Gas-phase aromatic compounds degradation by a partially TiO2 coated photoreactor assisted with ozone

Ribeiro, Bárbara Maria Borges; Fujimoto, Tânia Miyoko; Bricio, Bianca Gvozdenovic Medina; Doubek, Úrsula Luana Rochetto; Tomaz, Edson

doi:10.1016/j.psep.2019.12.037

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“…Zadi et al [110] reported that the introduction of non-thermal plasma to the photocatalytic system can lead to continuous regeneration of the photocatalyst in air system. It was found by Ribeiro et al [149] that addition of ozone allows the use of TiO 2 without deactivation up to 77 h.…”

Section: Photocatalyst Deactivationmentioning

confidence: 99%

Toward Scaling-Up Photocatalytic Process for Multiphase Environmental Applications

et al. 2021

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Recently, we have witnessed a booming development of composites and multi-dopant metal oxides to be employed as novel photocatalysts. Yet the practical application of photocatalysis for environmental purposes is still elusive. Concerns about the unknown fate and toxicity of nanoparticles, unsatisfactory performance in real conditions, mass transfer limitations and durability issues have so far discouraged investments in full-scale applications of photocatalysis. Herein, we provide a critical overview of the main challenges that are limiting large-scale application of photocatalysis in air and water/wastewater purification. We then discuss the main approaches reported in the literature to tackle these shortcomings, such as the design of photocatalytic reactors that retain the photocatalyst, the study of degradation of micropollutants in different water matrices, and the development of gas-phase reactors with optimized contact time and irradiation. Furthermore, we provide a critical analysis of research–practice gaps such as treatment of real water and air samples, degradation of pollutants with actual environmental concentrations, photocatalyst deactivation, and cost and environmental life-cycle assessment.

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Section: Photocatalyst Deactivationmentioning

confidence: 99%

Toward Scaling-Up Photocatalytic Process for Multiphase Environmental Applications

et al. 2021

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“…In order to evaluate the effects of the coating area of the annular reactor on the performance of photocatalytic degradation of ethylbenzene, TiO 2 catalyst was coated on the quartz tube with the photocatalytic coating area varied from 0% to 100% by Saldanha et al It was found that optimum performance was achieved when the coating area percentage was about 70%, which was attributed to a synergistic effect between solid phase and gas phase reactions in the reactor. A similar result was reported by Ribeiro’s group, who also studied the influence of coating area on photocatalytic degradation of toluene in the presence of ozone. The highest activity for toluene degradation was achieved with 90% of the reactor area coated with TiO 2 .…”

Section: Photocatalytic Reactor Designsmentioning

confidence: 99%

Photocatalytic Oxidation for Volatile Organic Compounds Elimination: From Fundamental Research to Practical Applications

Zhang

Wang

Xie

et al. 2022

Environ. Sci. Technol.

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Photocatalysis is regarded as one of the most promising technologies for indoor volatile organic compounds (VOCs) elimination due to its low cost, safe operation, energy efficiency, and high mineralization efficiency under ambient conditions. However, the practical applications of this technology are limited, despite considerable research efforts in recent decades. Until now, most of the works were carried out in the laboratory and focused on exploring new catalytic materials. Only a few works involved the immobilization of catalysts and the design of reactors for practical applications. Therefore, this review systematically summarizes the research and development on photocatalytic oxidation (PCO) of VOCs, with emphasis on recent catalyst's immobilization and reactor designs in detail. First, different types of photocatalytic materials and the mechanisms for PCO of VOCs are briefly discussed. Then, both the catalyst's immobilization techniques and reactor designs are reviewed in detail. Finally, the existing challenges and future perspectives for PCO of VOCs are proposed. This work aims to provide updated information and research inspirations for the commercialization of this technology in the future.

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“…A configuração experimental previamente utilizada por diversos autores no LDPTA, FEQ-UNICAMP foi adaptada para avaliar a influência da área de recobrimento catalítico disponível, da quantidade de ozônio disponível e a influência do tempo espacial (BORGES RIBEIRO et al, 2020;FUJIMOTO et al, 2017;MARCHIORI et al, 2019;ROCHETTO et al, 2015).…”

Section: Montagem Experimentalunclassified

“…Estudos já comprovaram que a adição de ozônio ao sistema experimental é benéfica para o tratamento de outros COVs, como tolueno, uma vez que sistemas UV/TiO2 são inativados na sua presença. (BORGES RIBEIRO et al, 2020;MARCHIORI, 2017). volumétrica expressa em percentual de ozônio na corrente de entrada.…”

