Naslov (srp)

Sinteza i karakterizacija nanokompozitnih materijala na bazi titan(IV)-oksida i zeolita (HEU, MFI, FAU) za uklanjanje odabranih organskih zagađujućih supstanci iz vodenih sredina  : doktorska disertacija

Autor

Stojanović, Srna J., 1992-

Doprinosi

Damjanović-Vasilić, Ljiljana, 1971-
Cvjetićanin, Nikola, 1959-
Ignjatović, Ljubiša, 1963-
Rac, Vladislav, 1974-

Opis (eng)

The subject of this doctoral dissertation includes the synthesis of nanocomposite materials basedon titanium (IV) oxide (commercial TiO2 P25 nanoparticles and hydrothermally synthesized TiO2nanotubes) and various zeolitic structures (HEU - natural zeolite clinoptilolite (Cli), MFI - ZSM-5zeolite, and FAU - 13X zeolite), their characterization, and their application for the removal of theendocrine disruptor compound bisphenol A (BPA), the pharmaceutically active substances atenolol(ATL) and ibuprofen (IBF), and the herbicide clomazone (CLO) from aqueous solutions, as well as forthe treatment of pesticide-contaminated wastewater from a pesticide company.TiO2/zeolite nanocomposites were synthesized using a simple and cost-effective ultrasoundassisted solid-state dispersion method. The nanocomposite materials were thoroughly characterizedusing the following physicochemical techniques: X-ray powder diffraction (XRPD), Fourier transforminfrared spectroscopy (FTIR), UV-Vis diffuse reflectance (UV-Vis DR) spectroscopy, low-temperaturenitrogen adsorption, scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEMEDS),transmission electron microscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM), laser diffraction anddynamic light scattering. The results confirmed the successful immobilization of TiO2 on the zeolitesurface without altering the zeolite structure while preserving the optical properties of TiO2.The adsorption and photocatalytic degradation of pollutants in the presence of TiO2/zeolitenanocomposites were examined, and optimal conditions for photocatalytic experiments were determined.The results showed that nanocomposite based on Cli and 20 wt.% TiO2 P25 nanoparticles achievedcomplete BPA degradation after 180 min of simulated solar irradiation. The highest efficiency in theremoval of ATL and IBF was observed in the presence of nanocomposites based on ZSM-5 zeolite with20 wt.% TiO2 (P25 nanoparticles and nanotubes); additionaly these materials effectively degraded CLOand a mixture of pesticides from wastewater. The obtained results confirmed the high efficiency ofTiO2/ZSM-5 zeolite hybrid materials in the removal of various pollutants from aquous solution becauseof the combined processes of adsorption and photocatalytic degradation. Natural zeolite Cli emerged asa suitable and cost-effective support for TiO2. This study demonstrates the potential application ofTiO2/zeolite hybrid photocatalysts for the effective removal of different emerging pollutants fromaqueous solutions, highlighting their potential for further development and broader application inwastewater treatment.

Opis (srp)

Predmet istraživanja ove doktorske disertacije obuhvata sintezu nanokompozitnih materijala nabazi titan(IV)-oksida (komercijalne TiO2 P25 nanočestice i hidrotermalno sintetisane TiO2 nanocevi) irazličitih zeolitskuh struktura (HEU - prirodni zeolit klinoptilolit (Cli), MFI - ZSM-5 zeolit i FAU - 13Xzeolit), njihovu karakterizaciju, i primenu za uklanjanje endokrinog ometača bisfenola A (BPA),farmaceutski aktivnih supstanci atenolola (ATL-a) i ibuprofena (IBF-a), i herbicida klomazona (CLO-a)iz vodenih rastvora, kao i za tretman otpadne vode sa smešom pesticida iz fabrike pesticida. TiO2/zeolitnanokompoziti sintetisani su jednostavnom i ekonomičnom metodom dispergovanja u čvrstoj fazipotpomognutoj ultrazvukom. Nanokompozitni materijali detaljno su karakterisani primenom sledećihfizičkohemijskih tehnika: difrakcija rendgenskih zraka na prahu (XRPD), infracrvena spektroskopija saFurijeovom transformacijom (FTIC), UV-Vis difuzna refleksiona (UV-Vis DR) spektroskopija,niskotemperaturska adsorpcija azota, skenirajuća elektronska mikroskopija sa energetski disperzionomdetekcijom X-zračenja (SEM-EDS), transmisiona elektronska mikroskopija (TEM), mikroskopijaatomskih sila (AFM), difrakcija laserske svetlosti i dinamičko rasejanje svetlosti. Rezultati su potvrdiliuspešnu imobilizaciju TiO2 na površini zeolita bez narušavanja strukture zeolita i uz očuvanje optičkihsvojstava TiO2.Ispitivana je adsorpcija kao i fotokatalitička razgradnja zagađujućih supstanci u prisustvuTiO2/zeolit nanokompozita, pri čemu su pronađeni optimalni uslovi za izvođenje fotokatalitičkiheksperimenata. Rezultati su pokazali da je u prisustvu nanokompozita sa Cli i 20 masenih % TiO2 P25nanočestica postignuta potpuna razgradnja BPA nakon 180 min osvetljavanja simuliranim sunčevimzračenjem. Najveća efikasnost u uklanjanju ATL-a i IBF-a dobijena je u prisustvu nanokompozita saZSM-5 zeolitom i 20 masenih % TiO2. Hibridni materijali sa ZSM-5 zeolitom pokazali su se uspešnimu fotokatalitičkoj razgradnji CLO-a, a zatim i u uklanjanju smeše pesticida iz otpadne vode fabrikepesticida. Dobijeni rezultati su potvrdili visoku efikasnost TiO2/ZSM-5 zeolit hibridnih materijala zauklanjanje različitih zagađujućih supstanci zahvaljujući kombinovanom procesu adsorpcije ifotokatalitičke razgradnje. Prirodni zeolit Cli izdvojio se kao pogodan i ekonomičan nosač za TiO2. Ovoistraživanje dokazuje uspešnu primenu TiO2/zeolit hibridnih fotokatalizatora za efikasno uklanjanjerazličitih kontaminanata od rastućeg interesa iz vodenih rastvora, ističući njihov potencijal za dalji razvoji širu primenu u tretmanu otpadnih voda.

Opis (srp)

Fizička hemija - Fizička hemija – hemijska termodinamika, materijali, Fizička hemija – hemijskakinetika i Fizička hemija – kontrola i zaštita životne sredine / Physical chemistry - Physical Chemistry – Chemical Thermodynamics, Materials, PhysicalChemistry – Chemical Kinetics and Physical Chemistry – Environmental Physical Chemistry. Datum odbrane: 12.06.2025.

Jezik

srpski

Datum

2025

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijska termodinamika. Hemijska ravnoteža. Hemijska kinetika

clinoptilolite, zeolites, TiO2, photocatalytic degradation, bisphenol A, atenolol, ibuprofen, clomazone, pesticides

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijska termodinamika. Hemijska ravnoteža. Hemijska kinetika

klinoptilolit, zeoliti, TiO2, fotokatalitička razgradnja, bisfenol A, atenolol, ibuprofen, klomazon, pesticidi