SPONGIOUS COMPOSITE MATERIAL COATED WITH ZINC OXIDE, WITH PHOTOCATALYTIC ACTIVITY IN THE UV AND VISIBLE RANGE, APPLICABLE IN ENVIRONMENT PROTECTION - SPONGEMAT/ZNO

• Main Authors: BURLACU IASMINA FLORINA, MARCU ECATERINA, CIMPOIERU CRISTINA, DEAK GYORGY, PANAIT ANA MARIA
• Format: Patent
• Language: English; Romanian
• Published: 29.11.2019
• Subjects: CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING

The invention relates to a spongious composite material MS/ZnO coated with zinc oxide, to be used in the field of environmental protection, exhibiting a high capacity of photocatalytic degradation of organic compounds from wastewater, with an efficiency > 97% in the UV range and > 43% in the visible range, and to a process for preparing the same. According to the invention, the material consists of a support material with the following composition expressed in mass percentage: 86 ... 94% glass waste, 5 ... 10% eggshell waste added as a foaming agent and 1 ... 4% anhydrous Epsom salt added as a binder, where on the surface of the resulting support material, the Zn oxide powder is deposited and stabilized in a mass ratio between 1:1000 ... 5:1000. According to the invention, the process has the following steps: 1. preparing the support material by washing and drying the glass and eggshells, grinding them together with the Epsom salt, in a planetary ball mill, until all the powder amount passes through the sieve mesh of a size of 63 μm, cold-pressing the powder as capsules, drying the capsules at a temperature between 100 ... 150°C, for 24 h, and then sintering them at a temperature of 750°C with a plateau of 1 ... 3 h, and 2. depositing the ZnO on the surface of the supporting spongious material by orbital stirring of the oxide powder, previously dispersed in ultrapure water, in a mass ratio ranging between 1:1000 ... 5:1000 and subsequently fixing it by autoclaving at a temperature between 110 ... 150°C, for up to 1 h, the MS/ZnO composite material being finally dried at a temperature between 90 ... 150°C for 1 ... 2 h. Invenţia se referă la un material compozit spongios MS/ZnO acoperit cu oxid de zinc, utilizat în domeniul protecţiei mediului, având o capacitate mare de degradare fotocatalitică a compuşilor organici din apele uzate, cu eficienţă > 97% în domeniul UV şi > 43% în domeniul vizibil, şi la un procedeu de obţinere a acestuia. Materialul conform invenţiei este constituit dintr-un material suport cu următoarea compoziţie exprimată în procente masice: 86...94% deşeu de sticlă, 5...10% deşeu de coji de ouă adăugate ca agent de spumare şi 1...4% sare Epsom anhidră adăugată ca liant, iar pe suprafaţa materialului suport obţinut este depusă şi stabilizată pulberea oxidică de Zn într-un raport masic cuprins între 1/1000...5/1000. Procedeul conform invenţiei are următoarele etape: 1. obţinerea materialului suport prin spălarea şi uscarea sticlei şi a cojilor de ouă, măcinarea acestora, împreună cu sarea Epsom, într-o moară planetară cu bile, până la trecerea întregii cantităţi de pulbere prin sita cu ochiuri de 63 μm, presarea pulberii la rece sub formă de capsule, uscarea capsulelor la o temperatură cuprinsă între 100...150°C timp de 24 h şi apoi sinterizate la temperatura de 750°C cu palier de 1...3 h; 2. depunerea ZnO pe suprafaţa materialului spongios suport prin agitare orbitală a pulberii oxidice dispersate în prealabil în apă ultrapură, în raport masic cuprins între 1/1000...5/1000 şi fixat ulterior prin autoclavizare la o temperatură cuprinsă între 110...150°C, timp de până la 1 h, iar în final materialul compozit MS/ZnO este uscat la o temperatură cuprinsă între 90...150°C timp de 1...2 h.