Section: Configuração A100|b70unclassified

“…O mecanismo de ação do ozônio sobre a atividade fotocatalítica vem sendo largamente estudado (HUANG; LI, 2011).A adição de ozônio para aumentar a degradação de diferentes compostos orgânicos tem recebido considerável atenção recentemente. O ozônio, quando adicionado a processos fotocatalíticos leva a múltiplos subprocessos que apresentam sinergia entre si: ozonização (O3), ozonização catalítica (O3/TiO2) e ozonização combinada com a fotólise (O3/UVC)(BORGES RIBEIRO et al, 2020;DA COSTA FILHO et al, 2019b;MARCHIORI et al, 2019;ZHONG et al, 2013).As interações entre a luz UV, o catalisador e o ozônio apresentam melhores resultados conjuntamente quando comparados aos processos individuais(HUANG;LI, 2011;YU;LEE, 2007). Tal sinergia pode ser atribuída a alguns fatores.…”

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Degradação de n-octano em fase gasosa por fotocatálise assistida por ozônio em reator com variadas frações de recobrimento por dióxido de titânio

Gvozdenovic Medina Bricio

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À minha mãe pelo amor e suporte incondicionais em todos os momentos da minha vida.À minha irmã pela parceria na vida.Aos meus pais, pelo incentivo aos estudos, por serem meus exemplos de dedicação, excelência em suas áreas de atuação e por me impulsionarem, mesmo nos momentos em que a conclusão desse trabalho parecia tão distante.Ao Gabriel pelo apoio constante, pelas revisões no texto e por estar ao meu lado nesta jornada.Ao professor Edson, por me acolher em sua equipe e me conceder a oportunidade de finalizar este trabalho. Por compartilhar seu conhecimento, sua experiência e ser um exemplo de profissional e pessoa, muito obrigada! À amiga Barbara, por sua colaboração, companheirismo, conhecimento, pelas trocas e todo suporte durante a realização deste trabalho. Agradeço de coração. Às amigas, Tânia, Luana e Milena, por toda a experiencia dividida no laboratório e pelos bons momentos fora dele também. Ao Luiz, Clairon, Arnaldo, Lucas, Diane, Nilza e Larissa agradeço pelas trocas ao longo dos anos. Fico feliz por ter compartilhado esse tempo com vocês. Aos amigos e familiares que acompanharam o desenvolvimento deste trabalho, apoiaram e acreditaram que sua realização seria possível. Às minhas companheiras durante a elaboração da dissertação Gaia e Jackie. À Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e a Faculdade de Engenharia Química (FEQ), seus professores e funcionários pela oportunidade concedida. RESUMO A introdução de substâncias em um meio, provocando desequilíbrio em sua forma natural é denominada poluição. Tal desequilíbrio pode ter efeitos nocivos ao ecossistema. A evolução da indústria, o crescimento populacional e o uso de combustíveis fósseis resultam em crescente concentração de compostos orgânicos voláteis (COVs) na atmosfera. Nesse contexto, tais compostos podem trazer prejuízos à saúde humana, além de ter efeito odorizante. Alguns métodos para o tratamento dos COVs requerem muita energia, pois ocorrem a altas temperaturas e outros não resolvem completamente o problema, pois apenas transferem o composto de fase, necessitando de tratamentos posteriores. A fotocatálise na presença de dióxido de titânio (TiO2) tem sido estudada para a decomposição dosCOVs em correntes gasosas de baixa concentração com sucesso e ainda apresenta oportunidades, pois os sistemas fotocatalíticos apresentam desativação para alguns compostos e há busca por aumento de rendimento. Este projeto tem como objetivo estudar os efeitos de diferentes concentrações de ozônio e áreas disponíveis de dióxido de titânio em um sistema fotocatalítico. A eficiência na degradação de traços de n-octano (100 ppmv) em fase gasosa foi avaliada com foco em menores tempos de permanência no reator. As concentrações de ozônio no sistema experimental variaram entre 0 e 2% ppmv e a cobertura superficial do tubo de quartzo presente no reator variou entre 70 e 100%. Para tempos espaciais elevados, a variação da área e a adição de ozônio não trouxeram ganhos significativos para a conversão do COV.Para tempos espaciais reduzidos, foi possível verificar...

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Gas-phase aromatic compounds degradation by a partially TiO2 coated photoreactor assisted with ozone

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Toward Scaling-Up Photocatalytic Process for Multiphase Environmental Applications

Photocatalytic Oxidation for Volatile Organic Compounds Elimination: From Fundamental Research to Practical Applications

Degradação de n-octano em fase gasosa por fotocatálise assistida por ozônio em reator com variadas frações de recobrimento por dióxido de titânio

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