FAQ
logo Uniwersytetu Jagiellońskiego
PL | EN

Ustawienia prywatności (cookies)

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Aby uzyskać więcej informacji i spersonalizować swoje preferencje, kliknij „Ustawienia”. W każdej chwili możesz zmienić swoje preferencje, a także cofnąć zgodę na używanie plików cookie na poniższej stronie.
Polityka prywatności (link otworzy się w nowym oknie)
* z wyjątkiem niezbędnych plików cookies do prawidłowego działania strony oraz realizacji obowiązków prawnych administratora
Przesuwając suwak w prawo aktywujesz konkretną zgodę. Przesuwając suwak w lewo wyłączasz taką zgodę.

Katalityczne usuwanie zanieczyszczeń powietrza na układach opartych na fazie szklistej

Data publikacji: 06.2025

Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 103-115

https://doi.org/10.4467/20833113PG.25.005.21634

Autorzy

Piotr Legutko
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0003-3219-9838 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Pobierz pełny tekst

Drukuj drukuj Cytuj cytuj

Tytuły

Katalityczne usuwanie zanieczyszczeń powietrza na układach opartych na fazie szklistej

Abstrakt

Zanieczyszczenie powietrza jest aktualnie jednym z najbardziej palących problemów środowiskowych do rozwiązania. Obecność w powietrzu cząstek stałych, różnego rodzaju węglowodorów, tlenków azotu i innych tego typu zanieczyszczeń prowadzi do nieodwracanych zmian zdrowotnych u ludzi i zwierząt, przyczynia się do przyspieszonych zmian klimatycznych, a także wpływa negatywnie na budynki zabytkowe i użytkowe. Kataliza środowiskowa proponuje rozwiązania m.in. w postaci układów zdolnych do dopalenia sadzy, lotnych związków organicznych (LZO) czy innych węglowodorów, a także rozkładu tlenków azotu. Przegląd fachowej literatury pozwala na określenie grup katalizatorów dedykowanych do procesów istotnych ze środowiskowego punktu widzenia. Niewiele uwagi poświęca się układom opartym na szkłach, a są to układy wykazujące wiele pożądanych właściwości, takich jak niska cena, wysoka odporność termiczna i mechaniczna czy możliwość tworzenia nowych typów reaktorów o dedykowanym kształcie. Artykuł poświęcony jest przeglądowi literaturowemu układów katalitycznych opartych na fazach szklistych, stosowanych w reakcjach istotnych dla ochrony środowiska.

Bibliografia

Pobierz bibliografię

An H., Su Ch., McGinn P.J., 2009, Application of potash glass as a catalyst for diesel soot oxidation, Catalysis Communications, 10(5), 509–512. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2008.10.019.

CrossRef Następne

Arendarskii D.A., Zagoruyko A.N., Bal’zhinimaev B.S., 2005, Glass fiber catalysts to clear diesel engine exhausts, Chemical Sustainable Development, 6, 731–735.

Bal’zhinimaev B.S., Paukshtis E.A., Lapina O.B., Suknev A.P., Kirillov V.L., Mikenin P.E., Zagoriuko A.N., 2010, Glass fiber materials as a new generation of structured catalysts, [w:] Studies in Surface Science and Catalysis, Elsevier B.V., 175, 43–50.

Bal’zhinimaev B.S., Simonova L.G., Barelko V.V., Toktarev A.V., Zaikovskii V.I., Chumachenko V.A., 2003, Pt-Containing catalysts on a base of woven glass fiber support: A new alternative for traditional vanadium catalysts in SO2 Oxidation Process, Chemical Engineering Journal, 91, 175–179. https://doi.org/10.1016/S1385-8947(02)00151-1.

CrossRef Następne

Bal’zhinimaev B.S., 2020, Catalysis by platinum and palladium species confined in the bulk of glass fibre materials, Russian Chemical Reviews, 89, 1184–1203. https://doi.org/10.1070/rcr4958.

