennyezőanyagok eltávolításában. A fejlett oxidációs folyamatok, azokon belül is a heterogén fotokatalízis, ígéretesnek bizonyultak ezen szennyeződések lebontásában. Ennek a kutatásnak a célja, a heterogén fotokatalízis vizsgálata a tembotrion (TEM) és 17α-etinilesztradiol (EE2) eltávolításában, szimulált napfény segítségével. A TEM gyomirtószert elsősorban kukoricaültetvényekben alkalmazzák a kétszikű gyomok és bizonyos egyszikű gyomfajok ellen, míg az EE2 szintetikus hormon, a fogamzásgátló gyógyszerek hatóanyaga. A fotokatalitikus kísérletekben új, növényalapú ZnO nanorészecskék kerültek felhasználásra katalizátorként, por és nanostruktúrált bevonatok formájában. Ezenfelül, kivizsgálásra került a katalizátor tömegkoncentrációjának, illetve az oldat kezdeti pH-értékének befolyása a fotokatalitikus folyamatra. Továbbá, a vízmátrix (desztillált víz és folyami víz) hatása is kivizsgálásra került. Az eredmények alapján elmondható, hogy a TEM esetében a legnagyobb hatékonyság a zöld tea alapú ZnO katalizátor jelenlétében figyelhető meg, amikor 60 perc besugárzás után 95,8% szennyezőanyagot sikerült eltávolítani. Az EE2 esetében, a banánhéj alapú ZnO katalizátor bizonyult a leghatékonyabbnak, hiszen 83,0% EE2-t sikerült lebontani a 60 perces fotokatalitikus kezelés folyamán. Ezenfelül, mindkét szennyezőanyag esetében a lebontás hatékonysága csökkent a Dunából vett mintákban, amely a benne jelenlévő különféle szervetlen ionok és más szerves anyagok hatásainak tudható be.

Kulcsszavak:
vízszennyezés, nanotechnológia, szerves szennyezőanyagok, heterogén fotokatalízis



GREEN CATALYSTS FOR CLEAN WATER: PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF SELECTED ORGANICS

One of the most concerning issues in modern society is the environmental pollution, particularly water contamination. Besides, the most commonly employed water purification techniques are often ineffective in the removal of organic pollutants. Advanced oxidation processes, especially heterogeneous photocatalysis, have shown promise in the organics’ degradation. The aim of this study was to investigate the efficiency of heterogeneous photocatalysis in the removal of tembotrione (TEM) and 17α-ethinylestradiol (EE2) under simulated solar irradiation. TEM is a herbicide primarily used in cornfields to target broadleaf weeds and certain grass species, while EE2 is a synthetic hormone found in contraceptive medications. In the photocatalytic experiments, novel plant-based ZnO nanoparticles were used as catalysts in both powder and nanostructured coating forms. Additionally, the effects of catalyst loading and initial pH on the photocatalytic activity were examined. The impact of the water matrix (distilled water vs. river water) was also investigated. The results indicate that for TEM, the highest degradation efficiency was observed with green tea-derived ZnO catalysts, achieving 95.8% pollutant removal after 60 min of irradiation. On the other hand, in the case of EE2, the banana peel-derived ZnO catalysts proved most effective, degrading 83.0% of EE2 during the 60-min photocatalytic treatment. Furthermore, a decreased degradation efficiency was observed in water samples taken from the Danube River, which can be explained by the presence of various inorganic ions and organic matters.

Keywords:
water pollution, nanotechnology, organic pollutants, heterogeneous photocatalysis

Szerző:

Bognár Szabolcs


E-mail: sabolc.bognar@dh.uns.ac.rs
ORCID: 0000-0002-3600-0075
Kutatási terület: Analitikai kémia
Intézmény: Újvidéki Egyetem, Természettudományi-matematikai Kar, Kémiai Intézet, Analitikai Kémiai Tanszék

Szekció

Élettelen természettudományok

Bognár Szabolcs

ZÖLD KATALIZÁTOROK A VÍZTISZTÍTÁSBAN: SZERVES SZENNYEZŐANYAGOK FOTOKATALITIKUS LEBONTÁSA

Kulcsszavak: vízszennyezés, nanotechnológia, szerves szennyezőanyagok, heterogén fotokatalízis

Bordás Árpád

Amatőr meteorológiai állomás 2024-es adatsorának elemzése

Kulcsszavak: civil tudomány, éghajlatváltozás, monitorozás

Faragó Péter

LEGO rúdinga és HTLM5 szimulációja

Kulcsszavak: rúdinga, LEGO, HTML5 szimuláció

Cakó Bagány Nikolett

SZOLVATÁCIÓ, AGGREGÁCIÓ ÉS LIPOFILITÁS A KARBOXILÁT-IONOS FOLYADÉKOK VIZES OLDATÁBAN

Kulcsszavak: szolvatáció, aggregáció, lipofilitás, karboxilát-ionos folyadékok

Ágó Krisztina

ÖSSZEFOGLALÓ AZ MP-ARÁNNYAL KAPCSOLATOS ÚJABB EREDMÉNYEKRŐL

Kulcsszavak: MP-arány, palindrom, szókombinatorika

Jurkovic Mónika

FY VIRGINIS – A CSILLAG AMELY KÉT VÁLTOZÓ CSILLAGTÍPUS KÖZÖTT LÉTEZIK

Kulcsszavak: pulzáló változó csillagok, II. típusú cefeidák, anomális cefeidák

Farkas Agatić Zita

Acetilszalicilsav és szalicilsav Job-féle diagramjai nátrium-holáttal és β-ciklodextrinnel

Kulcsszavak: Kontinuális variációs módszer, Job-féle diagram, kompleksz, nátrium-holát, β-ciklodextrin, szalicilsav, acetilszalicilsav, szupramolekuláris kémia

Ács Ferenc

Az éghajlat és az időjárás emberi hőterhelése

Kulcsszavak: éghajlat, időjárás, emberi hőterhelés mutatók, energiaegyenleg

Sörfőző Szügyi Judit

A CHOQUET-INTEGRÁL ALKALMAZÁSÁNAK LEHETŐSÉGE A FUZZY KOGNITÍV TÉRKÉPEKBEN

Kulcsszavak: Choquet-integrál, aggregáció, Fuzzy kognitív térkép

Lukity Tibor

Matematikai modellek és operátorok a számítógépes látásban és képfeldolgozásban

Kulcsszavak: számítógépes látás, képfeldolgozás, geometriai momentumok.

Papp Zoltán

HOGYAN ALAKÍTHATJA ÁT A MESTERSÉGES INTELLIGENCIA A SZAKKÉPZÉST? LEHETŐSÉGEK ÉS KIHÍVÁSOK

Kulcsszavak: mestersége intelligencia, szakoktatás, digitális asszisztens

Pósa Mihály

A micellaképződés és a ciklodextrin-felületaktív anyag zárványkomplex képződésének párhuzamos (kompetitív) reakciói vizes oldatban

Kulcsszavak: ciklodextrin, zárványkomplex, felületaktív anyagok

Szöllőssy Dóra

FRAKCIONÁLIS SZTOCHASZTIKUS MEGKÖZELÍTÉSEK A VÍRUSDIFFÚZIÓ MODELLEZÉSÉRE

Kulcsszavak: Caputo-Fabrizio-féle frakcionális derivált, Navier-Stokes-egyenlet, frakcionális Brown-mozgás, rekeszes modellek