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.

Katalizatory do procesu niskotemperaturowej redukcji tlenków azotu amoniakiem bazujące na mezoporowatych materiałach krzemionkowych

Data publikacji: 06.2025

Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 117-135

https://doi.org/10.4467/20833113PG.25.006.21635

Autorzy

,
Lucjan Chmielarz
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-7753-6204 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →
,
Aleksandra Gomułka
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-5895-5120 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →
,
Aleksandra Jankowska
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-5257-3930 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →
Andrzej Kowalczyk
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-9129-4627 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Pobierz pełny tekst

Drukuj drukuj Cytuj cytuj

Tytuły

Katalizatory do procesu niskotemperaturowej redukcji tlenków azotu amoniakiem bazujące na mezoporowatych materiałach krzemionkowych

Abstrakt

Prace badawcze dotyczyły opracowania katalizatorów procesu niskotemperaturowej redukcji tlenków azotu amoniakiem bazujących na wysokopowierzchniowych materiałach krzemionkowych. Mezoporowate krzemionki typu MCM-41 (Mobil Composition of Matter No. 41) oraz MCM-48 (Mobil Composition of Matter No. 48) dotowano miedzią metodą jonowej wymiany templatu (TIE) oraz metodą TIE rozszerzoną o etap dodawania do próbek dotowanych miedzią roztworu amoniaku. Rozszerzona procedura TIE pozwoliła na uzyskanie katalizatorów o podwyższonej zawartości miedzi w formie wysokorozproszonej w porównaniu do standardowej procedury TIE. Z drugiej strony działanie roztworu amoniaku na mezoporowate krzemionki powodowo częściową destrukcję ich uporządkowanej struktury porowatej. Katalizatory uzyskane metodą TIE, obejmującą używanie amoniaku, wykazywały bardzo dużą aktywność w procesie selektywnej katalitycznej redukcji tlenku azotu amoniakiem (NH3-SCR). Najbardziej obiecujący katalizator, uzyskany na bazie mezoporowatej krzemionki typu MCM-48 dotowanej miedzią metodą TIE, a następnie traktowany roztworem amoniaku, pozwalał na osiągnięcie konwersji NO na poziomie 90%, przy selektywności do azotu sięgającej 99% już w temperaturze około 200°C. Wyniki te lokują badane materiały w grupie najaktywniejszych układów katalitycznych dedykowanych dla niskotemperaturowego procesu NH3-SCR.

Bibliografia

Pobierz bibliografię

Boroń P., Chmielarz L., Dźwigaj S., 2015, Influence of Cu on the catalytic activity of FeBEA zeolites in SCR of NO with NH3, Applied Catalysis B: Environmental, 168–169, 377–384. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.12.052.

CrossRef Następne

Chmielarz L., Kuśtrowski P., Dziembaj R., Cool P., Vansant E.F., 2010, SBA-15 mesoporous silica modified with metal oxides by MDD method in the role of DeNOx catalysts, Macroporous and Mesoporous Materials, 127, 133–141. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2009.07.003.

CrossRef Następne

Chmielarz L., Rutkowska M., Kowalczyk A., 2018, Advances in functionalization of inorganic porous materials for environmental catalysis, Advances in Inorganic Chemistry, 72, 323–383. https://doi.org/10.1016/bs.adioch.2018.05.005.

CrossRef Następne

Chmielarz L., Dziembaj R., 2021, Modified layered silicas as catalysts for conversion of nitrogen pollutants in flue gases: A review, Catalysts, 11, art. nr 644, 1–26. https://doi.org/10.3390/catal11050644.

CrossRef Następne

Chmielarz L., Jankowska A. 2022, Mesoporous silica-based catalysts for selective catalytic reduction of NOx with ammonia – Recent advances, Advances in Inorganic Chemistry, 79, 205–242. https://doi.org/10.1016/bs.adioch.2021.12.007.

CrossRef Następne

Cohn J.G.E., Steele D.R., Andersen H.C., 1961, Method of selectively removing oxides of nitrogen from oxygen-containing gases, U.S. Patent US2975025A.