CrossRef Następne

Barelko V.V., Kuznetsov M.V., Dorokhov V.G., Parkin I., 2017, Glass-fiber woven catalysts as alternative catalytic materials for various industries: A review, Russian Journal of Physical Chemistry B, 11, 606–617. https://doi.org/10.1134/S1990793117040030.

CrossRef Następne

Deng H., Kang S., Wang C., He H., Zhang C., 2018, Palladium supported on low-surface-area fiber-based materials for catalytic oxidation of volatile organic compounds, Chemical Engineering Journal, 348, 361–369. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.04.184.

CrossRef Następne

Dziadek M., Zagrajczuk B., Jelen P., Olejniczak Z., Cholewa-Kowalska K., 2016, Structural Variations of Bioactive Glasses Obtained by Different Synthesis Routes, Ceramics International, 42, 14700–14709. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.06.095.

CrossRef Następne

Edwards C., 2002, Assessing the effects of environmental pollutants on soil organisms, communities, processes and ecosystems, European Journal of Soil Biology, 38, 225–231. https://doi.org/10.1016/S1164-5563(02)01150-0.

CrossRef Następne

EEA, 2020, Air quality in Europe – 2020 report, EEA, Report No 9/2020, European Environment Agency, https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2020 (31.08.2024).

Feng X., McGinn P.J., 2022, Structured glass catalysts for diesel particulate filters, Ceramics International, 48(18), 25968–25974. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.05.276.

CrossRef Następne

Funabiki F., Kamiya T., Hosono H., 2012, Doping Effects in Amorphous Oxides, Journal of Ceramic Society of Japan, 120, 447–457. https://doi.org/10.2109/jcersj2.120.447.

CrossRef Następne

Gao F.-Y., Liu S.-N., Ge J.-C., Zhang X.-L., Zhu L., Zheng Y.-R., Duan Y., Qin S., Dong W., Yu X., 2022, Nickel-molybdenum-niobium metallic glass for efficient hydrogen oxidation in hydroxide exchange membrane fuel cells, Nature Catalysis, 5, 993–1005. https://doi.org/10.1038/s41929-022-00862-8.

CrossRef Następne

He D., Liu L., Ren J., Hu T., 2017, Catalytic combustion of volatile organic compounds over CuO-CeO2 supported on SiO2-Al2O3 modified glass-fiber honeycomb, Journal of Fuel Chemistry and Technology, 45(3), 354–361. https://doi.org/10.1016/S1872-5813(17)30020-8.

CrossRef Następne

Hoppe A., Meszaros R., Stahli C., Romeis S., Schmidt J., Peukert W., Marelli B., Nazhat S.N., Wondraczek L., Lao J., 2013, In vitro reactivity of cu doped 45S5 bioglass® derived scaffolds for bone tissue engineering, Journal of Materials Chemistry B, 1, 5659. https://doi.org/10.1039/c3tb21007c.

CrossRef Następne

Hunault M., Bauchau F., Loisel C., Herold M., Galoisy L., Newville M., Calas G., 2016, Spectroscopic investigation of the coloration and fabrication conditions of medieval blue glasses, Journal of American Ceramic Society, 99, 89–97. https://doi.org/10.1111/jace.13783.

CrossRef Następne

Kiwi-Minsker L., Yuranov I., Siebenhaar B., Renken A., 1999, Glass fiber catalysts for total oxidation of CO and hydrocarbons in waste gases, Catalysis Today, 54, 39–46. https://doi.org/10.1016/S0920-5861(99)00165-0.

CrossRef Następne

Konduracka E., 2019, A link between environmental pollution and civilization disorders: A mini review, Reviews on Environmental Health, 34, 227–233. https://doi.org/10.1515/reveh-2018-0083.

CrossRef Następne

Legutko P., Dziadek M., Grzybek G., Marzec M., Jarosz E., Michalik M., Piumetti M., Cholewa-Kowalska K., Fino D., Adamski A., 2024, Catalytic removal of soot particles over potassium glasses – the effect of doping with aliovalent redox metals, Catalysis Science & Technology, 14, 2549. https://doi.org/10.1039/D4CY00136B.

