CEL PROJEKTU

Celem realizowanego projektu jest opracowanie innowacyjnego rozwiązania z zastosowaniem złoża fluidalnego w procesie fotokatalitycznego rozkładu lotnych związków organicznych.

FINANSOWANIE PROJEKTU

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki numer grantu: OPUS 20 nr 2020/39/B/ST8/01514
Przyznana kwota dofinansowania: 1 266 120 PLN

STRESZCZENIE

Pod koniec XX wieku naukowcy odkryli wyjątkowe właściwości tlenku tytanu(IV) (TiO₂), które doprowadziły do jego zastosowania w różnych dziedzinach, w tym w oczyszczaniu wody i powietrza oraz produkcji energii słonecznej. Ta nowa technologia wymaga jednak dalszych badań i udoskonaleń.

Nasze badania mają na celu zwiększenie wydajności procesów oczyszczania, w których TiO₂ odgrywa kluczową rolę. Chociaż TiO₂ skutecznie eliminuje zanieczyszczenia organiczne, takie jak lotne związki organiczne (LZO), jego skuteczność spada przy wysokiej wilgotności. Wilgoć konkuruje z LZO o powierzchnię TiO₂, hamując proces oczyszczania.

Aby rozwiązać ten problem, rozważane jest innowacyjne podejście. Planowane jest zastosowanie złoża fluidalnego z TiO₂ naniesionym na ruchome podłoże. Oczekuje się, że zwiększenie powierzchni kontaktu TiO₂ z zanieczyszczeniami poprawi wydajność procesu. Dodatkowo, pokrycie TiO₂ warstwą SiO₂ ochroni fotokatalizator przed degradacją i zaadsorbuje nadmiar wilgoci.

Co więcej, planowana jest modyfikacja TiO₂ poprzez dodanie nanocząstek metali, takich jak platyna, srebro czy miedź. Badania będą prowadzone z wykorzystaniem nowoczesnych, energooszczędnych lamp LED emitujących promieniowanie UV.

Nasze rozwiązania mają na celu zwiększenie wydajności procesu oczyszczania powietrza z LZO z wykorzystaniem TiO₂. Osiągamy to poprzez wyeliminowanie kwestii związanych z wilgocią, toksycznymi półproduktami, dezaktywacją fotokatalizatora i małą wydajnością oczyszczania gazów spowodowaną długim czasem kontaktu z powierzchnią fotokatalizatora.

Nasze innowacyjne podejście ma na celu poprawę wydajności procesów oczyszczania, co przyniesie korzyści środowisku i całemu społeczeństwu

CZŁONKOWIE ZESPOŁU

Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Beata Tryba

• dr hab. inż. Rafał Wróbel,
• mgr inż. Piotr Rychtowski,
• dr inż. Piotr Miądlicki,
• mgr inż. Bartłomiej Prowans,
• mgr inż. Maciej Trzeciak,
• mgr inż. Paula Felczak

Okres realizacji projektu: 27-07-2021 – 26-06-2025 (48 miesięcy)
OSIĄGNIĘCIA PROJEKTU

