Teollisuuden jätevesien orgaanisten yhdisteiden katalyyttinen märkähapetus. Ceriumkatalyytit bisfenoli A:n hapetuksessa

Väitöstyössä tutkittiin katalyyttisen märkähapetuksen soveltuvuutta pintakäsittelyteollisuuden jäteveden ja bisfenoli A:n vesiliuoksen käsittelyyn. Katalyyttinen märkähapetus on jätevedenkäsittelymenetelmä, jossa jäteveden sisältämät haitalliset orgaaniset yhdisteet hapetetaan katalyyttisesti korkeassa lämpötilassa (125–200 °C) ja paineessa (0.5–5.0 MPa) välituotteiksi (esim. karboksyylihapot) sekä hiilidioksidiksi ja vedeksi. Märkähapetuksen vaativissa reaktio-olosuhteissa aktiivisena säilyvän katalyyttimateriaalin kehittäminen on kuitenkin osoittautunut varsin haasteelliseksi. Tässä tutkimuksessa katalyyttimateriaaleiksi valmistettiin ceriumpohjaisille sekaoksideille kiinnitettyjä jalometallikatalyyttejä (Ru, Pt, Ag).

Väitöstutkimuksen mukaan pintakäsittelyteollisuuden jäteveden orgaaninen kuormitus väheni, kun märkähapetusreaktiota katalysoitiin ruteniumkatalyyteillä. Lisäksi hapetetun vesinäytteen biohajoavuusaste nousi eli jäteveden sisältämät orgaaniset yhdisteet olivat hapettuneet helpommin biohajoavaan muotoon.

Käsiteltäessä bisfenoli A:n vesiliuosta katalyyttisellä märkähapetuksella platinakatalyytit osoittautuivat hopeakatalyyttejä aktiivisemmiksi. Platinalla katalysoidussa reaktiossa saavutettiin lähes 100 % poistuma bisfenoli A:n pitoisuudessa. Hopeakatalyyttien aktiivisuuteen vaikutti metallin osittainen liukeneminen hapetettavaan liuokseen märkähapetusreaktion aikana. Lisäksi havaittiin, että bisfenoli A:n märkähapetusreaktiossa katalyytin aktiivisuus oli riippuvainen katalyyttipintaan kemiallisesti sitoutuneen hapen määrästä eikä niinkään katalyytin pinta-alasta.

Väitöskirjatutkimuksessa saatujen tulosten perusteella valmistetut ceriumpohjaiset metallikatalyytit olivat aktiivisia ja kestäviä. Katalysoiduissa hapetusreaktioissa sekä bisfenoli A:n että pintakäsittelyteollisuuden jäteveden orgaaninen kuormitus pieneni. Tämän vuoksi valmistettuja katalyyttimateriaaleja voitaisiin tutkia seuraavaksi pilotti-mittakaavan sovellutuksissa.