CrossRef Następne

Neyestanaki A.K., Lindfors L.-E., 1994, Catalytic combustion over transition metal oxides and platinum-transition metal oxides supported on knitted silica fibre, Combustion Science and Technology, 97(1–3), 121–136. https://doi.org/10.1080/00102209408935371.

CrossRef Następne

Neyestanaki A.K., Lindfors L.-E., 1998, Catalytic clean-up of emissions from small-scale combustion of biofuels, Fuel, 77(15), 1727–1734. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(98)00113-6.

CrossRef Następne

Nicholas D.M., Shah Y.T., Zlochower I.A., 1976, Oxidation of an automobile exhaust gas mixture by fiber catalysts, Industrial & Engineering Chemistry Product Research and Development, 15, 29–35. https://doi.org/10.1021/i360057a005.

CrossRef Następne

Oppenheimer M., 1989, Climate change and environmental pollution, Physical and Biological Interactions, 15, 255–270. https://doi.org/10.1007/BF00138854.

CrossRef Następne

Pei T., Liu L., Xu L., Li Y., He D., 2016, novel glass fiber catalyst for the catalytic combustion of ethyl acetat, Catalysis Communications, 74, 19–23. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2015.10.030.

CrossRef Następne

Ramirez-Ortiz J., Ogura T., Medina-Valtierra J., Acosta-Ortiz S.E., Bosch P., de los Reyes J.A., Lara V.H., 2001, A catalytic application of Cu2O and CuO films deposited over fiberglass, Applied Surface Science, 174(3–4), 177–184. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(00)00822-9.

CrossRef Następne

Rao C., Yan B., 2020, Study on the interactive influence between economic growth and environmental pollution, Environmental Science and Pollution Research, 27, 39442–39465, https://doi.org/10.1007/s11356-020-10017-6.

CrossRef Następne

Reichelt E., Heddrich M.P., Jahn M., Michaelis A., 2014, based structured materials for catalytic applicatio, Applied Catalysis A: General, 476, 78–90. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2014.02.021.

CrossRef Następne

Rovanikova P., 2007, Environmental pollution effects on other building materials, [w:] A. Moncmanova (red.), Environmental deterioration of materials, WIT Press, 217–248.

Selleri T., Melas A.D., Joshi A., Manara D., Perujo A., Suarez-Bertoa R., 2021, An overview of lean exhaust deNOx aftertreatment technologies and NOx emission regulations in the European Union, Catalysts, 11(3), 404. https://doi.org/10.3390/catal11030404.

CrossRef Następne

Simonova L.G., Barelko V.V., Toktarev A.V., Zaikovskii V.I., Bukhtiyarov V.I., Kaichev, V.V., Bal’zhinimaev B.S., 2001, Catalysts based on fiberglass supports: III. Properties of supported metals (Pt and Pd) according to electron-microscopic and XPS data, Kinetics and Catalysis, 42, 837–846. https://doi.org/10.1023/A:1013291418524.

CrossRef Następne

Smith J.M., Martin R.A., Cuello G.J., Newport R.J., 2013, Structural Characterisation of Hypoxia-Mimicking Bioactive Glasses, Journal of Materials Chemistry B, 1, 1296. https://doi.org/10.1039/c3tb00408b.

CrossRef Następne

Su C., McGinn P.J., 2013, The effect of Ca2+ and Al3+ additions on the stability of potassium disilicate glass as a soot oxidation catalyst, Applied Catalysis B: Environmental, 138–139, 70–78. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.02.022.

CrossRef Następne

Su C., McGinn P.J., 2014, Application of glass soot catalysts on metal supports to achieve low soot oxidation temperature, Catalysis Communications, 43, 1–5. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2013.08.013.

CrossRef Następne

Su C., DeHart T., Anderson M., McGinn P.J., 2019, Structured glass catalytic coating on wire mesh for particulate matter (PM) removal by modified sol-gel processing, Materials Letters, 234, 168–171. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.09.093.