Publikacje
1.    P. Rychtowski, B. Tryba, A. Skrzypska, P. Felczak, J. Sreńscek-Nazzal, R.J. Wróbel, H. Nishiguchi, M. Toyoda, Role of the Hydroxyl Groups Coordinated to TiO2 Surface on the Photocatalytic Decomposition of Ethylene at Different Ambient Conditions. Catalysts 2022, 12, 386. https://doi.org/10.3390/catal12040386.
2.    P. Rychtowski, P. Miądlicki, B. Prowans, B. Tryba, High performance fluidized bed photoreactor for ethylene decomposition. Polish Journal of Chemical Technology 2022, 24, 50-56. https://sciendo.com/article/10.2478/pjct-2022-0014.
3.    B Tryba,. P. Miądlicki, P. Rychtowski, M. Trzeciak, R.J. Wróbel, The Superiority of TiO2 Supported on Nickel Foam over Ni-Doped TiO2 in the Photothermal Decomposition of Acetaldehyde. Materials 2023, 16, 5241. https://doi.org/10.3390/ma16155241.
4.    P. Rychtowski, B. Prowans, P. Miądlicki, P. Felczak, and Beata Tryba, Industrial & Engineering Chemistry Research 2024 63 (4), 1802-1813. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.3c03609.
5.    P. Miądlicki, P. Rychtowski, B. Tryba, Coating of expanded polystyrene spheres by TiO2 and SiO2-TiO2 thin films. Journal of Materials Research 2024 39 (10), 1473-1488. https://link.springer.com/content/pdf/10.1557/s43578-024-01319-3.
6.    M. Trzeciak, P. Miądlicki, B. Tryba, Enhanced Degradation of Ethylene in Thermo-Photocatalytic Process Using TiO2/Nickel Foam. Materials 2024, 17, 267. https://doi.org/10.3390/ma17010267.
Konferencje
1.    P. Miądlicki, P. Rychtowski, R. Wróbel, B. Tryba, Sposoby pokrywania spienionego polistyrenu tlenkiem krzemu(IV) oraz tlenkiem tytanu(IV) w celu otrzymania złoża fluidalnego do badań fotokataliycznych. X Kongres Technologii Chemicznej TECHEM, 11-14.05.2022, Wrocław. (prezentacja ustna)
2.    P. Rychtowski, P. Miądlicki, B. Tryba, Wpływ wybranych czynników na mieszanie w reaktorze ze złożem fluidalnym w fazie gazowej. X Kongres Technologii Chemicznej TECHEM, 11-14.05.2022, Wrocław. (prezentacja ustna)
3.    B. Tryba, P. Miądlicki, R. Wróbel, Zastosowanie kompozytów TiO2/pianka niklowa do oczyszczania powietrza. XXV Sympozjum “KOMPOZYTY -Teoria i praktyka” Brenna, 31 maja - 2 czerwca 2023. (poster)
4.    B. Tryba, P. Miądlicki, P. Rychtowski, Thermo-photocatalytic decomposition of VOCs on TiO2. 4th Global Summit on Catalysis and Chemical Engineering, 13-14 April 2023, Rome, Italy. (prezentacja ustna)
5.    P. Rychtowski, P. Miądlicki, B. Prowans, B. Tryba, Design of fluidized bed photoreactor for ethylene removal under UV light. 24th Polish Conference of Chemical and Process Engineering, 13-16 June 2023, Szczecin, Poland. (prezentacja ustna)
6.    M. Trzeciak, P. Miądlicki, P. Rychtowski, R. Wróbel, B. Tryba, Nowe zastosowania pianki niklowej. Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Czwarta Letnia Szkoła Naukowa" 05.08.2023. (prezentacja ustna)
7.    P. Miądlicki, P. Rychtowski, B. Prowans, B. Tryba, Preparation of novel photocatalytic bed based on polystyrene spheres for degradation of air pollution. The 27th International Conference on Semiconductor Photocatalysis and Solar Energy Conversion (SPASEC-27), Cyprus University of Technology, June 11-14, 2024, Limassol, Cyprus. (prezentacja ustna)
8.    M. Trzeciak, B. Prowans, P. Miądlicki, P. Rychtowski, B. Tryba, Domieszkowanie TiO2 nanocząstkami złota poprzez termiczny rozkład HAuCl4. XI Kongres Technologii Chemicznej, 16-19.09 2024, Poznań. (poster)
9.    B. Prowans, P. Rychtowski, M. Trzeciak, P. Miądlicki, B. Tryba, Sfery polistyrenowe pokryte TiO2 - nowe złoże fotokatalityczne do usuwania etylenu. XI Kongres Technologii Chemicznej, 16-19.09 2024, Poznań. (poster)
Patenty i zgłoszenia patentowe
1.    B. Tryba, P. Rychtowski, P. Miądlicki, Złoże fluidalne zwłaszcza do reaktora fluidalnego, patent nr P.441626. (13.09.2024)
2.    B. Tryba, P. Miądlicki, B. Prowans, P. Rychtowski, Fotoreaktor ze złożem fluidalnym do usuwania acetaldehydu i etylenu, zgłoszenie patentowe, nr ewid. projektu 11-25 (26.02.2025)

Szczegółowe informacje dotyczące projektu będą dostępne na stronie: www.zut.edu.pl