Faza 1: Selecția, prepararea și caracterizarea structurală a materialelor compozite pe bază de carbon nanostructurat cu potențial catalitic în valorificarea glicerinei și CO2. Realizare și testare montaj experimental plasmă rece.
Valoare fază: 1,840,787.23 lei
Termen de predare: 07.12.2023
Rezultate de cercetare:
Rezultatele obținute în această fază de implementare a proiectului sunt:
1. Produse:
(i) set-up experimental pentru testarea preliminară a reacţiei de oxidare a glicerinei ȋn plasmă non-termică format dintr-un un reactor de 3 ml cu funcţionare statică, plasat ȋn plasmă rece generată ȋn gazul plasmogen Ar(80%)+O3(20%);
(ii) “celulă autonomă de reacție” pentru oxidarea glicerinei ȋn plasmă non-termică care reunește într-un monobloc componentele unui reactor chimic cu plasmă și dispozitivul de recirculare care va permite tratamentul dinamic al amestecului de reacţie. Folosind ansamblul sursă de ȋnaltă tensiune (16 kV) – celulă, la puterea de 50W s-a obţinut o descărcare ȋn plasmă cu următoarele caracteristici: densitatea de curent în plasmă: je = 12 mA/cm2; concentrația electronilor: ne = 192 * 106/cm3; densitatea de putere în plasmă: pplasma = 30 W/cm3; temperatura plasmei: 36-37⁰C.
2. Materiale:
(i) seria de catalizatori de metale nobile depuse pe grafene cu structură poroasă tridimensională (3DrGO) formată din: Pt(2%)/3DrGO, Au(2%)/3DrGO și Au(1%)-Pt(1%)/3DrGO;
(ii) seria de catalizatori de carbon 3D cu structură poroasă ordonată – CuO/ZnO/Al2O3 (C3D – CZA) formată din: 3 catalizatori copreciptaţi cu Na2CO3 C3D-50-CZA¬Na2CO3, C3D-100-CZANa2CO3, C3D-200-CZANa2CO3 şi 3 catalizatori copreciptaţi cu NaHCO3 C3D-50-CZA NaHCO3¬, C3D-100-CZANaHCO3, C3D-200-CZANaHCO3.
3. Metode:
- metodă de preparare a catalizatorilor bimetalici pe bază de carbon nanostructurat de tip Au-Pt/grafenă 3D;
- metodă de preparare a fotocatalizatorilor Au-TiO2-grafenă şi Au-TiO2-gC3N4;
- Metoda optimizată de obținere a catalizatorilor multicomponenți de tipul Cu-ZnO-Al2O3-Carbon3D (C3D-CZA)
4. Proiect tehnic: proiect CAD elemente componente reactor plasmă rece (circuitele electronice, celula de reacție, subansamblurile mecanice)
5. Studiu: studiu privind parametrii de reacție (timpul – 6 valori ȋntre 2.5 si 30 min şi concentraţia glicerinei ȋn soluţie apoasă – 100%, 50% si 30%) ṣi parametrii descărcării electrice (puterea de intrare – 25W şi 50W) pentru proiectarea ṣi preoptimizarea reactorului cu plasmă rece;
6. Cerere de brevet: Cerere OSIM nr. A/00653 din 2.11.2023 „Celulă autonomă de reacție pentru tratarea / procesarea chimică a probelor lichide în plasmă rece”; autori: G. Blăniţă, C. Tudoran
7. Articole:
- (1) T. Altaf, T. O. Colak, A. M. Rostas, M. Mihet, M. D. Lazar, I. Iatsunskyi, E. Coy, I. D. Yildirim, F. B. Misirlioglu, E. Erdem, M. Sankir, N. Demirci Sankir – „GO/ZnO-based all-solid-state photo-supercapacitors: Effect of GO:ZnO ratio on composite properties and device performance”, J Energy Storage 68 (2023) 107694, IF=9.4
- (2) Grad, M. Dan, L. Barbu-Tudoran, N. Tosa, M. D. Lazar, G. Blanita, “MOF/Al2O3 composites obtained by immobilization of MIL-53(Cr) or MIL-101(Cr) on γ-alumina: Preparation and characterization”, Microporous Mesoporous Mater. 353 (2023) 112518; IF=5.2
- (3) Mare, M. Muresan-Pop, P. M. Purcea Lopes , A. Turza, G. Borodi, V. Popescu, “Crystal Structure and Intermolecular Energy for Some Nandrolone Esters” Molecules 28 (2023) 7179; IF=4.6
- (4) Turza, P. Pascuta, L. Mare, G. Borodi, V. Popescu, “Structural Insights and Intermolecular Energy for Some Medium and Long-Chain Testosterone Esters” Molecules 28 (2023) 3097; IF=4.6
8. Conferințe:
- (1) Grad, M. Dan, M. Mihet, A. Kasza, G. Blanita, D. Lazar, “Selective hydrogenation of nitrobenzene over MOFs supported NPs-catalysts” 24th International Conference “New Cryogenic and Isotope Technologies for Energy and Environment” (EnergEn 2023), Baile Govora, Romania, 18-20 octombrie 2023 (oral presentation). – a câştigat premiul pentru cea mai bună prezentare.
- (2) Vulcu, T. Radu, A. Turza, C. Grosan, “Nitrogen-doped graphene decorated with iron oxide nanoparticles as highly efficient electrocatalyst for oxygen reduction reaction in alkaline media”, 24th International Conference “New Cryogenic and Isotope Technologies for Energy and Environment” (EnergEn 2023), Baile Govora, Romania, 18-20 octombrie 2023 (oral presentation)
- (3) Mihet, A.M. Kasza, O. Grad, A. Turza, M. Dan, M.D. Lazar – MOF(Al)-derived catalysts with enhanced activity in CO2 methanation, 15th European Congress on Catalysis (EuropaCat 2023), Prague, Czech Republic, 27 August – 01 September 2023 (poster presentation).
- (4) Grad, M. Dan, M. Mihet, A. Kasza, G. Blanita, D. Lazar, “MOFs supported NPs-catalysts for selective liquid-phase hydrogenation of nitrobenzene” 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2023), Cluj-Napoca Romania, 19-22 Septembrie 2023 (poster presentation).
- (5) M. Kasza, O. Grad, A. Turza, M. Dan, M.D. Lazar and M. Mihet – “MIL-53(Al)-derived Ni catalysts for CO2 hydrogenation”, 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules – PIM 2023, 19-22 September 2023, Cluj-Napoca, Romania (poster presentation).
- (6) C. Rosu, D.V. Cosma, A. Urda, C. Socaci, A. Turza, S.C. Tripon; “One-pot synthesis of Au/TiO2±graphene oxide photoactive nanocomposites” 14th International Conference Processes in Isotopes and Molecules – PIM 2023, 19-22 September 2023, Cluj-Napoca, Romania (poster presentation).