Adsorption, catalytic and antimicrobial properties of silver tungstophosphate and zeolite composite

[Д. Јовановић]

96 str.

Физичка хемија - Физичка хемија материјала, Физичка хемија-контрола и заштита животне средине / Physical Chemistry - Physical Chemistry of Materials, Environmental Physical Chemistry

Синтеза нових композитних материјала у циљу унапређења садашњих система за пречишћавање воде, ради постизања веће ефикасности, брже и једноставније примене као и економске оправданости, представља један од изазова савремене науке о материјалима. У овој докторској дисертацији испитивани су нови композитни материјали добијени од сребро-волфрамофосфата и BEA зеолита применом метода двостепене импрегнације, јонске измене и механичким мешањем прекурсора. Применом различитих физичкохемијских метода (инфрацрвене спектроскопије, раманске спектроскопије и микроскопије атомских сила) извршена је детаљна физичкохемијска анализа узорака. Капацитети ових композита за адсорпцију пестицида никосулфурона и глифосата, из водених раствора одређивани су помоћу течне хроматографије високих перформанси (HPLC). Антимикробна својства новосинтетисанихкомпозита у присуству различитих сојева бактерија (грам позитивне и грам негативне) и кваснице испитивана су бујон микродилуционом методом. Антиоксидативна својства су анализирана на основу слободно-радикалског капацитета узорака према 2,2-дефенил-1-пикрилхидразил (DPPH) радикалу. Термијска стабилност композита испитивана је ТГА/ДТА анализом, док су присутност и количина киселих центара на површинама узорка испитивани температурски-програмираном десорпцијом амонијака. Каталитичка ефикасност синтетисаних композита испитивана је на реакцији производње етилена каталитичком дехидратацијом алкохола. Добијени резултати су указали да је синтеза композитних материјала сребро-волфрамофосфата и BEA зеолита довела до креирања мултифункционалних материјала који се могу употребити за ефикасно уклањање пестицида и других загађујућих супстанци из водених раствора уз додатно антимикробно дејство. Осим изузетних адсорпционих својстава и биоактивности, потврђена је активност композита као катализатора у процесу дехидратације етанола. Од изузетног значаја је да катализатор буде прихватљив са еколошког и економског аспекта, што су захтеви које композити сребро-волфрамофосфата и BEA зеолита испуњавају

The synthesis of new composite materials in order to improve the current water purification systems and to achieve greater efficiency, faster and simpler application as well as economic accessibility is one of the challenges of modern materials science. In this doctoral dissertation, the synthesis of new composite materials of silver tungstophosphate and BEA zeolite prepared by methods of two-stage impregnation, ion exchange and as a physical mixture was investigated. Using different physicochemical methods (Infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and Atomic Force Microscopy), a detailed physicochemical analysis of the samples was performed. Testing the capacity of these composites to adsorb pesticides nicosulfuron and glyphosphate, from aqueous solutions was determined using high performance liquid chromatography (HPLC). The antimicrobial properties of these composites in the presence of different strains of bacteria (gram positive and gram negative) and yeast were tested using the broth microdilution method. The antioxidant properties were analyzed through the free-radical capacity of the tested samples according to the 2,2-dephenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical. The thermal stability of the composite was tested by TGA/DTA analysis, while the number and type of acid centers was tested by temperature-programmed ammonia desorption. The catalytic efficiency of the synthesized composites was tested on the reaction of ethylene production by catalytic dehydration of alcohol. The obtained results indicate that the synthesis of silver tungstophosphate and BEA zeolite composite materials led to the creation of a multifunctional material that can be used for the effective removal of pesticides and other polluting substances from aqueous solutions and at the same time has an antimicrobial effect on microorganisms present in polluted waters. In addition to adsorption and bioactivity, the expected efficiency of the composite as a catalyst in industrial processes is also justified. It is extremely important that the applied catalyst be acceptable from an ecological and economic point of view, which are the requirements that the composites of silver tungstophosphate and BEA zeolite meet.

композитни материјали; сребро-волфрамофосфат; BЕА зеолит; адсорпција пестицида; катализа, антимикробна активност; антиоксидативна активност

composite material, silver tungstophosphate, BEA zeolite, adsorption of pesticides, catalysis, antimicrobial and antioxidative properties

544.7:66.017(043.3)

Tekst