Dai X., Qiu F., Zhou X., Long Y., Li W., Tu Y., 2014, Amino-functionalized MCM-41 for the simultaneous electrochemical determination of trace lead and cadmium, Electrochimica Acta, 144, 161–167. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.08.093.

CrossRef Następne

Kowalczyk A., Piwowarska Z., Macina D., Kuśtrowski P., Rokicińska A., Michalik M., Chmielarz L., 2016, MCM-41 modified with iron by template ion-exchange method as effective catalyst for DeNOx and NH3-SCO processes, Chemical Engineering Journal, 295, 167–180. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.03.049.

CrossRef Następne

Kowalczyk A., Borcuch A., Michalik M., Rutkowska M., Gil B., Sojka Z., Indyka P., Chmielarz L., 2017, MCM-41 modified with transition metals by template ion-exchange method as catalysts for selective catalytic oxidation of ammonia to dinitrogen, Microporous and Mesoporous Materials, 240, 9–21. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.11.002.

CrossRef Następne

Kowalczyk A., Święs A., Gil B., Rutkowska M., Piwowarska Z., Borcuch A., Michalik M., Chmielarz L., 2018, Effective catalysts for the low-temperature NH3-SCR process based on MCM-41 modified with copper by template ion-exchange (TIE) method, Applied Catalysis B:Environmental, 237, 927–937. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.06.052.

CrossRef Następne

Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J., Vartuli J.C., Beck J.S., 1992, Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism, Nature, 359, 710–712. https://doi.org/10.1038/359710a0.

CrossRef Następne

Macina D., Piwowarska Z., Tarach K., Gora-Marek K., Ryczkowski J., Chmielarz L., 2016, Mesoporous silica materials modified with alumina polycations as catalysts for the synthesis of dimethyl ether from methanol, Materials Research Bulletin, 74, 425–435. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.11.018.

CrossRef Następne

Martins L., Peguin R.P.S., Wallau M., Urquieta E.A., 2004, Cu-, Co-, Cu/Ca- and Co/Ca-exchanged ZSM-5 zeolites: Activity in the reduction of NO with methane or propane, Studies in Surface Science and Catalysis., 154, 2475–2483. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(04)80513-5.

CrossRef Następne

Mao C., Zheng J., Matsagar B.M., Kankala R.K., Ahamad T., Yang Y., Wu K.C.-W., Zhang X., 2020, Highly-efficient Ru/Al–SBA-15 catalysts with strong Lewis acid sites for the water-assisted hydrogenation of p-phthalic acid, Catalysis Science and Technology, 10, 2443–2451. https://doi.org/10.1039/D0CY00047G.

CrossRef Następne

Orazbayev B., Kozhakhmetova D., Wojtowicz R., Krawczyk J., 2020, Modeling of a catalytic cracking in the gasoline production installation with a fuzzy environment, Energies, 13, 4736. https://doi.org/10.3390/en13184736.

CrossRef Następne

Panzeri G., Cristina M., Jagadeesh M.S., Bussetti G., Magagnin L., 2020, Modification of large area Cu2O/CuO photocathode with CuS non-noble catalyst for improved photocurrent and stability, Scientific Reports, 10, 18730. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75700-7.

CrossRef Następne

Pietraszek A., Iwaszko O., Kowalczyk A., Piwowarska, Z., Rutkowska M., Chmielarz L., 2023, Mesoporous silicas of MCM-48 and MCM-41 types doped with copper by modified template ion-exchange method as effective catalysts for low-temperature reduction of nitrogen oxide with ammonia, Reaction Kinetics, Mechanisms, and Catalysis, 136, 2259–2276. https://doi.org/10.1007/s11144-023-02461-5.

CrossRef Następne

Rutkowska M., Chmielarz L., Macina D., Piwowarska Z., Dudek B., Adamski A., Witkowski S., Sojka Z., Obalova L., Van Oers C.J., Cool P., 2014, Catalytic decomposition and reduction of N2O over micro-mesoporous mMaterials containing beta zeolite nanoparticles, Applied Catalysis B: -Environmental, 146, 112–122. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.05.005.