CrossRef Następne

Suknev A., van Veen A.C., Toktarev A., Sadovskaya E., Bal’zhinimaev B., Mirodatos C., 2004, NO decomposition over a new type of low metal content fiberglass catalysts studied by the TAP technique, Catalysis Communications, 5(11), 691–695. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2004.08.009.

CrossRef Następne

Vyas V.K., Kumar A.S., Singh S.P., Pyare R., 2016, cobalt oxide Substitution on mechanical Behaviour and elastic properties of bioactive glass and glass-ceramics, Transactions of the Indian Ceramic Society, 75, 12–19. https://doi.org/10.1080/0371750X.2016.1149098.

CrossRef Następne

Yuranov I., Kiwi-Minsker L., Barelko V., Renken A., 1999, Experimental study of reaction instability and oscillatory behavior during CO oxidation over Pd supported on glass fiber catalysts, Studies in Surface Science and Catalysis, 122, 191–198. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(99)80148-7.

CrossRef Następne

Yuranov I., Kiwi-Minsker L., Slin’ko M., Kurkina E., Tolstunova E.D., Renken A., 2000, Oscillatory behavior during CO oxidation over Pd supported on glass fibers: Experimental study and mathematical modeling, Chemical Engineering Science, 55(15), 2827–2833. https://doi.org/10.1016/S0009-2509(99)00557-6.

CrossRef Następne

Zagoriuko A.N., Veniaminov S.A., Veniaminova I.N., Bal’zhinimaev B.S., 2007, Kinetic instabilities and intra-thread diffusion limitations in CO oxidation reaction at Pt/fiber-glass catalysts, Chemical Engineering Journal, 134, 111–116. https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.03.037.

CrossRef Następne

Zagoruiko A.N., Vanag S.V., Balzhinimaev B.S., Paukshtis E.A., Simonova L.G., Zykov A.M., Anichkov

S.N., Hutson N.D., 2009, Catalytic flue gas conditioning in electrostatic precipitators of coalfired power plants, Chemical Engineering Journal, 154, 325–332. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.03.050.

CrossRef Następne

Zanotto E.D., Mauro J.C., 2017, The glassy state of matter: Its definition and ultimate fate, Journal of Non-Crystalline Solids, 471, 490–495. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.05.019.

CrossRef Następne

Zokoe J., McGinn P.J., 2015, Catalytic diesel soot oxidation by hydrothermally stable glass catalysts, Chemical Engineering Journal, 262, 68–77. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.09.075.

CrossRef Następne

Zokoe J., Su C., McGinn P.J., 2019a, Soot combustion activity and potassium mobility in diesel particulate filters coated with a K-Ca-Si-O glass catalyst, Industrial & Engineering Chemistry Research, 58(27), 11891–11901. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b02381.

CrossRef Następne

Zokoe J., Feng X., Su C., McGinn P.J., 2019b, Improved hydrothermal stability in glass diesel soot oxidation catalysts, Catalysts, 9, 1–14. https://doi.org/10.3390/catal9080684.

CrossRef Następne

Informacje

Informacje: Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 103-115

Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy

Tytuły:

Polski: Katalityczne usuwanie zanieczyszczeń powietrza na układach opartych na fazie szklistej
Angielski: Catalytic removal of air pollutants on glass-based catalyst

Autorzy

https://orcid.org/0000-0003-3219-9838

Piotr Legutko
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0003-3219-9838 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii

Publikacja: 06.2025

Status artykułu: Otwarte __T_UNLOCK

Licencja: CC BY 4.0  ikona licencji

Udział procentowy autorów:

Piotr Legutko (Autor) - 100%

Korekty artykułu:

-

Języki publikacji:

Polski

Katalityczne usuwanie zanieczyszczeń powietrza na układach opartych na fazie szklistej

cytuj

Pobierz PDF Pobierz

pobierz pliki

RIS BIB ENDNOTE