Tehnologie verde pentru eliminarea compușilor farmaceutici din apă utilizând catalizatori pentru oxidare prietenoși cu mediul

PN-III-P2-2.1-PED-2019-3166 (299PED/2020)

Ozonizarea catalitică este un proces extrem de eficient pentru eliminarea celor mai rezistenți poluanți organici din apă și este un proces cheie în tratarea apelor uzate. Catalizatorii sunt esența procesului și, în ultimul deceniu, numeroase studii și brevete au propus o gamă largă de materiale pentru o mai bună transformare a ozonului în radicali hidroxil și efectuarea oxidării complete a substratului organic.

Scopul proiectului

Acest proiect propune o nouă și inovatoare clasă de catalizatori de ozonizare cu o morfologie care asigură un contact ușor al ozonului și al poluanților cu suprafață solidă (filme subțiri) și tehnologie verde și economică pentru prepararea catalizatorului folosind extracte din plante în loc de reactivi chimici nocivi (borohidrură și solventi organici)

Autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării

Perioada de implementare: 03/08/2020-03/08/2022

Buget: 230.000 lei

Responsabil proiect: Dr. Habil. Irina Fierăscu

  • Parteneri
  • Obiective generale
  • Etapa I
  • Etapa II
  • Etapa III
  • Diseminarea rezultatelor
Parteneri

Coordonator:

Universitatea din București,

Director proiect: Dr. Chim. Sorin Marius Avramescu

Partener 1:

Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Chimie și Petrochimie – ICECHIM

Responsabil proiect: Dr. Habil. Irina Fierăscu

Partener 2:

S.C. I.C.P.E. Bistrița S.A., Bistriţa-Năsăud, România,

Responsabil proiect: Dr. ing. Sorin Claudiu Ulinici


Mai multe detalii

Obiective generale

Obiectivul proiectului este de a obține o nouă tehnologie de tratare a apei pentru îndepărtarea medicamentelor antiinflamatoare nesteroidiene (NSAID) pe baza procesului de ozonizare catalitică cu sisteme catalitice fitosintetizate dispuse sub formă de filme subțiri depuse pe un substrat de sticlă.

Obiectivele specifice ale proiectului sunt:

1) sinteza și caracterizarea nanostructurilor oxidice fitosintetizate pentru o utilizare ulterioară drept catalizatori;

2) obținerea sistemelor catalitice depuse sub formă de filme subțiri pe substrat de sticlă;

3) demonstrarea eficienței tratamentului nanostructurilor obținute pentru îndepărtarea NSAID (Paracetamol și Ibuprofen),

4) validarea tehnologiilor propuse (obținerea materialelor și purificarea alternativă) la scară de laborator și prin terțe părți prin subcontractare.

Etapa I

Elaborarea de protocoale de laborator și teste preliminare pentru elaborarea tehnologiei inovatoarede tratare a apelor reziduale. Diseminarea rezultatelor și a evolutiei proiectului pe diverse platforme.

Perioada de desfășurare: 03/08/2020 – 31/12/2020

Activități derulate de partenerul ICECHIM:

  • Elaborarea protocoalelor de laborator pentru prepararea extractelor de plante prin metode clasice, simetoda extractiei asistata de microunde.
  • Elaborarea protocoalelor de laborator pentru caracterizareaextractelor de plante prin evaluarea parametrilor globali: flavonoide totale, zaharuri reducatoare,taninuri, polifenoli totali etc.
  • Participarea la crearea site-ului web al proiectului pentru informareacontinua a partilor interesate cu privire la evoluția proiectului.;
  • Elaborarea protocoalelor de laborator pentru caracterizarea filmelor subtiri prin metodele analitice.
  • Obtinerea de nanoparticule dispersate in sisteme lichide utilizand extractele preparate prin metodeclasice/extractia cu microunde si precursori anorganici. Caracterizarea filmelor nanostructurate prin tehnici moderne;
  • Caracterizarea sistemelor catalitice pre si post tratare. Evaluarea influentei utilizarii multiple a sistemelor catalitice asupra proprietatilor morfo-structurale;
Etapa II

Optimizarea tehnologiei de preparare a filmelor subțiri și a tehnologiei de laborator de tratare apoluanților organici prin procese oxidative.

Perioada de desfășurare 01/01/2021 – 31/12/2021

Activități derulate de partenerul ICECHIM:

  • Optimizarea procesului de preparare a filmelor subtiri

Caracterizarea morfo-structurală a filmelor subțiri folosind tehnici analitice moderne

Etapa III

Validarea tehnologiei de laborator

Perioada de desfasurare: 01/01/2022 – 03/08/2022

Activități desfășurate de partenerul ICECHIM:

  • Demonstrarea eficienței tehnologiei propuse prin caracterizarea post-tratament a sistemelor catalitice.
  • Caracterizarea sistemelor catalitice dupa fiecare ciclu de functionare
  • Dezvoltarea documentației tehnice pentru tehnologiile de tratare catalitica a apelor si sintezasistemelor catalitice de tip film subtire
Diseminarea rezultatelor

Proiectul și cererile de brevet rezultate din proiect au fost prezentate în cadrul unor manifestări expoziționale de inventică, obținându-se următoarele rezultate:

  • Salonul Internațional de Invenții si Inovații „Traian Vuia”, 2020, Timisoara (medalie de argint)
  • Salonul Cercetării Ştiinţifice, Inovării şi Inventicii – ProInvent 2020, Cluj-Napoca (diploma de excelență)
  • International Exhibition INVENTCOR Deva (medalie de aur)
  • EUROINVENT European Exhibition Of Creativity And Innovation Iași 2021 (medalie de argint)
  • EUROINVENT European Exhibition Of Creativity And Innovation Iași 2022 (Medalie de argint și Medalia de argint din partea Universității tehnice a Moldovei pentru Process and material obtained by ecological methods for catalytic oxidation of some organic pollutants)
  • EUROINVENT European Exhibition Of Creativity And Innovation Iași 2022 (Medalie de aur pentru Process and material obtained by green chemistry methods for catalytic oxidation of emerging micropollutants )
  • International Exhibition of Inventions – INVENTICA Iași 2022 (Medalie de aur pentru Process and material obtained by ecological methods for catalytic oxidation of some organic pollutants)
  • IDEA (IDEA, Novelty, Invention and craft) International Exhibition, Abony, Hungary 2022 (Medalie de aur pentru Process and material obtained by ecological methods for catalytic oxidation of some organic pollutants)
  • IDEA (IDEA, Novelty, Invention and craft) International Exhibition, Abony, Hungary 2022 (Medalie de aur pentru Process and material obtained by green chemistry methods for catalytic oxidation of emerging micropollutants )
  • Salonul Internațional al Cercetării Științifice, Inovării și Inventicii – PRO INVENT Cluj 2022 (Medalie de aur pentru Process and material obtained by ecological methods for catalytic oxidation of some organic pollutants)
  • Salonul Internațional al Cercetării Științifice, Inovării și Inventicii – PRO INVENT Cluj 2022(Medalie de aur pentru Process and material obtained by green chemistry methods for catalytic oxidation of emerging micropollutants )

Contribuția partenerului ICECHIM la diseminarea rezultatelor s-a materializat prin:

1.participarea la manifestări științifice de profil:

  • Green technologies for wastewater depollution, XVIth International Symposium “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XVI, October 28-30, 2020
  • Adsorption studies of ibuprofen and phenol from aqueous samples using phosphatic materials – Brazdis, R.I., Avramescu, S., Fierascu, I., Baroi, A.M., Fistos, T., Fierascu, R.C., NeXT-Chem: Innovative cross-sectoral technologies, IVth Edition, INCDCP-ICECHIM, Bucharest – ROMANIA May 19-20, 2022

2.publicarea de articole în reviste de profil:

  • Iron Oxide/Phosphatic Materials Composites with Potential Applications in Environmental Protection, Georgiana Cornelia Ispas, Raluca Manea, Roxana Ioana Brazdis, Anda Maria Baroi, Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Monica Florentina Raduly, Materials 2020, 13, 5034; doi:10.3390/ma13215034
  • Fierascu, I.; Fierascu, R.C.; Ungureanu, C.; Draghiceanu, O.A.; Soare, L.C. Application of Polypodiopsida Class in Nanotechnology–Potential towards Development of More Effective Bioactive Solutions. Antioxidants 2021, 10, 748. https://doi.org/10.3390/antiox10050748
  • Brazdis, R.I.; Fierascu, I.; Avramescu, S.M.; Fierascu, R.C. Recent Progress in the Application of Hydroxyapatite for the Adsorption of Heavy Metals from Water Matrices. Materials 2021, 14, 6898. https://doi.org/10.3390/ma14226898
  • Avramescu, S.M.; Fierascu, I.; Fierascu, R.C.; Brazdis, R.I.; Nica, A.V.; Butean, C.; Olaru, E.A.; Ulinici, S.; Verziu, M.N.; Dumitru, A. Removal of Paracetamol from Aqueous Solutions by Photocatalytic Ozonation over TiO2-MexOy Thin Films. Nanomaterials 2022, 12, 613. https://doi.org/10.3390/nano12040613

3.publicarea unui capitol de carte:

  • Valorization of Agri-Food Wastes and By-Products. Recent Trends, Innovations and Sustainability Challenges, 2021, Pages 693-710, Chapter 35 – Advanced techniques for recovery of active compounds from food by-products, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Elwira Sieniawska

Cereri de brevet de invenție rezultate din proiect:

a. Process and material obtained by ecological methods for catalytic oxidation of some organic pollutants – A-00162/2022 – Sorin Marius Avramescu, Corina Bradu, Elena-Alina Olaru, Angel-Vasile Nica, Irina Fierascu, Roxana Ioana Brazdis, Radu Claudiu Fierascu, Toma Fistos, Sorin-Claudiu Ulinici

b. Process and material obtained by green chemistry methods for catalytic oxidation of emerging micropollutants – A-00163/2022 – Radu Claudiu Fierascu, Roxana Ioana Brazdis, Irina Fierascu, Anda Maria Baroi, Sorin Marius Avramescu, Corina Bradu, Elena-Alina Olaru, Angel-Vasile Nica, Sorin-Claudiu Ulinici

thin