hrvatski

Fotokatalitička razgradnja toluena na TiO2 katalizatoru

U radu su prikazani rezultati izučavanja fotokatalitičke oksidacije toluena pri sobnoj temperaturi i atmosferskom tlaku. Mjerenja su provođena u protočnom anularnom fotoreaktoru opremljenom s živinom UV lampom. Na unutarnjoj stijenci vanjske cijevi fotoreaktora nalazio se katalitički sloj. Prilikom pripreme i nanošenja katalitičkog sloja na stijenku reaktora korištena su dva tipa katalizatora: a) komercijalni TiO2 (oznaka: P25 ; proizvođač: Degussa) i TiO2 (oznaka: P25 ; proizvođač: Degussa) modificiran dodatkom natrijevog silikata. Mjerenja su provedena pri različitim ukupnim protocima reakcijske smjese (20 – 160 cm3 min-1), različitim početnim koncentracijama toluena (2, 67 g m-3, 5, 24 g m-3) na ulazu u reaktor te pri konstantnoj vlažnosti reakcijske smjese. Cilj rada bio je ispitati utjecaj različitih procesnih parametara na brzinu reakcije te predložiti odgovarajuće kinetičke i reaktorske modele u svrhu detaljnog opisivanja eksperimentalnog sustava. Nađeno je da konverzija opada s porastom početne koncentracije toluena na ulazu u reaktor te je ustanovljeno da nakon dugotrajne uporabe katalizatora dolazi do njegove deaktivacije. Do pada aktivnosti katalizatora dolazi uslijed kompetitivne adsorpcije reakcijskih međuprodukata na aktivne centre, što je potvrđeno FT-IR analizom svježeg i korištenog (deaktiviranog) katalizatora. Pokazalo se da dodatak natrijevog silikata dovodi do povećanja aktivnosti te do sporijeg pada aktivnosti s vremenom korištenja. Sa svrhom opisivanja eksperimentalnog anularnog reaktora predloženi su jednodimenzijski (1D) i dvodimenzijski (2D) heterogeni matematički modeli izvedeni na temelju fizičke slike, a posebice s obzirom na hidrodinamiku u plinskoj fazi i načinu prijenosa toluena iz plinske faze do površine katalizatora. Diferencijalne jednadžbe reaktorskog modela rješavane su numerički uz istovremeni postupak procjene parametara modela koristeći ID metodu. Dobiveno je dobro slaganje eksperimentalnih i teorijskih rezultata, što ukazuje da se predloženi model može pouzdano koristiti za opisivanje rada anularnog fotoreaktora korištenog u promatranom sustavu.

anularni fotoreaktor; fotokatalitička oksidacija; TiO2; model reaktora

nije evidentirano