CrossRef Następne

Rutkowska M., Piwowarska Z., Micek E., Chmielarz L., 2015a, Hierarchical Fe-, Cu- and Co-Beta zeolites obtained by mesotemplate-free method. Part I: Synthesis and catalytic activity in N2O decomposition, Microporous and Mesoporous Materials, 209, 54–65. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.10.011.

CrossRef Następne

Rutkowska M., Diaz U., Palomares A.E., Chmielarz L., 2015b, Cu and Fe modified derivatives of 2D MWW-type zeolites (MCM-22, ITQ-2 and MCM-36) as new catalysts for DeNOx process, Applied Catalysis B: -Environmental, 168–169, 531–539. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.05.005.

CrossRef Następne

Rutkowska M., Duda M., Kowalczyk A., Chmielarz L., 2017, Modification of the physicochemical properties of the commercial CHA zeolite and examination of its activity in nitrogen oxide abatement, Comptes Rendus Chimie, 20, 850–859. https://doi.org/10.1016/j.crci.2017.05.001.

CrossRef Następne

Surhone L.M., Timpledon, M.T., Marseken S.F., 2010, Selective Catalytic Reduction, Betascript Publishing, Beau Bassin, Mauritius.

Terzis A., Kirsch M., Vaikuntanathan V., Geppert, A., Lamanna G., Weigand B., 2019, Splashing characteristics of diesel exhaust fluid (AdBlue) droplets impacting on urea-water solution films, Experimental Thermal and Fluid Science, 102, 152–162. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2018.11.002.

CrossRef Następne

Vaschetto E.G., Pecchi, G.A., Casuscelli, S.G., Eimer G.A., 2014, Nature of the active sites in Al-MCM-41 nano-structured catalysts for the selective rearrangement of cyclohexanone oxime toward ɛ-caprolactam, Macroporous and Mesoporous Materials, 200, 110–116. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.08.030.

CrossRef Następne

Wang Y., Dong X., Cui Y., Ma S., Suo Y., Zhang W., 2019, Synthesis of Mo-MCM-48 and their isomerization performances of n-heptan, Journal of Porous Materials, 26, 1279–1286. https://doi.org/10.1007/s10934-019-00727-9.

CrossRef Następne

Informacje

Informacje: Prace Geograficzne, 2025, Zeszyt 178, s. 117-135

Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy

Tytuły:

Polski: Katalizatory do procesu niskotemperaturowej redukcji tlenków azotu amoniakiem bazujące na mezoporowatych materiałach krzemionkowych
Angielski: Catalysts for the low-temperature reduction of nitrogen oxides with ammonia based on mesoporous silica materials

Autorzy

https://orcid.org/0000-0002-7753-6204

Lucjan Chmielarz
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-7753-6204 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii

https://orcid.org/0000-0002-5895-5120

Aleksandra Gomułka
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-5895-5120 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii

https://orcid.org/0000-0002-5257-3930

Aleksandra Jankowska
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-5257-3930 Orcid
Kontakt z autorem
Wszystkie publikacje autora →

Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii

https://orcid.org/0000-0002-9129-4627

Andrzej Kowalczyk
Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii
https://orcid.org/0000-0002-9129-4627 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

Finansowanie artykułu:

Badania były finansowane w ramach projektu NCN 2018/31/B/ST5/00143. Część prezentowanych w artykule prac badawczych została wykonana przy wsparciu finansowym Priorytetowego Obszaru Badawczego Anthropocene (PF Man-Mind- -Environment Hub) w ramach Programu Strategicznego Inicjatywa Doskonałości w Uniwersytecie Jagiellońskim.

Udział procentowy autorów:

Lucjan Chmielarz (Autor) - 25%
Aleksandra Gomułka (Autor) - 25%
Aleksandra Jankowska (Autor) - 25%
Andrzej Kowalczyk (Autor) - 25%

Korekty artykułu:

-

Języki publikacji:

Polski

Katalizatory do procesu niskotemperaturowej redukcji tlenków azotu amoniakiem bazujące na mezoporowatych materiałach krzemionkowych

cytuj

Pobierz PDF Pobierz

pobierz pliki

RIS BIB ENDNOTE